예전에 심해 달팽이 중 철로된 집을 짓고 사는 생명이 있었는데여?

Question

예전에 심해 영상 보다가 달팽이인데, 심해 열구(?)에서 사는 생명체러, volano snail 달팽이 ㅈ비이 칼슘 으로 만드러지는게아니라 철로 생성되는 생명체가 잇엇던것으로 기억하는데여, 그런 달팽이는 잘만 키우면 철 무한생성일 거 가튼데, 어떻게해서 철로 집을 만들 수 잇는 구조가되것인지궁금해여?

Answer 1

비늘발달팽이는 심해 열수구에서 배출되는 고농도의 중금속 성분을 생물학적으로 침전시켜 철 성분의 비늘과 껍데기를 형성합니다. 이 생명체는 황화수소를 에너지원으로 삼는 공생 박테리아로부터 영양분을 공급받으며 그 대사 과정에서 부산물로 생성되는 철 입자를 외골격에 층층이 쌓아 올리는 독특한 메커니즘을 가지고 있습니다. 외부 환경의 철 이온이 체내의 황 성분과 결합하여 황화철 형태의 나노 구조를 형성함으로써 포식자의 공격이나 고온 고압의 환경으로부터 몸을 보호하는 강력한 장갑 역할을 수행합니다. 하지만 이들이 생성하는 철의 양은 생존에 필요한 극소량에 불과하며 극한의 수압과 특정 화학 성분이 유지되는 심해 환경에서만 대사가 가능하므로 일반적인 환경에서 철을 대량 생산하는 자원으로 활용하는 것은 생물학적으로 불가능합니다.

Answer 2

안녕하세요.

질문해주신 심해달팽이는 학계에서는 비늘발 달팽이라고 부르며, 심해 열수 분출공 주변에 서식하는 매우 특이한 복족류인데요, 이 종은 현재까지 알려진 동물 중 껍질에 실제 철 화합물인 황화철을 구조적으로 사용하는 유일한 사례로 평가되고 있습니다.

우선 서식지인 심해 열수 분출공 주변 해수는 철(Fe²⁺), 황(S²⁻), 중금속 이온이 매우 풍부한데요, 일반 해양 환경에서는 철이 불용성으로 침전되기 쉬워 생물이 이용하기 어렵지만, 열수 환경에서는 고온, 저산소, 환원 조건 덕분에 철 이온이 안정적으로 존재합니다. 황화철층은 심해 열수 환경에 서식하는 게, 다모류 등 포식자의 집게나 이빨에 대해 매우 높은 기계적 강도를 제공하며, 열과 화학적 스트레스에도 강합니다. 실제 실험 분석에서 이 껍질은 인공 방탄복 소재와 유사한 에너지 분산 특성을 보이는 것으로 보고되었습니다. 감사합니다.

Answer 3

안녕하세요. 이상현 전문가입니다.

심해 열수구에 사는 스케일드 스네일은 주변 열수구에서 용출된 철 이온과 황을 이용해서 철-황 화합물을 외투막에서 생체광물화하고 껍질과 비늘을 형성하게 됩니다. 이는 고온,고압환경에서 철이 안정적으로 침전되는 화학적 조건을 생리적으로 활용한 사례라고 볼 수 있습니다.

감사합니다.

Answer 4

이미 질문에도 적으셨지만, 볼케이노 스네일 또는 비늘발달팽이로 불리는 종입니다.

결론부터 말씀드리면 비늘발달팽이는 심해 열수 분출구의 환경에서 공생 박테리아를 이용해 철 갑옷을 만듭니다.

달팽이 몸속 박테리아가 열구에서 나오는 황화수소를 먹고 에너지를 만드는 과정에서 황 성분을 내뱉는데, 이것이 바닷속 철 이온과 결합해 황화철 껍질이 되는 원리입니다.

이 철 갑옷은 포식자의 공격을 막는 방패이자, 몸에 해로운 중금속을 밖으로 배출하는 해독 장치이기도 합니다.

하지만 이를 이용해 철을 무한 생성하기에는 현실적인 어려움이 큽니다. 달팽이가 철을 직접 만드는 것이 아니라 주변 환경의 철 이온을 수집해 고착화하는 방식이기 때문입니다.

결국 철을 얻으려면 그만큼의 철을 수조에 공급해야 하며, 심해와 같은 수압과 온도를 유지해야 해서 높은 비용이 들어가게 됩니다.

그래서 자원 생산보다는 독특한 3중 구조의 충격 흡수 원리를 모방한 신소재 개발 분야에서 활발히 연구되고 있습니다.