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조회 : 9726 | 2008-12-22

우주초파리
음식물 주위로 쉴 새 없이 날아드는 초파리를 물리칠 수 있는 유일한 방법은 음식물을 보관용기에 보관하고, 음식물 쓰레기를 바로바로 치우는 것입니다. 이러한 초파리는 우리를 매우 성가시게 하는 귀찮은 존재임에 틀림이 없어요.

그런데 이러한 초파리가 한국 최초의 우주인과 함께, 소유즈 호를 타고 우주로 발사되었다는 사실을 알고 있나요? 우주초파리의 눈에는 지구가 어떻게 보였을까요?

1910년에 ‘모건’은 초파리 연구를 통해 ‘멘델’의 유전법칙을 증명한 공로로 유전학 분야에서 최초로 노벨상을 받았지요. 이처럼 초파리는 20세기의 위대한 생물학적 발견에 핵심적인 기여를 한 유전학에서 없어서는 안 될 곤충이에요. 그래서 무중력 상태가 생물에게 미치는 영향을 알기 위한 우주 과학 실험에 많이 사용되고 있어요.



1) 초파리의 한살이
초파리는 포도나 사과껍질을 유리병에 넣어 두면 그 주위로 금방 모여들지요.
이 유리병의 입구를 솜이나 거즈로 막고 고무줄로 묶으면 쉽게 채집할 수 있어요.
그러나 초파리의 한살이 과정을 관찰하려면 실외에 두어야 하겠지요?

초파리는 알 → 애벌레(유충) → 번데기 → 어른벌레(성충)의 한살이 과정을 거칩니다.
이때 번데기 단계를 거치는 곤충을 완전탈바꿈 곤충이라고 합니다. 초파리는 알에서 어른벌레가 되는데 약 10일이 걸리며, 온도가 낮으면 조금 더 시간이 걸려요. 그럼 초파리의 한살이를 살펴볼까요?

 

 





포도껍질을 둔 유리병에 모여든 초파리
초파리

 

 



초파리 암컷의 배에 들어있는 알(200배)
알


이것은 알로 가득 찬 초파리 암컷의 배입니다. 알이 배출되는 관과 알이 보이나요?
어미로부터 산란된 알은 하루 만에 애벌레로 변해요. 알에는 특이하게 더듬이 모양으로 나와 있는 것이 있습니다.

 

 

 





알과 애벌레 단계(50배)


애벌레단계


애벌레는 구조적인 차이에 의하여 1령, 2령, 3령으로 구분하는데, 1령에서 하루, 2령에서 하루, 3령에서 2~3일 보낸 후 번데기로 되지요.
그런데 애벌레는 왜 1령, 2령, 3령이 있는 것일까요?
애벌레는 음식을 매우 잘 먹고 빨리 성장하지만 몸이 딱딱한 피부로 덮여 있어서 잘 자랄 수 없습니다. 따라서 여러 단계에 걸쳐서 허물을 벗으며, 이 때마다 크기가 커집니다. 애벌레는 늘어났다 줄어들었다 하면서 기어 다니는데, 배 쪽에는 기어 다니기에 좋은 빳빳한 털들이 있습니다.



초파리의 번데기(50배)


우화되기 직전의 번데기(50배)



성장한 애벌레는 벽으로 기어 올라가 번데기가 됩니다.
번데기의 색깔은 처음에 엷은 갈색이지만 시간이 지나면서 점점 진한 갈색으로 변하면서 단단한 껍질 속에서 어른벌레의 모습으로 바뀌어 갑니다.
번데기에서 우화하기 직전에는 빨간 눈, 날개, 다리 등이 생겨납니다. 드디어 한 마리의 초파리가 나올 준비를 마친 것이지요.



2) 초파리의 특징
초파리도 다른 곤충과 마찬가지로 머리, 가슴, 배로 구분되지요.
눈은 빨간 겹눈 2개와 홑눈 3개가 있습니다. 대부분의 곤충은 두 쌍의 날개가 있지만 초파리는 한 쌍인데, 다른 한 쌍은 몸의 균형을 잡는 평형곤으로 퇴화되었지요. 초파리뿐만 아니라 모기도 평형곤으로 퇴화되어 있습니다.
그런데 궁금하지요? 왜 퇴화되었을까요? 정말로 평형을 잡기 위한 것일까요? 그렇다면 다른 곤충들은 왜 평형곤이 없는 것일까요?



