생물학의 기초가 되는 용어들

 

 

세포설

1839년 M.J 슐라이덴 및 T. 슈반이 처음 제기한 세포학 이론이다. 생물체의 구조적 기능적 단위이며, 세포는 세포로부터 생성된다는 내용이다. 생물은 생김새와 상관없이 모두 세포로 이루어져 있고, 세포는 생물의 구조와 기능상의 근본 단위이자 생명의 본체라는 학설이다. 세포설은 다윈의 진화론에 버금가는 생물현상 원리에 관한 19세기의 중대 발견으로 평가 받고 있다. 이 학설이 인정되면서 원생동물의 분류학적인 정의가 이루어 졌으며, 정자나 난자도 세포라는 이론이 확립 되었다.

 

세포에 대한 연구는 꾸준히 계속되어 1831년에는 브라운이 핵을 발견했고, 1838년에는 슐라이덴이 '모든 식물은 세포로 구성되었다.'고 하는 세포설이 완성 되었다. 이후 1846년에 폰 몰은 세포안에 원형질이 들어 있음을 발견하였고 1855년에 피르호는 '모든 세포는 세포로부터 생성된다'고 주장했으며 1861년에 슐체는 세포에서 생명 현상을 나타내는 것은 원형질이라는 원형질설을 주장하였다.

 

 

진화론

좁은 의미에서의 생물 진화요인에 관한 학설

진화론을 확립한 사람은 E.다윈의 손자인 C.R.다윈이다. 그는 저서 <종의 기원>에서 자연선택설을 근간으로 하여 새로운 종이 생기는 메커니즘을 설명 하였는데 변이의 원인 중의 한 가지로 라마르크의 용불용설도 채용하였다. 그러나 다윈은 라마르크의 '전진적 발달'을 배격하였다. 다윈은 자연선택설을 제창했을 뿐만 아니라 진화의 증명이 될 수 있는 생물학상의 사실적인 예도 많이 들어 생물 진화를 사람들에게 확신시키는데 공헌하였다.
다윈이 논증한 종의 기원은 다음과 같이 요약된다.

 

• 모든 생명체는 약간씩 변이 한다.
• 변이는 후대로 물려 전해진다.
• 생존을 위한 극심한 투쟁이 있으며 생존에 유리한 변이가 일어나는지 여부가 생명체의 생존을 결정한다.
• 아주 긴 지질학적 역사 속에서 이들의 성공적인 변이가 곧 아주 다양한 동식물 종의 생성되는 기원이다.

 

 

 

유전학

생물의 각종 형태나 성질이 자손에게 전해지는 구조와, 그것들이 각 개체에서 어떻게 나타나게 되는지 연구하는 학문이다.

유전학은 생물의 형질 발현에 대한 원인을 규명하는 과학으로 유전자의 이동방식, 변화성, 소재, 물질적 기초, 외계와의 과계등을 연구한다.

유전과 변이에 대한 연구는 19세기 중엽의 G.J.멘델 이전부터 주목되어 왔다. 1865년 멘델은 완두를 이용해서 유전의 근본적인 법칙을 발견했지만 그뒤 35년간 어느 누구도 그 중요성을 이해하지 못하였다. 그러나 1900년 네덜란드의  H.드 브리스, 독일의 C.코렌스, 오스트리아의 E.체르마크가 멘델이 법칙을 재발견하였다. 이때부터 유전학이 시작되었다고 할 수 있다.

멘델의 법칙은 그후 동물과 사람에게도 적용되는 보편적인 법칙임이 밝혀졌다. 멘델의 법칙 가운데서 특히 중요한 것은 잡종에서는 양친으로부터 물려받은 서로 대응하는 유전자가 하나로 융합하는 것이 아니라 서로 따로따로 독립해서 존재하며 배우자가 만들어질 때 서로 분리한다는 것이다. 이 법칙이 발견된 후 양친으로부터 전달되는 유전자가 염색체 내에 일정한 순서와 거리로 배열하고 있다는 사실도 알게 되었다. 따라서 동일 염색체 위의 유전자는 독립유전을 하는 것이다.

