조류(수중생물)
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1. 개요
조류(藻類) / Algae[1]
일반적으로 물속에서 살고 엽록소 a와 이산화탄소를 이용한 광합성을 하면서 관다발이 없고, 뿌리·줄기·잎의 구분이 없으며 포자 혹은 이분법으로 번식하는 생물을 일컫는 용어다. 유의어인 해조(seaweed)가 해초(seagrass)와 혼용되는 경우가 허다한데, 해초는 잘피처럼 바다에 뿌리내려 서식하는 종자식물을 일컫는 말이다.
그럼 해조는 식물이 아니라는 말이냐고 물을 수 있는데, 이는 해조의 종류에 따라 다르다. 현재 식물을 분류하는 관점에서는 녹조류들은 식물에 포함되는 것으로 보나, 홍조류와 회청조류는 학자마다 의견이 다르고, 비원시색소체생물계에 속하는 조류들은 어떤 정의에서도 식물에 포함되지 않는다. 녹조류인 파래와 홍조류인 김의 관계는 균계인 버섯과 동물계인 인간의 관계보다도 생물학적으로 더 큰 차이가 있다. 심지어 갈조류인 다시마는 SAR 상군에 포함돼 식물보다는 '''짚신벌레'''와 더 가깝다. 따라서 해조가 식물이란 질문에는, 매생이와 파래는 식물이지만 다시마는 아니라는 대답이 나온다.
가장 엄격한 의미의 식물: 엽록소를 지녀 광합성을 하며 육상생활에 적응한 생물(유배식물).
엄격한 의미의 식물: 엽록체를 지니고 광합성을 하는 생물(녹색식물).
느슨한 의미의 식물: 색소체를 지닌 생물(원시색소체생물).
(구)식물: 움직이지 않는 생물(동물의 여집합).
2. 상세
한 때 조류라는 용어가 하나의 생물학적 분류군을 일컫는 용어로 쓰였지만, 계통분류학이 발달하면서 분류학적 지위를 잃었기 때문에 더 이상 정식으로 쓰이는 용어는 아니다. 단세포 조류도 있지만, 다세포생물도 존재한다. 동식물, 균류를 제외하면 '''유일한''' 다세포생물이기도 하다. 다세포 조류에는 크게 홍조류(김, 우뭇가사리), 녹조류(파래, 매생이), 갈조류(다시마, 미역) 이렇게 3가지가 있는데 전부 동아시아에서는 두루 식재료로 사용한다.
아주 예전, 생물을 간단히 동물, 식물 두 가지로만 나눌 땐 조류 역시 식물에 포함되었다. 이후 원핵생물과 진핵생물을 따로 분류[2]하게 되면서 단순히 뭉뚱그려 싸잡아 묶어뒀던 조류에 포함되어있던 남조류는 남세균이라는 이름으로 원핵생물로 따로 떨어져 나갔다. 진핵생물 중에서도 동식물이 아닌 것들을 분류하기 위한 개념이 생기기 시작했는데, 그렇게 동식물도 아니고 균류[3]도 아닌 그 외 잡것들을 모아둔 원생생물이라는 개념이 생겨난다. 식물은 아닌데 어쨌건 광합성을 하기는 하는 이 애매한 조류놈들 역시 원생생물 속 조류라는 카테고리로 묶이게 된다. 하지만 이 원생생물도 '그 외 잡'이라는 근본없는 기준으로 묶여진 분류군이었기에 생물학계에서 폐기된다.
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분자생물학과 계통분류학이 발달한 현재에서는 고균, 세균, 진핵생물의 3역으로 나뉘는 분류법이 정립되는데, 남세균을 제외한 조류는 전부 진핵생물에 속한다. 위 사진은 남조류를 제외한 모든 조류가 포함되어있는 진핵생물의 계통도이다.
