글로벌 세계 대백과사전/생물I·동물·인체/동물의 행동과 번식/동물의 형태와 생리/소화와 흡수

보통 음식물은, 물이나 무기 염류 같은 단순한 물질을 제외하고는 대부분 복잡한 화합물의 덩어리여서 그대로는 동물체의 각 세포 조직이 이것을 이용할 수가 없다. 그러므로 동물이 섭취하는 음식물은 기계적으로 잘게 나누어지거나, 화학적으로 분해되어 체내의 각 조직이나 세포로 공급된다. 이 음식물을 분해하는 일련의 생리 과정을 '소화'라 하는데, 동물은 소화 작용을 위한 여러 가지 소화 기관이 발달되어 있다.

한편, 소화 기관에서 소화된 영양 물질을 체내로 받아들이는 일을 '흡수'라 한다. 이 흡수된 영양 물질은 체내 각 조직이나 세포로 공급된다.

원생동물이나 해면동물에서는 소화관이 발달되어 있지 않고, 단지 미소 생물 등의 음식물 알갱이를 직접 세포로 보내어, 식포의 형태로 둘러싸서 소화·흡수하고 있다. 미소한 음식물 알갱이는 식포 내에서 분비되는 소화액으로 분해되어 원형질 안으로 흡수된다. 이와 같은 소화법을 '세포내소화'라고 한다.

아메바는 위족을 내어 음식물 알갱이를 잡아서 식포를 형성한다. 이보다 발달한 짚신벌레는 세포의 입이 몸의 중앙에 벌어져 있는데, 음식물 알갱이는 섬모 운동에 의해 이 속으로 끌려들어가, 세포 인두를 지나 체내로 받아들여진다. 이 때, 외육(外肉)의 수축으로 식포가 형성된다.

식포 내에서 소화되지 않은 물질은 식포가 체외로 벌어져 방출되는데, 짚신벌레에서는 이것들이 몸의 특정 부위로부터 배출되므로 그 곳을 세포 항문이라고 한다.

해면동물에는 아메바 같은 세포와 1개의 편모를 지닌 동정 세포가 체강벽에 있어서, 물의 흐름을 타고 체강 안으로 들어오는 음식물 알갱이를 잡아 세포내 소화를 한다.

이에 대하여, 강장동물 이상의 동물에서는 음식물을 받아들이는 소화관이 있어서, 여기에서 소화액에 의해 소화된 영양분이 세포 내로 흡수된다. 이와 같이 특별한 소화관 내에서의 소화를 '세포외 소화'라고 한다. 세포외 소화는 세포내 소화에 비해, 대형의 음식물을 이용할 수 있고, 또 다량의 음식물을 받아들여 소화할 수 있는 점으로 보아 보다 발달된 소화 방법이라 할 수 있다.

그런데 히드라·해파리와 같은 강장동물에서는 강장이라는 소화관 내에서의 세포외 소화뿐만 아니라, 소화관벽의 세포에 의한 세포내 소화도 이루어지므로, 세포내 소화에서 세포외 소화로의 이행형(移行型)을 볼 수 있다.

소화 기관의 발달

강장동물 이상의 동물에서는 세포외 소화를 하는 소화관이 발달하는데, 소화를 돕기 위하여 소화액을 분비하는 소화샘과 씹기 위한 입 등도 분화하여 소화 기관을 구성하고 있다. 소화 기관도 동물이 진화함에 따라 여러 가지로 변화되었다.

무척추동물의 소화 기관

無脊椎動物－消化器管

원시적인 소화기관

강장동물은 촉수의 밑부분에 입, 인두 및 강장(위수관계)이 있는데, 입으로 받아들인 먹이는 강장에서 소화하고 찌꺼기는 다시 입으로 내보내므로 입은 항문의 역할도 한다. 강장동물은 세포내 소화와 세포외 소화를 겸한다.

플라나리아 같은 편형동물에서는 강장보다 발달한 맹관을 볼 수 있으나, 역시 항문이 없다. 또, 편형동물 중 기생 생활을 하는 디스토마나 촌충류는 소화관이 퇴화했거나 소실된 것이 많다.

소화관의 분화

편형동물 이상의 고등한 동물에서는 보다 발달된 소화관을 볼 수 있다. 즉, 입으로부터 시작되는 소화관은 말단이 항문으로 열려 한 개의 기다란 관을 이루므로, 소화, 흡수가 효율적으로 이루어진다.

이 소화관은 일반적으로 전장·중장·후장의 3부분으로 크게 나뉘는데, 중장은 발생시 내배엽에서 분화된 것으로서 소화 흡수를 하는 데 중요한 역할을 한다.

환형동물·연체동물·절지동물 등에서는 보통 인두·식도·모이주머니·위·장(중장)·직장 등의 소화 기관을 볼 수 있다. 지렁이는 모이주머니에 이어지는 부분이 근육질의 모래주머니로 발달하여, 흙과 함께 섭취한 유기물의 소화에 도움이 된다.

무척추동물의 입

대부분의 동물은, 입 둘레의 체벽이나 부속지(付屬肢)가 음식물을 취하거나 모으거나 하는 기관으로 변형되어 있다. 이 중 부드러운 것은 촉모·촉수·입술 등이고, 단단한 것은 턱 등이 있다.

