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학습자료/과학

동물과 식물의 감각 기관

대한민국 교육부 2015. 12. 18. 16:53

동물과 식물의 감각 기관



■ 동물과 식물의 감각 기관은 사람과 어떤 점이 같고 어떤 점이 다를까? 

인간은 오감 외에도 다양한 감각을 갖고 있습니다. 그렇다면 동물과 식물은 어떠할까요?

동물은 인간과 마찬가지로 시각, 청각, 후각, 미각, 촉각 등의 감각을 갖습니다. 그 중에서도 인간과 관계가 가까운 동물은 인간의 감각 기관과 유사하며, 인간과 관계가 먼 동물은 겉모습이나 역할이 완전히 다른 감각 기관을 가집니다. 동물의 감각기관은 특히 생존과 관련하여 발달하면서 그 개체가 가진 계통적 특성이나 생활방식을 반영하고 있다고 볼 수 있습니다.


한편 전혀 움직이지 않고 눈이나 코 등의 기관이 없는 식물도 감각을 느낄 수 있을까요? 식물은 생물이지만 감각 기관이라고 불릴만한 기관을 가지고 있지 않습니다. 하지만 식물 역시 자극에 반응하는 체계를 가지고 있습니다. 이는 동물과 같이 받아들인 자극을 판별하는 뇌와 같은 중추는 없지만, 식물 역시 생존을 위해 자극에 반응하는 감각 능력을 가지고 있다고 볼 수 있을 것입니다.



■ 인간보다 뛰어난 동물의 감각 기관 

동물들 중에는 인간에 비해 매우 뛰어난 감각 기관을 가진 동물들이 있습니다. 우리에게 친숙한 동물인 개는 시력이 사람보다 좋지 않지만 생활에 전혀 불편함이 없습니다. 시각이 아닌 후각으로 세상을 파악하기 때문입니다. 개의 코에는 사람보다 훨씬 많은 2억 2000만 개 정도의 후세포를 가지고 있어서 멀리 떨어져 있는 냄새까지도 맡을 수 있습니다. 사람이 감각의 70% 정도를 시각에 의존하는 반면, 개는 40% 이상을 후각에 의존합니다. 개처럼 후각이 뛰어난 동물에는 뱀장어가 있습니다.


▲ 우리 주변에서 개의 후각을 이용하는 예(출처: 에듀넷)


또한 눈썰미가 좋아 어떤 일에 대해 정확하게 파악하여 분석하는 사람들을 가리켜 “매의 눈을 가졌다.”라고 하는데, 실제 매는 멀리 떨어진 작은 물체를 찾아낼 수 있는 좋은 눈을 가졌습니다. 황조롱이의 경우 18m의 높이에서 2mm의 작은 벌레까지도 판별할 수 있다고 합니다. 매는 시야를 담당하는 황반이 한 눈에만 두 개(정면을 보는 것과 좌우를 보는 것)가 있고 황반에 분포하고 있는 시세포도 사람에 비해 5배 정도 많기 때문에 훨씬 넓고 멀리 볼 수 있습니다. 일반적으로 매를 포함한 조류는 하늘 위를 날면서 먹이를 포착해야 하기 때문에 시력이 뛰어납니다.


▲ 시각이 뛰어난 매(출처: 에듀넷)


그리고 박쥐는 어두운 동굴에 살며 야행성이라 눈이 퇴화하여 앞을 잘 볼 수 없는 반면에 청력이 매우 발달해 있습니다. 일반적으로 사람의 귀는 제한된 진동수가 20~20,000Hz인 소리를 들을 수 있는 반면, 박쥐는 파장이 매우 짧아 사람이 들을 수 없는 초음파를 만들고 이를 구분해 내는 능력이 있습니다. 이 능력은 매우 예민하여 1mm 정도의 작은 물체도 구별할 수 있어 사냥이나 장애물을 피하는 데에 활용합니다.