 

 

 

항상성

자동정상화장치 라고도 하며 homeo와 stasis의 합성어로서 외부환경과 생물체내의 변화에 대응하여 순간순간 생물체 내의 환경을 일정하게 유지하려는 현상을 말하며 자율신경계와 내분비계(호르몬)의 상호협조로 이루어진다.

항상성의 유래는 프랑스의 생리학자 Claude Bernard는 외부환경이 변하더라도 인체의 내부환경은 변화가 일어나지 않는다는 사실을 발견 했으며 그 후 1932년 Walter B. Cannon은 항상성이라는 용어를 만들었고, 생물체 내부환경을 변화시키지 않거나 일정하게 유지하는 것으로 정의하였다.

 

예시를 들어서, 우리가 얼음물을 먹는다고 해서 체온이 떨어지지 않고, 뜨거운 물은 먹는다고 해서 체온이 올라가지 않으며 봄, 여름, 가을, 겨울의 온도변화에 관계없이 체온이 변하지 않는 이유는 무엇일까? 인간이 정상적인 체온은 건강한 사람의 경우 36.5℃를 유지하는데 밤에는 낮보다 활동량이 줄어들기 때문에 약간 낮아진다. 추운 겨울날 체온이 정상 이하로 떨어지게 되면 체내에서는 체열을 외부로부터 빼앗기지 않기 위해 땀구멍을 닫고 몸을 움츠리게 하여 체온을 보호한다. 반대로 체온이 정상 이상으로 상승하면 땀구멍을 열어 땀을 흘림으로써 체온을 정상수준으로 조절한다. 이렇게 우리 생물체 내에서는 변화가 없는 고정된 상태가 아니라 외부환경이나 내부환경의 변화에 대응하여 체온뿐만이 아니라 산소 및 이산화탄소의 농도, 혈당량, 혈류량에 의한 혈압조절, 산과 알칼리의 균형 등이 자동조절시스템인 피드백 작용에 의해 항상성이 유지 되므로 생명과 건강을 유지 할 수 있는 것이다.

 

 

 

에너지대사

생물체내에서 일어나고 있는 에너지의 방출, 전환, 저장 및 이용의 모든 과정을 말한다. 생명현상은 끊임없는 에너지의 소비과정이기 때문에 에너지의 공급없이 생물은 잠시도 살 수 없다. 필요 에너지는 식물이 태양에너지를 이용해 물과 이산화탄소로부터 포도당과 같은 유기물을 합성하여 얻는데 생물은 생활에 필요한 에너지를 이 유기물의 분해를 통해 획득하므로에너지 대사는 곧 물질대사와 같은 의미로 해석할 수 있다.

또 다른 말로는 '에너지교대'라고도 하는데, 생물이 살아가는 데는 끊임없는 에너지의 공급이 필요하다. 생물이 생장한다는 것은 몸을 구성하는 여러 물질을 더 많이 합성한다는 것을 의미하는데, 이런 물질의 합성에는 다량의 에너지가 소요된다. 체온은 환경의 온도 이상으로 유지하는 경우에도 열에너지가 필요하다. 생물의 모든 세포는 어떤 특정 물질들을 확산법칙에 역행하여 농도가 낮은 곳에서 높은 곳으로 이동시켜 축적하는 능동수송이 이루어지며, 이 작용에도 많은 에너지가 소비된다. 동물의 경우 신경이 흥분하고 근육이 수축하는 데도 에너지가 필요하다. 따라서 운동을 하는 데 많은 에너지가 소비되는 것이다. 즉, 생명현상이라는 것은 끊임없는 에너지의 소비과정이라고 말할 수 있고, 에너지의 공급이 없이는 생물은 잠시도 살 수 없다는 것이다.