글로벌 세계 대백과사전/생물I·동물·인체/동물의 몸과 계통/동물의 진화과정과 계통/무척추동물의 진화

고생대 초기의 캄브리아기에는 육지와 바다가 있었다. 육지에는 생물이 없었으나, 바다에는 많은 생물이 있었는데 플랑크톤 외에도 여러 가지 저생동식물(底生動植物：해저에 서식하는 동식물)이 있었다. 그러나 이 시대의 식물은 딱딱한 부분이 적었기에 화석으로 남을 부분은 거의 없었다. 이 시대의 동물은 아주 작아서 플랑크톤처럼 바다 속에 부유하는 것 외에 해파리처럼 대형으로 물 속을 헤엄치는 것은 있었으나 척추동물인 어류처럼 대형이면서 헤엄도 잘 치는 것은 없었다. 대부분의 동물은 바다 밑에 서식하면서 바닥을 걸어 다니거나 모래 속에 파고들어가 있거나 무엇인가에 부착 기생하고 있었다.

플랑크톤 중에 원생동물이 있었고 이것들은 플랑크톤의 조류(藻類：말류)를 먹고 살았다. 이 같은 플랑크톤은 해파리, 환충류(環蟲類), 환형동물의 유충 따위에게 잡아 먹히고, 대형 해파리는 그것들을 잡아먹고 살았다.

해저에서 고착 서식했던 동물은 해면동물, 산호 따위의 강장(腔腸)동물, 그리고 자루 모양의 극피(棘皮) 등으로 모두가 플랑크톤으로부터 영양을 섭취하였다. 또 바다 밑 모래 속에 서식한 동물은 완족류(腕足類), 연체동물의 판새류 등이고 모래 위를 옮아다니며 서식한 것으로는 복족류(腹足類)와 암모나이트 등의 두족류(頭足類), 환형동물, 해삼·성게 등의 극피동물, 그리고 절지동물에서는 갑각류의 것, 삼엽충(三葉蟲) 등이었을 것이다. 그러나 이 시기에 가장 번성한 것은 완족류와 삼엽충류였다.

완족류

腕足類

완족류는 2개의 조개 껍데기를 갖고 있는데, 섬모를 움직여서 플랑크톤을 잡아 먹고 산다. 고생대에 크게 번성했고, 종류도 불어나서 많은 화석이 남아 있어 고생대의 지층을 결정하는 표준이 되고 있다. 중생대의 마지막인 백악기가 되면서는 쇠퇴하기 시작했고, 종류도 감소되어 현존하는 것은 개맛과 꽈리조개뿐이다.

삼엽충

三葉蟲

삼엽충은 고생대의 캄브리아기에서는 가장 진화된 고등동물로서 몸통은 납작하고 단단한 껍질로 싸여 있으며 작은 머리와 수많은 환절(環節＝마디)로 이루어져 있다. 등에 세로로 2줄의 홈이 패여 있어, 몸통이 3부분으로 나뉘어져 있다 해서 삼엽충이라고 불린다. 몸통 양쪽에는 똑같은 모양의 다리가 달려 있고, 그 바깥쪽 다리에는 아가미가 있어 안쪽 다리로 기어 다니거나 헤엄을 칠 수 있었다. 2개의 눈은 크지만 뇌는 작고, 위(胃)가 큰 것으로 보아 끊임없이 다량의 먹이를 섭취했던 것 같다. 크기는 2∼3㎝인 것이 많으나 큰 것은 60㎝에 이르는 것도 있다.

이 삼엽충은 갑각류와 거미류의 조상형에 가깝다고 보여진다. 고생대인 캄브리아기에 가장 번성했고 데본기(Devon 紀)까지는 계속해 번성했으나 차츰 쇠퇴하기 시작해서 고생대의 말기인 페름기<Perm 紀＝이첩기(二疊紀)> 무렵에 멸종되고 말았다.