DNA분석 기술이 발전하면서, 사실상 진핵생물 잡것들을 모아뒀던 원생생물들의 분류가 본격적으로 진행되었다. 이렇게 원생생물이라는 개념은 폐기되고 분류군은 해체되어 여기에 속해있던 조류들 역시 뿔뿔이 흩어져 각자 제자리를 찾아가게 된다. 홍조류, 녹조류, 회청조류는 넓은 의미로서의 식물계(Archaeplastida)로, 나머지는 각자 여러 다른 계통으로 흩어졌다. 착편모조류와 은편모조류, '''갈조류''', 황갈조류, 부동편모조류, 와편모조류는 크로말베올라타에 속하고, 클로라라크니온은 리자리아, 유글레나는 엑스카바타에 속한다[4]. 따라서 조류(algae)는 다계통 분류군(polyphyletic taxon)이다.
특이한 것은 바로 갈조류인데, 우리가 흔히 먹는 미역이나 다시마는 '''식물의 친척도 아닌 사실상 남남'''이다. 어쩌다보니 서로 비슷하게 진화한 것 뿐이다. 심지어 다시마는 식물보다 차라리 짚신벌레와 가까운 사이라는 흠좀무한 결론이 도출된다. 홍조류나 녹조류 조차도 정확히 따지면 식물이 아니지만, 새(鳥)와의 직관적 구분을 위해 표제어에 (식물)이 들어갔다.
결과적으로 조류라는 분류군은 과거의 흔적이라고 볼 수 있다. 비록 조류라는 분류군은 해체됐지만, 학문적인 분야나 유대감에선 아직까진 조류학이라는 개념이 유효하다. 관심이 있다면 한국조류학회를 참고하자.
대체로 순우리말로는 말[5]이라고 부르는 편. 보통 깊이에 따라 주로 서식하는 조류가 달라지는데, 얕은 순서로 녹조류≥갈조류≥홍조류가 자란다. 이는 빛의 파장에 따라 깊은 곳일수록 파장이 긴 빨강 계통의 빛은 줄어들고 파장이 짧은 푸른색 계통의 색만 도달하기에 얕은 물에 사는 조류는 빛이 충분한 환경에서 적색광을 이용하는 것으로도 충분하기에 붉은색의 보색인 초록색을 띠고 색도 상대적으로 연하지만, 깊은 물에 사는 조류는 그 반대로 청색광을 이용하기 위해 붉은 색을 띠고 색도 짙다. 하지만 가열하면 열에 약한 붉은 색소들이 파괴되면서 엽록소가 드러나 조류의 종류에 상관없이 다같이 사이좋게 초록색을 띈다.
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- 파래빵(Laverbread)또는 김빵 : 웨일즈 전통 음식 중 하나로,가난한 광부들과 그 가족들의 주요한 식단 중 하나였다. 사실 겉에 견과류 잔뜩 뿌리고 수수부꾸미 비슷한 느낌으로 만드는 경우도 있기는 한데, 전통적이거나 일반적인 형태는 파래가 주재료인 스프레드? 부정형에 가까운 형태가 많다.
동아시아나 아일랜드, 웨일스같은 몇몇 특수한 지역[7] 정도를 빼면 잘 안 먹기 때문에 상업적인 수요가 적고 학문적 동기도 적어 연구가 많이 안 되었다고 한다. 서양인들에겐 그냥 물고기의 먹이 정도로만 인식되고 식품으로서의 수요는 한중일 정도에 한정되는 것으로 추정된다. 다만 육상과는 달리 일종의 노는 땅 비슷하게 여겨지는 연안 지역(조류도 광합성을 해야 하기에 얕은 바다에서만 자란다.)에서 자라기 때문에 산업적 이용에 관한 연구는 유럽 지역에선 꽤 이루어진 듯하다. 육상의 식물과 달리 광합성 색소체나 세포벽 구성이 다양하기 때문에[8] 그걸 이용한 식품 첨가물이나 화장품 등 화학 공업용 원료로 많이 사용한다.[9] 어차피 잘 먹지도 않고 그냥 바다에서 막 자라기 때문에 화학적으로 합성하는것 보다 그냥 바다에서 가져다 분리하는 게 더 싸다고. 더불어 최근에 탄소배출권 덕분에 미세조류(microalgae)에 대한 연구도 하는 모양. 지금의 탄소 배출권은 육상의 조림을 기준으로 되어있는데, 학자마다 추정치가 다르지만 지구의 산소는 바다에서 절반 이상이 생성되며, 그 부분의 핵심이 광합성을 하는 종류의 원핵생물인 규조류, 홍조류, 녹조류, 갈조류 등의 조류이고, 나머지 부분이 동물에 해당되는 산호이다.
