글로벌 세계 대백과사전/생물II·식물·관찰/생명과 물질/세포의 형성과 작용/동물 세포와 식물 세포

생물은 원핵 생물(무핵 생물)과 진핵 생물로 크게 구분할 수 있다. 원핵 생물은 핵막으로 둘러싸인 독립된 핵을 갖지 않은 것으로, 식물의 세균류와 남조류가 여기에 속한다. 진핵 생물은 핵막으로 둘러싸인 핵을 갖고 있으며, 원핵 생물의 두 종류를 제외한 식물과 모든 동물이 여기에 속한다. 세균류는 모두 단세포이지만 남조류 가운데 다세포인 것도 있다.

원핵 생물인 세균과 남조류는 세포 구조상 다른 구조도 볼 수 있지만 독립된 핵이 없다는 것은 공통적이다. 그러나 원핵 생물에도 고등 생물의 핵에 해당하는 부분으로 핵양체가 있다. 핵양체 내부에는 DNA 섬유가 덩어리 상태로 존재한다. 이 DNA 섬유를 세균 염색체라고 부르며, 고등 생물의 염색체와는 매우 다른 성질을 갖고 있다. 남조류도 핵상체 내부에 세균형 DNA를 갖고 있어 그것이 세균의 중앙부에 위치하는 경우가 많다는 데서 이곳을 중심질이라고 부르기도 한다.

원핵 생물의 세포에는 미토콘드리아·엽록체·골지체·소포체 등이나 리보솜·마이크로바디 등의 과립은 존재하지 않는다. 그러나 모든 생물은 호흡을 하고, 광합성 세균 및 모든 남조류는 광합성을 한다. 따라서 세균이나 남조류에도 이와 같은 기능을 하기 위한 장소나 세포 기관이 있을 것이다.

예를 들어 종속 영양성 세균은 세포막이 세포질 내에 쑥 들어간 막(膜)구조가 있어 이것을 리소좀이라 한다. 이 막에는 호흡계에 필요한 각종 효소가 들어 있으며, 고등 생물의 미토콘드리아와 같은 역할을 한다. 독립 영양성의 광합성 세균이나 남조류는 세포막이 쑥 들어가서 생긴 소포(클로마토포아)나 라메라(틸라코이드막)에 광합성이나 호흡 기능이 있다. 또 세균이나 남조류의 세포질은 리보솜으로 가득 차 있다. 이것은 고등 생물 것보다 약간 작고, 미토콘드리아나 엽록체의 리보솜과 비슷하다.

원핵 생물의 원형질 주변에는 세포막이 있으며, 그리고 그 바깥쪽에 1-2겹의 세포층이 있다. 대부분의 세균이나 남조류의 가장 바깥층에는 젤리 상태의 균질한 층이 있는데, 이것을 점액층이라 한다. 어떤 종류의 생물(폐렴구균·탄저균·콜레라 따위)에서는 현미경으로 확실히 인식되는 모양이 붙은 것이 있으며, 이를 협막(莢膜)이라 한다. 협막이나 점액층은 특이한 항원 항체 반응을 나타내는데, 이는 분류학상 중요한 의의가 있다.

이와 같이 원핵 생물 세포와 진핵 생물 세포는 상당히 다른데, 진핵 생물 속의 동물 세포와 식물 세포는 유사한 점이 많다. 이 둘의 본질적인 차이점은 광합성 기관의 유무일 것이다. 동물은 그 세포내에 엽록체가 없기 때문에 종속 영양 생물이 되며, 한편 균류나 클로로필이 없는 특수한 식물을 제외하면 모든 진핵 생물은 엽록체를 갖는 독립 영양성 생물이다. 또 세포벽의 유무도 동물 세포와 식물 세포의 차이점이다. 엄밀하게 말하면 원색 동물(原索動物)의 미색류(尾索類)(우렁쉥이·우미타르 따위)에는 다당류로 된 외피가 존재하며, 이것은 세포벽에 해당한다. 그러나 식물 세포처럼 중엽·일차엽·이차엽 또는 3차엽으로 이루어진 복잡한 세포벽을 가진 동물 세포는 없다.