초파리의 더듬이와 홑눈(50배)


모기의 뒷날개가 퇴화된 평형곤(30배)



초파리는 2~3 mm로 집파리보다 훨씬 작지만 많이 날아다녀요.
그리고 사육병을 뒤집으면 항상 위쪽으로 움직이는 습성이 있습니다. 다음 사진의 초파리는 수컷일까요? 암컷일까요? 사람과는 달리 대부분의 곤충들은 암컷이 더 큽니다. 크다는 것은 어떤 의미일까요? 생명체를 구성하는 세포의 수가 많은 것일까요? 혹은 세포 자체가 큰 것일까요?



수컷 초파리와 평형곤


초파리의 암컷(50배)



생명체가 성장하는 것은 세포 분열에 의해서 세포의 수가 많아지기 때문이에요.
예를 들어 코끼리가 큰 것은 코끼리의 세포 수가 많다는 것입니다.
따라서 비만인 어린이가 다른 어린이보다 세포가 더 많아요. 그러나 세포 분열이 끝나 완전히 성장한 어른의 몸이 커지는 것은, 즉 살찌는 것은 세포에 축적되는 지방의 양이 많아지는 것입니다.

따라서 소아비만이었던 어린이는 세포수가 많기 때문에 성장한 후에도 비만이 될 가능성이 높지요. 설령 다이어트에 성공하더라도 일반인들보다 다시 비만이 되기 쉽습니다. 소아비만을 더욱 조심해야하는 중요한 이유입니다.



4) 초파리와 유전학
그런데 부모의 형질이 자손에게 전달되는 방법과 형질의 변이를 유발하는 원인 등을 연구하는 유전학에서는 왜 초파리를 사용하는 것일까요?
사람의 유전체나 귀여운 강아지를 직접 연구하면 안 되나요? 형질이란 생물을 분류하는 특징적인 모양이나, 크기, 성질 등을 가리킵니다.

그것은 초파리의 한살이 기간이 짧기 때문이에요. 사람의 한 세대는 약 30년이기 때문에 부모와 자손들의 형질을 비교하기가 어렵지만, 초파리는 15일이면 한 세대가 바뀌기 때문에 1년이면 최대한 24세대에서 일어나는 유전적인 변화를 관찰할 수 있습니다.

또한 초파리는 자손의 수가 많을 뿐만 아니라 눈의 색깔, 날개의 유무 등 대립형질이 뚜렷하지요. ‘멘델’이 완두콩을 연구할 때 뚜렷하게 구분되는 일곱 가지의 대립형질을 관찰하여 멘델의 법칙을 발견했던 것과 같은 이치입니다. 게다가 염색체 수가 8개로 많지 않고 염색체가 커서 관찰하기가 좋은 여러 가지 이점들이 있어요.



돌연변이에 의해서 흰 눈과 흔적날개만 있는 초파리(50배)



‘모건’은 초파리의 돌연변이를 연구한 결과 염색체의 특정한 부위에 있는 유전자가 각각의 형질을 지배하고 있다는 사실을 발견했습니다.
더욱이 초파리의 배우자의 4개의 염색체에 대응하는 4군의 유전자 지도를 완성한 유전자설을 확립하였습니다. 이 때부터 유전학은 크게 발전하여 지금은 생명 현상을 다루는 생명공학으로 발전하게 되었습니다.



Quiz. 이것은 무엇일까요?
온 가족이 맛있게 저녁식사를 한 다음 부모님께서 계산하시지요?
그런데 돈을 내시는 것이 아니라 신용카드로 결제를 하시고 사인을 하시지요?
즉, 사인을 한다는 것은 내가 저녁식사를 했다는 것을 확인하는 표시입니다. 따라서 사인은 매우 중요한 것이지요.
예전에는 사인보다는 도장을 찍어서 본인임을 나타내었지만, 최근에는 많은 문서에 사인을 하고 있습니다. 그만큼 우리나라도 서로 믿고 신뢰하는 신용사회로 근접하고 있다는 것을 의미하지요. 여러분도 사인 연습을 하고 있지 않나요? 나만의 나를 나타낼 수 있는 멋있는 사인을...




전표

그렇다면 이것(200배)은 무엇일까요?
이것은 세 장이 하나의 세트로 되어있는 신용카드 전표의 한 묶음을 옆면에서 바라 본 사진이에요. 하나는 회원 보관용, 하나는 업소 보관용, 하나는 카드회사 제출용이에요. 맨 위의 용지에 사인을 하면 똑같은 사인이 아래 두 장에 나타난답니다. 이러한 종이를 무엇이라 부를까요?



주제!
동물 ,한살이
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