식물성 조류인 규조류나 동물성 조류는 바다에서 배양이 가능하고, 삼면이 바다라 나름 공해 영역이 있는 한국 같은 경우 탄소 배출권에 상당한 이득이 될 것으로 보인다. 물론 이 경우엔 완전하게 영해를 기준으로 할지, 배타적 경제수역을 경계로 할지 애매하게 된다. 후자일 경우 최대 수혜국은 일본.
최근 들어선 조류를 이용한 바이오 디젤, 바이오 에탄올 생산에 대한 연구가 몇몇 국가에서 활발히 이루어지고 있다. 기존의 제조법은 지상에서 재배한 식물을 사용하므로 곡물-식량 문제와 농작지 재배면적 잠식으로 이어지는 난점이 있었고, 이를 극복하기 위한 방도로 연구되어지고 있다. 다만 셰일가스 및 코로나 사태 등으로 국제 유가가 저점을 가고 있는지라 경제성 문제로 상용화가 더뎌진 데다가 번식력, 성장성이 높지만 식용이 되지 못하는 부류의 잡초나 가공 과정에서 발생한 부산물이나 잉여 유기물질 등을 재활용하는 다른 방안 등이 고안됨으로 인해서 도입은 제자리 걸음 중이다.
오리건 주립 대학에서는 2015년도에 구우면 베이컨 맛이 나는 조류를 개발하여 특허를 취득하였다. 연구진들은 대량 생산을 하여 상용화할 계획을 세우고 있다고 하지만 5년이 지나도록 별 소식은 아직 없는 상태.
참고로 척삭동물문의 하위 분류군인 해초강(海鞘綱)[10]과 혼동하지 않도록 주의하자. 이것들은 유생 때에는 동물로써의 기관과 내장이 모두 존재하지만 정착하여 성체가 되면 뇌를 포함해서 자신의 모든 기관들을 소화해버리고 식물과 같이 변해버리는 생물이다.
3. 종류
남조류(남세균)는 원핵생물, 즉 세균이라 계통상으로는 큰 차이가 있다. 거기에 남세균이 공식 명칭이기 때문에 엄밀하게는 조류가 아니다. 그러나 그 특성이 비슷해 일부 분류법에서는 같은 계열로 분류되기도 한다.
3.1. 원시색소체생물계
원시색소체생물이란 식물계를 비롯한 홍조식물과 회청조식물을 포함하는 분류군이다. (참고)
3.1.1. 회청조류(Glaucocystophyta)
- 회청조강(Glaucophyceae)
3.1.2. 홍조류(Rhodophyta)
- 원시홍조강(Bangiophyceae)
- 김파래목(Bangiales)
- 김파래과
- 김
- 둥근돌김-Porphyra suborbiculata
- 김파래과
- 김파래목(Bangiales)
- 진정홍조강(Florideophyceae)
- 우뭇가사리목(Gelidiales)
- 우뭇가사리과
- 우뭇가사리(한천)
- 개우무- Pterocladia tenuis
- 우뭇가사리과
- 우뭇가사리목(Gelidiales)
3.1.3. 녹조류(Chlorophyta)
- 갈파래강(Ulvophyceae)
- 녹조강(Chlorophyceae)
- 볼복스목(Volvocales)
- 볼복스과
- 클라미도모나스목
- 클라미도모나스과
- 클라미도모나스속
- 클라미도모나스과
- 볼복스목(Volvocales)
- 담녹조강(Prasinophyceae)
- 윤조강(Charophyceae)
- 접합조목(Zygnematales)
- 접합조과
- 접합조목(Zygnematales)
- 청각강(Bryopsidophyceae)
- 청각목(Bryopsidales)
- 청각과
- 청각 (당연히 감각의 청각이 아니다)
- 청각과
- 청각목(Bryopsidales)
- 트레보욱시아강(Trebouxiophyceae)
- 클로렐라목(Chlorellales)
- 클로렐라과
- 클로렐라목(Chlorellales)
3.2. 비원시색소체생물계
3.2.1. 대롱편모조류 또는 광합성 부등편모조류(Ochrophyta or Photosynthetic Stramenopiles)
Stramenopiles와 Heterokonts는 같은 말이다. Heterokonta(부등편모조문)에 속하는 생물 중 광합성을 하는 종들을 조류(algae)로 분류한다.