■ 전혀 모습이 다른 곤충의 감각 기관 

곤충들은 그 모양은 다양하지만 머리에 꼭 한 쌍의 더듬이를 가지고 있습니다. 눈 같기도 하고 귀 같기도 한 더듬이는 곤충에서 어떤 역할을 담당할까요? 바로 곤충의 감각 기관으로 후각과 촉각, 균형 감각을 담당합니다. 더듬이 끝에는 후각 세포가 있어 먹이로부터 오는 냄새를 감지하여 그쪽으로 방향을 이끕니다. 또한 끊임없이 움직이는 더듬이를 통해 이동하는 동안의 장애물을 감지하여 피할 수 있게 됩니다. 이렇게 여러 가지 중요한 감각을 담당하는 더듬이를 곤충들은 늘 다리를 이용해 손질을 하여 그 기능이 잘 유지되게 한답니다.


▲ 여러 가지 모양의 더듬이(출처: 에듀넷)


한편 파리는 더듬이를 다듬는 대신 늘 다리를 비비고 있는 모습을 관찰할 수 있습니다. 파리는 더듬이를 통해서는 기체 형태의 냄새를 받아들이고 액체나 고체 형태의 냄새나 맛은 입이나 다리를 통해 받아들이기 때문입니다. 따라서 다리의 감각 기관을 민감하게 만들기 위해 다리를 비벼댐으로써 이물질을 닦아내는 행동을 하는 것입니다. 이 행동은 파리에게 있어 감각 기관을 사용한 후 다음 사용을 위해 깨끗하게 청소하는 일종의 양치질이라고 할 수 있습니다.


또한 귀뚜라미는 앞다리의 마디에 고막이 있어 다리를 통해 소리를 듣고, 모기는 몸에 나 있는 섬모의 진동으로 소리를 느낍니다.



■ 식물의 감각 기관 

일반적으로 감각을 느끼려면 외부로부터 자극을 받아들이는 기관과 이를 전달하고 인지하는 기관이 필요합니다. 동물은 이러한 기관을 모두 가지고 있기 때문에 감각을 느낄 수 있습니다. 반면 식물은 이러한 기관이 없기 때문에 감각을 가지지 못한다고 볼 수 있습니다. 하지만 식물도 외부의 자극을 받아들이고 그에 대해 반응하는 것을 우리 주변에서 관찰할 수 있습니다. 이를 ‘식물의 굴성’이라고 합니다.


먼저 굴광성은 ‘빛’이라는 자극에 반응하는 것입니다. 빛의 방향으로 줄기, 잎, 꽃 등이 휘어지는 것은 양굴광성, 빛의 반대 방향으로 휘어지는 것은 음굴광성이라고 합니다. 대부분의 식물은 양굴광성으로 빛 쪽으로 향하려는 성질이 있습니다. 그 까닭은 무엇일까요? 식물은 생장에 필요한 양분을 만드는 광합성을 하기 위해 빛에너지를 꼭 흡수해야 하기 때문이지요.


그렇다면 식물이 빛 쪽으로 휘어지는 이유는 무엇일까요? 식물 줄기의 끝 부분에서는 ‘옥신’이라는 물질을 만드는데 옥신이 많이 있으면 세포가 길어지게 됩니다. 따라서 빛을 받은 쪽은 조금 자라고 반대쪽은 많이 자라게 되어 식물의 줄기가 햇빛 쪽으로 굽어 자라게 되는 것입니다.


▲ 빛 자극에 의한 식물의 반응 - 식물의 굴광성(출처: 에듀넷)


또한 중력에 반응하여 뿌리가 아래로 향하는 것을 굴지성이라고 합니다.

이 외에도 습도가 높은 쪽을 향해 구부러지는 굴수성, 물체가 닿으면 감거나 오므라드는 굴촉성, 전기적 자극에 반응하는 굴전성 등이 있습니다. 예를 들어 소나무는 나무 기둥에 상처가 생기면 송진을 내어 상처를 아물게 하며, 강낭콩의 뿌리는 물이 많은 쪽으로 휘어지는 특성이 있습니다. 그리고 쑥의 뿌리는 중력에 매우 민감한 반응을 보이며, 파리지옥이나 끈끈이주걱 등의 식충식물은 접촉 자극이 일어나면 오므라들어 벌레를 잡아먹기도 합니다.


▲ 식충 식물(출처: 에듀넷)


동물과는 다르지만 식물 역시 자극에 반응하는 감각이 있다고 할 수 있겠죠?



[자료출처: 에듀넷]




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