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흡수성 종속영양생물 균류

by 건강한백곰 2023. 6. 24.
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균류는 체외에서 먹이를 소화하는 생물이다. 이들은 주변 먹이 분자를 분해하는 소화효소를 분비한 다음에 흡수성 종속영양으로 알려진 과정으로 세포의 원형질막을 통하여 분해된 산물을 흡수한다. 

 

단세포 효모는 영양소를 직접 흡수한다

 

대부분의 균류는 다세포이지만, 단세포 종도 대부분의 균류 집단에서 발견된다. 단세포이고 독립생활을 하는 균류는 효모로 간주된다. 일부 균류는 생활사에서 효모 시기와 다세포 시기를 동시에 가진다. '효모'라는 용어는 단일 분류군을 지칭하지 않고 대신에 여러 번 진화하여 형성된 생활형을 의미한다. 효모는 물속 또는 습기가 많은 환경에서 살아가며 그리고 세포 표면에서 직접 영양소를 흡수한다. 

 

다세포 균류는 영양소 흡수에 균사를 사용한다

 

다세포 균류의 몸통은 균사체(mycelium; 복수는 mycelia)라 부른다. 하나의 균사체는 균사(hyphae)라고 부르는 개별 관 모양의 사상체 덩어리로 이루어지고, 균사에서 영양소의 흡수가 일어난다. 균사의 세포벽은 일반적으로 질소 함유 다당류인 키틴 미세섬유에 의해 크게 강화되어 있다. 균류의 일부 종류는 균사가 불완전한 격벽(septa)이라 부르는 가로벽에 의해 세포처럼 구획으로 나누어진다. 이러한 균사는 격벽균사(septate)로 간주된다. 격벽은 균사에서 완전하게 구획을 나누지는 않는다. 구멍으로 알려진 격벽에 있는 틈은 구획 사이에서 조절된 방식으로 세포의 소기관(심지어 핵까지도) 이동을 가능하게 한다. 다른 종의 균류에서 균사는 격벽이 없고 수백 개의 핵을 갖고 있다. 이러한 균사는 다핵성(coenocytic)으로 간주된다. 다핵성 상태는 세포질분열 없이 반복된 핵분열의 결과이다.

균류의 균사체를 이루는 전체 균사(개별 균사가 아님)는 하루에1 km 이상을 자랄 수 있다. 균사는 넓은 면적에서 영양소를 흡수하기 위하여 매우 넓게 퍼지거나 또는 영양소가 풍부한 곳을 찾기 위하여 균사끼리 무리를 지어 솜털 같은 덩어리를 이루기도 한다. 버섯과 같은 일부 균류 집단에서는 번식 포자가 만들어지면, 균사체 일부가 번식성자실체 (fruiting body)로 재구성된다. 균사체 덩어리는 종종 버섯 그 자체보다 더 커진다. 미국 미시간주에 있는 균류 한 개체의 균사체는 땅속에서 15 ha 면적에 걸쳐 있었으며, 무게는 대왕고래(가장 큰 동물) 보다 더 무겁다. 이 개체의 지상부는 서로 떨어져 있는 버섯 집단으로만 관찰된다.

 

균류의 주요 집단은 생활사에서 다르다

 

 

주요 균류 집단은 원래 이들의 구조와 유성생식 방식, 그리고 어느 정도는 형태적 차이에 근거하여 정의되었다. 균류의 생활사는 알려진 것보다 훨씬 더 다양하지만, 특정 종류의 생활사는 일반적으로 균류의6개 주요 집단, 즉 포자충균류, 병꼴균류, 접합균류(접합균문), 균근균류(취균문), 자낭균류(자낭균문) 그리고 담자균류(담자균문)를 구별한다. 

병꼴균류와 접합균류는 단계통군을 대표하지 않고 일부 조상 형질을 가진 유연관계가 먼 몇몇 계통으로 이루어져 있다.  최근의 DNA 분석 증거에서 균류 내에서 미포자충균류의 계통적 위치, 병꼴균류와 접합균류의 측계통성, 다른 균류 집단에서 균근균류의 독립성 그리고 자낭균류와 담자균류의 단계통성이 확립되었다. 