캄브리아기 다음이 오르도비스기(Ordovis 紀)인데, 이 시대에 척추동물이 처음으로 나타난다. 그 다음인 실루리아기(Siluria 紀)에 삼엽충류와 완족류 외에 두족류·군체(群體)산호류·이끼벌레류·불가사리류·바다나리류·성게류·바다전갈류 등이 출현한다. 연체동물로는 단판류(單板類)와 복족류(腹足類)는 캄브리아기에 출현하지만 부족류(斧足類)는 오르도비스기부터 출현하고 있다. 이 시대에는 화석으로 남아 있지 않은 다른 해산 무척추동물도 대부분 출현했을 것으로 보인다.

그러나 실루리아기에 접어들면서 육지에 식물이 생겨나고, 환형동물, 연체동물인 복족류가 육상생활을 하게 되었고, 절지동물도 비로소 육상에서 서식하게 되었다. 특히 절지동물은 육지에서 증가 분화되어 그 대부분이 육상동물이 되어 번성하게 된다. 또 육지에 담수가 생기자 해면동물·강장동물·이끼벌레류 등의 일부가 담수생활에 적응하게 되었다.

해면동물

海綿動物

무척추동물 중에서 체제가 가장 간단한 것은 기생성(寄生性)인 중생(中生)동물을 제외하고는 해면동물이다. 해면동물은 일견 원생동물인 편모충류나 근족충류의 개체의 집합체처럼 보인다. 그러나 생식세포가 분화하는 것과 그 발생시에 난할(卵割：수정란의 세포 분열)을 한다는 점으로 보면 확실히 후생동물에 속한다. 해면동물은 동정편모 세포와 아메바 세포와 조골(造骨)세포에서 생성된 석회질 또는 규산질(硅酸質) 골격을 지니고 분화하지 않는 성상(星狀)세포 외에 생식세포가 있으며, 또 해면질 섬유를 가지고 있어 몸을 단단하게 유지한다.

몸통 표면에 있는 작은 구멍(입수공(入水孔)으로 물을 빨아들이고 큰 구멍(출수공(出水孔)으로 뿜어내는데 이 순환작동은 편모실에 있는 편모에 의해 일어난다. 그런데 해면동물 중에는 일정한 모양을 갖추고 있는 것도 있으나 불규칙적인 모양을 가진 것도 있다.

해면동물이 다른 후생동물과 다른 것은 신경세포·감각세포·근육세포가 없고 한 생물 개체로서의 통제가 이루어지지 않는다는 것이다.

강장동물

腔腸動物

해면동물보다 한 단계 진화가 빠른 강장동물은 원시적이고 외배엽성(外胚葉性)이긴 하지만, 신경세포·감각세포·근육세포를 가지고 있고 입과 위강(胃腔), 그리고 소화순환계도 갖고 있다. 그러나 신경계는 말초신경뿐으로 중추신경과 항문이 없고 중배엽(中胚葉)인 세포층도 없으며, 중교(中膠)를 가지고 있을 뿐이다. 그러나 특별한 세포인 자포(刺胞：쐐기세포)를 가지고 있다. 자포는 그 구조나 작동으로 볼 때 동물계에서 특별히 잘 발달한 세포이다.

편형동물과 유형동물

扁形動物－紐形動物

편형동물이 되면 분명한 중추신경을 갖게 된다. 그리고 중배엽 세포와 배출기도 가지고 있다. 특히 편형동물은 생식기관이 복잡하게 발달했고 소화관은 항문이 없는 맹관(盲管)으로 순환기 역할도 겸한다.

편형동물보다 더욱 발달한 것은 끝모양을 한 유형동물로서 배출기 외에 순환계도 가지고 있고, 생식선은 체절제(體節制)를 나타내고 있다. 또 소화관의 등쪽에 긴 주둥이가 바깥으로 튀어나와 있어서 공격·방어·운동 등에 사용하므로, 자유생활자인 편형동물보다도 더 발달 분화되어 있다는 것을 알 수 있다.