액포(液胞)의 존재에 대해서도 마찬가지이다. 일반적으로 동물 세포에는 액포가 없다고 하는데, 액포에 해당하는 소포가 세포질 내에 많이 존재한다. 식물에서는 세포의 성숙에 따라 액포가 커져서 나중에는 세포 부피의 태반을 차지한다. 그러나 동물 세포내의 소포에서는 이 같은 변화는 일어나지 않는다. 최근 액포는 후형질이라기보다도 원형질로서의 기능을 가진다는 증거가 나오고 있다.

이상과 같은 차이점을 제외하면 동물 세포와 식물 세포는 아주 유사하다. 생물이 살아가는 데 있어 꼭 필요한 본질적인 세포 기관, 즉 핵·세포막·미토콘드리아·골지체·소포체·중심체(고등 식물에는 없다)·마이크로바디·아주 작고 가는 기관 등은 동물 세포와 식물 세포에 공통적으로 존재한다.

조직과 기관

지구상에는 백수십 만 종이나 되는 생물이 살고 있다고 한다. 생물은 몸이 단세포로 된 것도 있는가 하면 단세포가 몇 개 모여 세포 군체를 이루어 공동 생활을 하는 것 등도 있다. 그리고 세포 분열을 되풀이하여 형태나 기능이 유사한 세포가 많이 모여 조직을 만드는 것, 조직이 모여 특정한 구조와 작용을 가진 기관을 형성하는 것 등도 있다. 수면의 사상체(絲狀體)와 이끼나 파래 등의 엽상체는 조직의 단계이며, 양치 식물 이상의 고등 식물은 기관을 갖고 있다.

식물의 경우 2분열한 인접 세포는 펙틴이라는 접착 물질로 서로 달라붙어 점차 세포벽이 두꺼워진다. 그러나 인접 세포간에는 두꺼운 세포벽을 관통하여 '원형질 연락'이라는 통로가 생긴다. 식물에는 세포 분열을 활발하게 하는 분열 조직이 분화해 있으며, 그 세포가 분열을 거듭하여 생긴 많은 식물 세포는 영구 조직이 된다. 줄기나 뿌리의 끝부분에는 분열 조직이 있는데, 종류에 따라 수령 5천년 이상이나 성장을 계속할 수 있다. 동물은 성장을 하면 세포의 분열 능력이 약해져 제각기 동물마다 수명이 있다. 식물은 기관이나 섬유 세포처럼 세포가 죽어도 그 세포벽이 남아 중요한 기능을 하는 것이 있지만 동물 세포에는 그러한 경우가 없다. 식물의 몸은 일반적으로 간단하여 동물만큼 복잡하지 않다. 조직이 모여 기관을 만드는 것은 양치 식물과 종자 식물뿐이다. 더욱이 그들 기관은 뿌리·줄기·잎 따위의 영양 기관과 꽃이나 종자 따위의 생식 기관뿐이다.

이에 비해 동물 조직은 세포가 분비한 세포간 물질이 인접 세포끼리 결합시키는 역할을 한다. 때로는 세포간 물질이 아주 많아져서 그 속에 세포가 파묻히는 경우도 있다. 또한 세포간 물질은 혈장처럼 액체인 경우도 있는데 단, 혈장은 혈구에서 분비된 것이 아니다.

동물 세포에는 세포벽이 없기 때문에 보통 부드럽고, 공모양에 가깝다. 식물처럼 특정 분열 조직은 없으며, 어떤 조직이라도 분열 능력이 있다.

고등 동물의 몸은 상피 조직·지지 조직·근조직·신경조직의 네 가지 기본 조직으로 구성된다. 그러나 하등한 해면 동물은 상피 조직과 지지 조직의 두 조직만으로 구성된다. 고등 동물은 네 가지 기본 조직이 구조적·기능적으로 더욱 복잡한 조직으로 분화되어 있다. 이들 조직은 하나의 정리된 기능을 나타내기 위해 모여서 기관을 형성하고, 또 개체로서 통일된 작용을 하기 위해 기관계를 형성한다. 고등 동물에서는 10개 정도의 기관계를 구별할 수 있다. 동물의 기관(기관계)도 영양 기관과 생식 기관으로 크게 나눌 수 있는데, 그 내용은 식물에 비해 훨씬 복잡하다.