 

미포자충균류(microsporidia)

 

미포자충균류는 단세포 균류이고, 가장 작은 진핵생물이며 그리고 직경이 1~40 mm 정도인 감염성 포자이다. 약 1,500종이 기재되어 있으나, 이보다는 더 많은 종이 존재할 것으로 생각된다. 미포자충균류는 진정한 미토콘드리아가 없고 대신에 미토콘드리아로부터 만들어진 미토좀(mitosome)으로 알려진 축소된 구조를 가진다. 미포자충균류는 동물, 특히 곤충, 갑각류 그리고 어류의 세포 내에서 살아가는 절대기생성이다. 일부 종은 사람을 비롯한 포유류에도 감염된다. 미포자충균류에 의한 감염 대부분은 숙주에게 만성 질환을 야기하며, 체중 감소, 생식능력 감소 그리고 수명 단축을 포함하는 증세를 나타낸다. 포자에서 발달한 극관(polar tube)이 숙주세포를 뚫고 들어가며 그리고 포자의 내용물은 전부 숙주세포에 주입된다. 그다음에 포자의 원형질이 숙주세포에서 증식하여 새로운 감염성 포자를 만들어낸다. 일부 종의 생활사는 복잡하고 다수의 숙주가 관여하고, 반면에 다른 종은 단일숙주에 감염된다.

 

병꼴균류 (chytrid)

 

병꼴균류는 한때 원생생물로 분류되었던 수생 미생물의 몇몇 독특한 계통을 포함한다. 그러나 형태적 증거(주로 키틴으로 구성된 세포벽)와 분자적 증거는 이들이 기본적인 균류라는 것을 지지한다. 병꼴균류의 세 분류군에는 1,000종 미만이 기재되어 있다.

동물(그리고 다른 진핵생물)처럼 병꼴균류 대부분은 편모를 가진 배우자를 만든다. 이러한 특징을 가진 점은 균류가 최초에 물속에서 진화하였음을 반영한다. 병꼴균류는 생활사의 특정 시기에 편모를 가지는 유일한 균류이다. 병꼴균류는 (조류, 모기유충 그리고 선충과 같은 생물에 기생하거나 부생성이다. 일부는 소나 사슴과 같이 앞창자에서 발효하는 동물의 복잡한 위 속에서 복잡한 상리공생 관계를 맺고 있다. 많은 병꼴균류는 담수 또는 축축한 곳에서 살아가지만, 일부는 바다에서 산다. 일부 병꼴균류는 단세포성이고, 다른 종류는 헛뿌리를 가지며 그리고 또 다른 일부는 여전히 다핵성 균사를 가진다.

 

접합균류(zygospore fungus)

 

접합균류는 서로 다른 두 교배형 균사가 만나는 유성생식을 한다. 이들 균사는 배우자낭을 만들고, 두 배우자낭은 각자의 교배형과 융합하여 접합포자낭(zygosporangium)을 형성한다. 그후 접합포자낭 내부의 배우자 핵이 융합하여 단세포 다핵성 접합포자(zygospore)를 형성하며, 이 포자 때문에 접합균류라는 이름이 붙여졌다. 접합자는 휴면상태로 머물다가 적당한 시기에 감수분열을 하여 포자낭(sporangium)을 달고 있는 포자낭자루(sporangiophore)를 형성한다. 개별 포자낭은 감수분열의 산물, 즉 포자로 발달할 반수체 핵을 가지고 있다. 이들 포자가 분산되고 발아하여 반수체 균사라는 새로운 세대를 형성한다.

접합균류에는 토양에 부생자로서 혹은 곤충과 거미에 기생자로서, 또는 다른 균류나 무척추동물과 상리공생자로서 살아가는 육상균류가 포함된다. 이들은 편모를 가진 세포가 없고 유일한 2배체 세포인 접합자가 생활사에서 나타난다. 대부분 종이 육질성 자실체를 만들지 않고, 대신에 균사가 정해진 방향 없이 퍼지다가 때로 공기 중으로 자루가 달린 포자낭자루를 만든다.