해로동혈

섬네일|해로동혈 출아 클론 싹
섬네일|표본

해로동혈(Venus' flower basket, Euplectella aspergillum, '금성 꽃바구니')은 태평양 심해, 보통 아래 깊이에서 발견되는 유리해면의 일종이다. 다른 유리해면과 마찬가지로, 이들은 규산으로 골격을 만들며, 이 골격은 골편으로 구성된 독특한 격자 구조를 형성한다. 이 신체 구조는 광학적, 기계적 특성이 일부 면에서 인공 재료보다 우수하여 재료과학에서 큰 관심을 받고 있다. 다른 해면동물처럼, 이들은 해수를 여과하여 플랑크톤과 바다눈을 포획하여 먹이를 섭취한다. 이들의 번식 습관에 대해서는 알려진 바가 거의 없지만, 신체 구조의 유체 역학이 번식에 영향을 미칠 가능성이 있으며, 자웅동체일 수 있다는 가설이 제기되었다.

분류
해로동혈은 1841년 리처드 오언 경에 의해 기재되었다. Euplectella 속은 이 종을 수용하기 위해 명명되었으므로, 이 종은 해당 속의 모식종이다. 오언은 이 종을 "...해양 생산물 중 가장 특이하고 아름다울 뿐만 아니라 가장 희귀한 것 중 하나..."라고 묘사했지만, 동물이 될 수 있는지조차 의문시하며 "동물계의 가장 낮은 분류"에 배치하고 알키오노이드 과로 분류했다. 그가 검토한 표본은 길이가 , 밑부분이 , 골격의 정점이 였다. 4개의 아종이 인정된다.
 E. aspergillum aspergillum 오언, 1841 (명명아종)
 E. aspergillum regalis 슐체, 1900
 E. aspergillum australica 타바치니크, 야누센 & 멘셰니나, 2008
 E. aspergillum indonesica 타바치니크, 야누센 & 멘셰니나, 2008

형태학
섬네일|

몸은 관 모양으로 구부러져 있으며 바구니나 꽃병 모양이다. 몸은 전적으로 규산 (유리의 주요 구성 요소)으로 구성되어 있어 일반적으로 유리해면으로 알려져 있다. 규산은 세 개의 수직 광선으로 구성되어 여섯 개의 점을 가진 육각 규질 골편 형태로 이루어져 있다. 유리해면의 경우, 골편들이 서로 "엮여" 매우 가는 그물을 형성하며, 이는 다른 해면동물 종에서는 찾아볼 수 없는 몸체의 견고성을 부여하고 유리해면이 깊은 수심에서 생존할 수 있게 한다. 몸체에는 수많은 구멍(몸체 안으로 이어지는 많은 구멍)이 뚫려 있는데, 이는 진정한 입수공이 아니라 단순한 벽의 틈이다. 해면의 구조는 사이콘형이다. 입수공은 유입관으로 연결되고, 다시 방사관을 거쳐 전입수공으로 들어가 중앙 "심방"인 해면강으로 열리며, 출수공을 통해 외부로 연결된다. 해면은 보통 에서 높이이다.

E. aspergillum은 6개의 이빨이 있는 앵커형 기부골편과 이축골편을 가지고 있는 것이 특징이다.

이 해면의 골격은 다른 생체 재료와 함께 규산 나노입자를 포함한다.

서식지
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해로동혈은 필리핀 제도 근처 서태평양에서 발견된다. 이 속의 다른 종들은 일본 근처와 인도양을 포함하여 전 세계 해양에서 서식한다.

이 해면은 해저의 암석 지역에 서식하며, 평생 동안 단단한 기질에 부착되어 살고 자란다. 해수면 아래 에서 발견되며, 보다 깊은 수심에서 가장 흔하다. 더 구체적으로, 이들은 골편의 특성상 부드러운 퇴적물에 고정되는 경향이 있다.

이 해면은 종종 느슨하고 진흙 투성이의 퇴적물에 서식하는 것이 발견되며, 이로 인해 해저에 뿌리내리는 구조를 발달시킨다.

생물학
해면이 생물발광을 이용하여 플랑크톤을 유인할 것으로 추측된다.

태평양의 육방해면류는 산호초를 형성하며, 이는 심해 환경에서 탄소를 축적할 수 있다.
번식
이 해면의 번식에 대해서는 거의 알려져 있지 않다. E. aspergillum의 한 표본에서 결합 조직 내에서 정자가 발견되었으며, 매우 가는 실 같은 부속지 내에서 응집된 덩어리로 묘사되었다. 이는 이 종이 자웅동체일 것이라는 생각에 기여할 것이다. 이 해면은 고착성이지만, 정자는 해류에 의해 운반될 수 있으며, 다른 유기체가 보유한 난자는 수정될 수 있다.