성게의 입에는 '아리스토텔레스등(燈)'이라 불리는 석회질성의 이가 있다. 곤충류의 입도 식성에 따라 그 모양과 작용이 다르다. 무척추동물에서는 척추동물의 이에 해당하는 것은 볼 수 없으나, 부족류를 제외한 연체동물에서는 입 안에(치설)이라고 하는 키틴질의 잔 이가 많이 있어서 이것으로 먹이를 긁어들인다.

육상 생활에 적응한 곤충·거미·지네 등의 절지 동물의 입 부분에는 분비샘이 발달하여 대부분 침샘으로 되어 있으나, 거미·지네류는 독샘이 발달되어 있다.

척추동물의 소화 기관

脊椎動物－消化器管

척추동물의 소화 기관은 입·식도·위·소장·대장 등의 소화관과 소화관에서 갈라져 발달한 침샘·이자·간 등의 소화샘으로 이루어져 있다.

이와 같은 소화 기관은 어류에서 포유류에 이르기까지 기본적인 구조는 같지만, 진화 단계에 따른 특징을 볼 수 있다.

입

조류와 거북 조류를 제외한 척추동물에서는 입에서 이를 볼 수 있다. 조류는 턱에 각질의 집이 붙어 있어서 부리가 발달한다. 파충류 이상의 동물에서는 침샘을 볼 수 있는데, 이것은 육상 생활에 대한 적응으로 볼 수 있다. 침은 본래 먹이를 적시는 액으로 분비되던 것이 소화 작용을 겸하게 된 것으로 생각된다.

또, 음식물을 섞기 위한 혀가 발달하는데, 포유류는 혀에 미뢰가 집중되어 있어서 미각을 예민하게 느낄 수 있다.

한편, 이의 모양과 수는 동물의 식성에 따라 다른데, 이것은 종에 따라 일정하기 때문에, 그 배치를 나타내는 치식(齒式)은 분류상의 기준으로 쓰이고 있다.

식도,위

입에서 이어진 식도는 연동 운동에 의해 음식물을 위로 보낸다. 위는 음식물을 일시적으로 저장하기도 하는 주머니 모양의 기관으로서, 근육의 수축 운동에 의해 위벽에서 분비되는 위액과 음식물이 잘 섞인다.

소·양 등의 반추동물의 위는 보통 4개의 방으로 나누어져 있는데, 저장·발효·분쇄·소화의 분업화를 볼 수 있다. 제1위에서는 셀룰라제를 지닌 미생물이 공생하므로 셀룰로스의 소화가 이루어지고, 제4위에서는 대량으로 증식된 미생물을 포함한 단백질의 소화가 이루어진다. 이 제4위가 본래의 위이고, 다른 3개의 위는 식도가 변형된 것이다.

조류의 경우는 식도의 말단부가 부풀어 모이주머니가 되고, 위는 앞위와 모래주머니로 나누어져 있다. 특히, 곡류를 먹는 조류의 모래주머니는 내면이 각질화되어 있어서, 먹이를 잘게 부수는 데 도움이 된다. 어류 중 잉어·붕어 등은 위가 없고, 식도나 장의 일부가 굵어진 것이 위 구실을 한다.

장

포유류에서는 위와 이어지는 장이 작은 창자와 큰창자로 나누어지고, 작은창자는 다시 십이지장·공장·회장으로, 큰창자는 맹장·결장·직장으로 구분된다. 작은창자와 큰창자가 접하는 곳에는 맹장이 있는데, 육식 동물에서는 이 맹장이 퇴화되어 있으나, 초식 동물에서는 잘 발달하여 박테리아와의 공생에 의한 소화를 하고 있다.

십이지장에는 쓸개즙과 이자액이 나오는 구멍이 있어서 쓸개즙과 이자액이 분비되며, 장샘으로부터 장액이 작은창자로 분비되어 3대 영양소가 모두 소화되므로 작은창자에서 소화, 흡수가 끝난다.

작은창자의 내벽에는 많은 주름과 융털이 있어서, 작은창자 내부의 표면적을 넓게 해 준다. 융털에는 많은 모세 혈관이 분포되어 있고, 그 중앙에는 림프관(암죽관)이 있는데, 이 곳으로 양분이 흡수된다. 단당류·아미노산·무기 염류·수용성 비타민 등 지방을 제외한 대부분의 양분은 모세 혈관으로 흡수되고, 지방은 융털의 림프관으로 들어가 다시 지방으로 합성된 다음 혈액과 합쳐진다. 혈액과 합쳐진 양분은 심장으로 들어갔다가 다시 온몸으로 운반된다.

큰창자에는 소화샘이 없으므로 소화 작용은 일어나지 않고 수분 흡수만 이루어진다. 수분이 흡수되어 굳어진 찌꺼기는 직장에 축적되었다가 항문으로 배설된다.

간

척추동물 소화 기관의 특징으로는 큰 간을 들 수 있다. 간은 소화를 직접 담당하는 기관은 아니지만, 쓸개즙을 생산하여 지방의 소화, 흡수를 돕는 작용을 한다. 또 물질의 저장, 요소·요산 등의 노폐물 생성, 음식물과 함께 흡수된 유독 물질의 해독 작용 등, 여러 가지 물질의 합성과 분해가 일어나므로, 몸 속의 화학 공장이라 불릴 만큼 중요한 곳이다.

이상과 같이 동물의 소화 기관은 그 발달 단계나 식성에 따라 구조와 작용이 다르지만, 일반적으로 소화 기관에서는 소화기의 운동에 의한 기계적 소화, 소화액에 의한 화학적 소화 및 소화된 양분의 흡수 작용이 이루어진다.