거미는 어떻게 거미줄을 만드는 건가요?
안녕하세요.
거미는 거미줄을 이용하여 집을 짓는다고 알고 있는데,
거미는 어떻게 몸에서 거미줄을 만드는 걸까요?
거미가 거미줄을 어떻게 만드는지 궁금해요
안녕하세요.
거미는 몸속에서 특별한 방식으로 거미줄을 만들어냅니다. 거미줄은 거미의 배 끝부분에 있는 ‘실샘(spinneret)’이라는 기관에서 만들어지는데, 이곳에서는 단백질 성분의 액체가 분비됩니다. 이 액체는 공기와 접촉하면 굳어지면서 실처럼 변하는 특징이 있습니다. 즉, 거미줄은 액체 상태로 몸속에서 만들어져 밖으로 나오면서 단단한 실이 되는 것입니다. 이때 거미줄의 주성분은 단백질이며, 특히 "실크 피브로인"이 대표적입니다. 이 단백질은 물과 친화력이 있는 영역과 그렇지 않은 영역이 교차하며 가교를 이루어 강하고 신축성 있는 구조를 형성합니다. 거미줄은 거미의 실샘에서 나오는 단백질 용액이 실관을 통과하며 고체화되어 만들어집니다. 실샘은 종류에 따라 다양한 실을 만들어낼 수 있습니다. 예를 들어, 끈끈한 실, 집을 지을 때 쓰는 구조용 실, 또는 알을 감싸는 실 등이 따로 존재합니다. 거미는 이 실들을 상황에 따라 조절해 사용하며, 다리 끝에 있는 발톱과 감각기관을 이용해 정교하게 거미줄을 짜는 동작을 합니다. 거미줄은 단순히 집을 짓는 데만 쓰이지 않고, 먹이를 잡기 위한 덫, 자신을 보호하기 위한 피난처, 이동할 때 쓰는 로프로도 활용됩니다. 특히 어린 거미는 바람을 타고 멀리 날아가기 위해 가늘고 긴 실을 뽑아 하늘로 띄우기도 하는데, 이를 ‘풍승(ballooning)’이라고 합니다. 이처럼 거미는 놀라운 생물학적 기술을 활용해 다양한 용도로 거미줄을 만들어내며, 자연계에서 매우 독창적인 방식으로 살아가는 동물이라고 할 수 있겠습니다.
거미는 복부 끝 실샘과 방적돌기에서 액체 상태의 단백질을 실형태로 만들어 내는 것입니다.
거미의 복부에는 여러 종류의 실샘이 있는데, 각 실샘에서는 특정 종류의 거미줄을 만드는 액체 상태의 단백질 용액을 생산합니다. 거미줄은 주로 피브로인이라는 단백질로 구성되며, 이 단백질 분자들이 액체 상태로 실샘에 저장됩니다.
그리고 실샘에서 만들어진 액체 단백질은 방적돌기를 통해 외부로 방출됩니다. 거미는 일반적으로 2~3쌍, 많게는 8개까지의 방적돌기를 가지고 있으며, 각 방적돌기에는 수백 개의 미세한 실관이 연결되어 있습니다.
최초 액체 상태의 단백질 용액이 방적돌기의 실관을 통과하여 외부 공기에 노출되는 순간, 물리적, 화학적 변화를 겪으며 빠르게 고체 상태의 실로 굳어지게 됩니다. 이 과정에서 단백질 분자들은 서로 결합하여 강하고 질긴 섬유 구조를 형성하게 되는데, 환경 변화 및 실을 뽑아내는 물리적인 힘이 단백질의 구조 변화와 고체화를 촉진하는 것으로 알려져 있습니다.
거미는 몸속에 있는 여러 종류의 분비샘에서 액체 상태의 단백질을 만들어 거미줄의 재료로 사용합니다. 이 액체 단백질은 배 끝부분에 있는 방적돌기라는 기관의 작은 구멍들을 통해 밖으로 나오면서 공기와 만나 굳어지며 실이 됩니다. 거미는 다리를 이용해 이 실을 뽑아내고 다양한 물리적 힘을 가하여 용도에 맞는 각기 다른 특성의 거미줄을 만듭니다.