이들의 독특한 골격 구조는 해면이 겪는 항력을 줄이고 체강 내에서 일관된 소용돌이 운동을 촉진하는 데 중요한 유체 역학적 효과를 가지는 것으로 밝혀졌으며, 이는 선택적 여과 섭식과 유성 번식을 촉진하는 것으로 추정된다. 이탈리아 연구자 그룹이 수행한 연구에서, 해로동혈의 3차원 모델을 이용하여 격자 내부와 외부로의 물 분자 흐름을 시뮬레이션했다. 연구자들은 이 구조가 해면의 항력을 줄이는 동시에 해면 내부에서 미세한 소용돌이를 생성하여 정자와 난자의 혼합을 촉진한다는 것을 발견했다.

공생
섬네일|유리해면에 갇힌 붉은 새우를 볼 수 있다.
이 해면은 종종 해로새우과|유리해면 새우를 숙주로 삼는데, 보통 한 쌍이 번식하며 크기 때문에 해면 격자를 벗어날 수 없는 경우가 많다. 유리해면의 구조는 격자 안에 사는 새우에게 유리하다고 여겨지는데, 새우가 해면이 모으는 입자를 먹고 살기 때문이다. 결과적으로, 새우는 이 해면 안팎에서 살며, 죽을 때까지 해면과 상리 공생 관계를 맺는다. 새우는 해면이 제공하는 피난처에서 살고 짝짓기를 하며, 그 대가로 해면 내부를 청소하기도 한다. 이는 일본에서 이 해면의 골격이 결혼 선물로 주어지면서 해면이 변치 않는 사랑의 상징으로 채택되는 데 영향을 미쳤을 수 있다.

 인류학적 응용 
섬네일|Euplectella aspergillum의 규질 골편
해면을 해저에 부착시키는, 길이가 이고 사람의 머리카락처럼 가는 유리 섬유는 광섬유 연구자들의 관심을 끌고 있다. 해면은 해수에서 규산을 추출하여 실리카로 변환한 다음, 이를 정교한 유리 섬유 골격으로 형성한다. 주황색 공 모양 해면 (Tethya aurantium, 보통해면)과 같은 다른 종류의 해면도 생물학적으로 유리를 생산할 수 있다. 현재 광섬유 제조 공정은 고온을 필요로 하며 부서지기 쉬운 섬유를 생산한다. 해면에서 영감을 받아 이러한 섬유를 만들고 배열하는 저온 공정은 섬유의 광학적 특성에 대한 더 많은 제어를 제공할 수 있다. 이러한 나노 구조는 또한 보다 효율적이고 저렴한 태양 전지를 만드는 데 잠재적으로 유용하다. 또한, 그 골격 구조는 공학 응용 분야에서 사용되는 다른 대각선으로 보강된 정사각형 격자보다 더 높은 강도 대 중량비를 가진 새로운 유형의 구조 격자에 영감을 주었다.

이 해면의 골격은 복잡한 기하학적 구성을 가지고 있으며, 강성, 항복 강도, 최소한의 균열 전파에 대해 광범위하게 연구되어 왔다. 동일한 길이, 유효 두께 및 반경을 가지지만 균일하게 분포된 알루미늄 튜브(알루미늄과 유리는 유사한 탄성률을 가짐)는 강성이 1/100에 불과하다.

다양한 유리 해면을 대상으로 한 연구에서, 해로동혈은 접근하기 어렵기 때문에 추가 정보를 얻기 어렵다는 점이 언급되었다. 그러나 알칼리와 접촉했을 때 이 해면은 높은 저항성을 보였으며, 이는 연구자들이 이 종의 구조적 구성 요소로 작용할 수 있는 키틴과 같은 생체 재료를 잠재적으로 포함하고 있다고 믿게 만들었다. 이 연구는 E. aspergillum 및 유사 종들이 귀중한 생체 재료를 포함하는 천연 복합 재료인 한, 생체의학 및 미래 생명공학에서 중요할 수 있음을 시사한다.

라오의 생체모방 건축 연구는 해로동혈 구조에서 얻은 건축적 영감에 대해 설명하며, 특히 노먼 포스터의 런던 거킨 타워 디자인과 관련이 있다.

 각주 

 외부 링크 
 16px 해로동혈과 고층 빌딩 YouTube.

분류:섬유광학