안녕하세요. 원형석 과학전문가입니다.
거북이의 등껍질은 하나의 성분으로 이루어진 것이 아니고, 여러 성분이 복합적으로 구성되어 있습니다. 거북이의 등껍질은 케라틴이라는 단백질(원소 : 탄소, 수소, 산소, 질소, 황 등)과 뼈(골질)로 이루어져 있습니다.
흔히 거북이 등딱지라고 하지만 실제로 거북의 껍데기(shell)는 등쪽에만 있는 것이 아니고 배쪽에도 있습니다. 등쪽에 있는 것을 ‘배갑(背甲, dorsal carapace)’이라고 하고 배쪽 것을 ‘복갑(腹甲, ventral plastron)’이라고 부릅니다.
거북의 껍데기는 ‘등뼈(척추)’와 ‘갈비뼈(늑골)’, 즉 ‘뼈’에서 유래된 것입니다.
그 뼈들이 넓적하게 변형되어 서로 단단하게 결합되어 있는 것이 껍데기의 기본 틀이고, 그 뼈들의 바깥쪽에는 ‘케라틴’이라는 단백질, 즉 ‘각질’로 이루어진 판(scutum)들이 덮여 있습니다. 그리고 거북이 성장할수록 이 각질 판들은 커지고 더욱 두꺼워집니다. 즉, 거북의 껍데기는 두 층으로 구성되어 있는데 바깥층은 그 성분이 캐라틴이라는 단백질로 이루어진 ‘각질’이고 안쪽 층은 그 성분은 ‘뼈(골질)’입니다.
참고로, 뼈의 구성성분 약 35%의 유기질과 45%의 무기질, 그리고 20%의 물 등으로 구성됩니다.
그러나 뼈 성분은 동물의 종류와 나이에 따라 조금씩 성분이 변하고 수분도 적어집니다. 유기질은 기질에 그물코와 같이 둘러쳐져 있는 마치 건축물의 철근과 같은 역할을 하는 교원 섬유와, 교원 섬유에 풀처럼 점액 다당질이 붙어 있습니다. 이 단계에서 뼈는 아직 고무처럼 부드럽습니다. 여기에 무기질이 붙으면 뼈가 단단해집니다. 이처럼 무기질은 건축물의 시멘트 역할을 합니다. 이러한 무기질에는 칼슘, 인, 마그네슘, 나트륨, 수산, 탄산, 불소이온 등이 있습니다. 무기물 중에서도 칼슘과 인이 대부분입니다.
