[YS과학] 죽지 않는 수중의 미니 몬스터 – 히드라

밀림에서는 표범이나 치타가, 하늘에서는 매가 대표적인 사냥꾼이다. 맨눈에 겨우 보일 정도의 작은 사냥꾼이 민물에 살고 있다. 겨울이 끝나 호수나 웅덩이의 수중식물이 생기를 찾기 시작하면, 물속 줄기와 잎, 바닥의 암석에는 히드라(hydra 하이드라)라 불리는 하등동물이 수없이 붙어살면서 물벼룩이나 심지어 물지렁이까지 잡아먹으며 증식한다.

강장동물(해파리 및 말미잘 무리)인 히드라는 몸 길이 3-30mm, 폭 1mm 정도로 작으며, 독액을 분비하는 촉수를 가진 보이지 않는 수중 세계의 놀라운 사냥꾼이다. 그들의 몸은 원통형이고 50,000-100,000개의 세포로 구성되어 있다.

히드라의 몸은 머리와 발 두 부분으로 구분되고, 머리에 있는 입 주변에 빠른 속도로 움직이는 4-8개의 촉수가 있다. 그들은 이 촉수를 사방으로 휘둘러 지나가는 먹이를 잡는다.

그들은 순간적으로 자기 몸 길이보다 4-5배 길게 촉수를 고무줄처럼 뻗어 먹이를 잡는다. 촉수에 먹이가 걸려들면 독액으로 질식시키고, 입으로 들어간 먹이는 2-10분 사이에 완전히 삼켜진다. 포식 후 소화되지 않고 남은 찌꺼기는 2-3일 후 입으로 배출한다.

히드라의 발 바닥 부분은 식물체나 바위에 부착하고 있으므로 특별한 경우를 제외하고 돌아다니지 않는 정주(定柱)하는 고착성 동물이다. 히드라속에 속하는 동물은 갈색히드라(Hydra oliogactis)를 비롯하여 젖꼭지히드라(H. vulfaris), 늪히드라(H. paludicola), 자두히드라(H. robusta) 등 여러 종류가 알려져 있다.

린네는 1785년에 이 동물에게 hydra라는 속명을 처음 붙였다. 그가 이 자포동물(刺胞動物)을 히드라라고 명명한 것은 그리스 신화 속에 나오는 9개의 머리를 가진 괴물 파충류를 닮았기 때문에 그 이름을 딴 것이다.

전설 속의 히드라는 목을 자르면 2개의 머리가 생겨나고, 몸통을 자르면 두 마리의 히드라가 되는 불멸의 동물이다. 신화에서 이 괴물을 처치한 용사는 헤라클레스였다.

별자리 이름의 하나인 물뱀자리의 영어는 Hydra이다.

히드라는 몸통에서 새싹이 돋아나듯이 새로운 개체가 생겨나고(출아법), 몸을 두 토막 내면 두 마리로 재생한다. 그뿐만 아니라 몸을 0,2mm 크기로 난도질해도 모든 조각이 완전한 히드라로 재생하는, 문자 그대로 불멸의 동물처럼 생존한다. 히드라의 세포는 거의 전부가 줄기세포처럼 재생 능력을 가진 것이다.

그러므로 그들은 오랜 세월이 지나도 죽지 않고 증식을 계속할 수 있다. 그러나 히드라는 피라미와 같은 작은 물고기들이 즐겨 포식하는 먹이가 된다. 이들은 상황에 따라 알을 생산하여 수정하는 방법으로 유성생식을 하기도 하지만, 대부분은 출아(出芽 budding)하는 무성생식으로 증식한다.

히드라가 수중에서 잡아먹는 먹이는 물벼룩, 작은 갑각류, 집신벌레, 유글레나, 작은 곤충의 유충, 물지렁이 등이다. 벼룩처럼 이동하기 때문에 물벼룩이라 불리는 사진의 갑각류는 크기가 1-5mm이며, 투명하여 맨눈에 잘 보이지 않는다. 현미경으로 관찰하면 심장 박동과 알이 보이고, 촉각을 노처럼 저어 톡톡 튀는 모습을 볼 수 있다.

히드라에게는 뇌와 근육이 없다. 그러나 수백-수천 개의 신경이 몸 전체에 그물을 이루고 있으며, 빛과 접촉 자극에 대해 민감하게 반응하여 먹이를 향해 몸을 신축하고 촉수를 자유롭게 움직인다.

오늘날 과학자들은 히드라가 20,000개 이상의 유전자를 가졌다는 것, 그들의 촉수가 분비하는 독성물질의 성분도 알고 있다. 히드라가 과학자들의 관심을 특별히 끄는 이유가 몇 가지 있다.

• 그들의 모든 세포는 왜 줄기세포처럼 놀라운 재생 능력을 가졌을까?
• 그들은 왜 노화되지 않고 증식할 수 있을까? (히드라가 확실하게 불멸 동물인지 아닌지는 학자에 따라 이론이 있다.)
• 히드라는 진화와 면역에 대한 연구 대상이다.
• 불사의 생명체로 보이는 그들의 유전자는 어떤 특징이 있나?
• 먹이를 탐지하고, 먹이를 향해 촉수를 고무줄처럼 뻗고, 회초리처럼 빠르게 움직여 사냥할 수 있는 이유는 무엇일까?
• 뇌가 없는 그들의 신경망은 어떻게 진화된 것일까?

모두 AI가 알지 못하는 생물공학자들의 연구대상이다.