- 갈조강(Phaeophyceae)
- 황조강(Chrysophyceae)
- 규조강(Bacillariophyceae)
- 시누라조강(Synurophyceae)
- 진안점조강(Eustigmatophyceae)
- 착편모조강(Haptophyceae)
- 침편모조강(Raphidophyceae)
- 황녹조강(Xanthophyceae)
3.2.2. 착편모조류(Haptophyta)
- 파블로바강(Pavlovophyceae)
- 프림네시움강(Prymnesiophyceae)
3.2.3. 와편모조류(Dinophyta)
- 와편모조강(Dinophyceae)
3.2.4. 은편모조류(Cryptophyta)
- 은편모조강(Cryptophyceae)
3.2.5. 유글레나류(Euglenophyta)
3.2.6. 클로라라크니오조류(Chlorarachniophyta)
- 클로라라크니오조강(Chlorarachnea)
3.2.7. 정단복합체충류(Apicomplexa)
- 아코노이다시다강(Aconoidasida)
- 코노이다시다강(Conoidasida)
- 페르킨수스강(Perkinsasida)
4. 관련 용어
[1] 기본적으로 복수형이다. 단수형은 alga.[2] 간단히 말하면, 세포 안에 핵이 있냐 없냐의 차이다. 진핵생물은 우리가 가진 세포처럼 핵이 있지만, 원핵생물은 핵이 없어서 껍데기 속에 DNA가 그냥 둥둥 떠다닌다. 세균들이 대표적인 원핵생물이다.[3] 세균이 아니다! 진핵생물 균류는 흔히 진균류라고도 부르며, 곰팡이나 버섯류들을 일컫는다.[4] 식물 쪽이 아닌 생물들은 대부분 홍조류나 녹조류를 다시 잡아먹어서 광합성 능력을 얻게 된 것으로 추정된다. 그래서 색소체가 3, 4중막으로 이루어져있다.[5] 다만 물에 잠겨 사는 식물 비스무리한 건 다 말이라고 부르기 때문에 완벽하게 대응되는 순우리말은 아니다. 당장 해초문서에도 말들이 즐비한다. 그리고 동물 말과 헷갈리기 때문에 의외로 쓰임이 적다. [6] 다만 아이오딘 문서에도 언급하듯 갑상샘에 문제가 있다면 병원에서 오히려 섭취를 제한하라고 권장하기도 하니 본인의 건강상태에 따라 적절히 판단하자.[7] 수없는 기근을 거쳐온 암울한 역사로 인해 빵을 만들때 섞어서 튀겨 먹거나 음료수, 젤리를 만들거나 하는 등 아일랜드 요리에 사용된다. 대놓고 이 지역에서 먹는 해조류를 '아이리시 모스(Irish Moss)라고 부를 지경.[8] 식물의 경우 엽록소에 아주 가끔 보조 색소가 있고 세포벽은 다 똑같은 구조지만, 조류는 다양한 색소와 다양한 세포벽이 여러 분류군에 있다. 예를 들자면 우뭇가사리의 경우 우뭇가사리의 세포벽이 아가로스라고 불리는 독특한 다당류로 돼있는데, 끓이면 녹아나지만 다시 식히면 묵처럼 굳는 성질이 있다. 이게 바로 한천. 한국에선 주로 먹는 묵으로만 생각하지만 생각외로 쓸모가 많은데 식품이나 화장품의 점성을 줘서 뭔가 끈적끈적하고 젤같은 질감을 주거나 과학 실험에서 여러 용도로 사용한다.[9] 가령 Dunaliella salina 같은 경우 카로틴과 글리세롤을 풍부하게 가지고 있기 때문에 천연화장품 원료로 연구되고 있다.[10] 멍게, 미더덕 등이 포함되어 있다.