대형동물

袋形動物

편형동물이나 유행동물에는 열체강(裂體腔) 뿐이지만 대형동물이 되면 비로소 체강이 발달하기 시작하므로 분화도가 높다는 것을 알 수 있다. 이 동물근에는 형태나 생활양식에 변화가 아주 많다. 바다에 서식하는 것이 있는가 하면, 담수나 육지에서 서식하는 것도 있다. 또 편형동물의 일부와 함께 기생충이 많다. 대형동물은 당초 윤형(輪形)동물과 선형(線形)동물, 그리고 선형충류로 분류된다.

환형동물

環形動物

환형동물은 편형동물에서 분화했을 가능성이 있다. 편형동물에 체강이 생기고 순환계가 형성되었으며 체절이 생기고 편형동물의 복부쪽 중앙선을 통하는 한 쌍의 신경계가 연쇄신경과 결합하여 한 개의 사다리모양의 복부신경이 되어 신경절이 생기고 이것을 중심으로 하여 외부에는 각 환절이 생겼다. 그리고 각 환절의 바깥쪽에는 부속지(付屬肢)와 강모(剛毛)가 생겼고, 배출기 역시 원시적인 것에서 배설기다운 배설기로 발달되었다.

환형동물은 원래 갯지렁이 등의 다모류처럼 바다에서 서식했으나 육지가 넓어짐에 따라 그 일부가 지렁이 등의 빈모류(貧毛類)처럼 육지에서 살게 되었고, 그 일부가 다시 거머리류로 분화된 후 담수에서도 서식하게 되었다.

연체동물

軟體動物

연체동물은 환형동물과 함께 분화된 것이다. 분화과정에서 체절제가 없어지고, 석회질의 껍질을 지니게 되면서 이동성이 약해진 것인데 체제는 환형동물보다 진화되었다. 신경절이 모여 몇 쌍의 신경구(球)가 형성되고 거기에 머리·다리·내장 등의 신경중추가 만들어졌다. 순환계는 심장이 커지고, 배출기도 잘 발달되고 소화계에서도 간장이 매우 커졌다. 호흡계도 잘 발달된 두 쌍의 아가미가 생겨 환형동물보다 발달된 체제를 가지게 되었다.

특히 두족류(頭足類)의 경우, 눈은 척추동물의 눈과 같이 잘 발달되었고, 신경구가 모두 머리 부분에 모여 연골로 에워싸이게 되어 척추동물의 뇌와 비슷한 형태이다.

또 감각이나 행동은 잘 발달하고 운동도 활발해서 무척추동물 중에서는 곤충의 잠자리류와 함께 가장 발달된 동물군으로 꼽힌다. 연체동물은 일반적으로 바다에 서식하지만 환형동물과 마찬가지로 육지가 넓어짐에 따라 그 일부는 육상으로 올라왔고, 또 담수에 적응한 것도 생겨났다.

절지동물

節肢動物

절지동물은 분명히 환형동물이 진화한 것이다. 원래는 거의 바다에서 서식하였으나 현재는 육지에서 번식하는 것이 많아졌다. 환형동물과 절지동물을 연결짓는 것으로 유조류(有爪類)가 있는데, 현존하는 대표적인 것으로는 남아메리카 등지에 살고 있는 유조충(발톱벌레)이다. 캄브리아기 중엽의 지층에서 유조충과 비슷한 화석인 원시유조충(아이세이아)이 발굴되었다.

이것은 바다에 서식하는 동물이었으나 현재의 유조충은 육지에 서식하므로 기관절지동물처럼 기관으로 호흡한다. 그러나 환형동물과 같은 체절구조가 남아 있어 각 환절에 이른바 환절기관으로서의 배설기를 가지고 있다. 환형동물의 신경절이 몇 개 모여서 신경구가 되고 이것이 머리 부분과 가슴 부분에 모임으로써, 체절의 수가 감소된 것이다. 실제로 원시적인 갑각류 중에는 분화되지 않은 체절을 많이 가지고 있어 몸통이 길다. 신경이나 체절은 진화가 진전되면 몇 개가 합쳐져 작용이 집중적이 되므로 그 수가 적어지는 것이다.

절지동물은 캄브리아기에 번성한 삼엽충이 가장 오래된 동물인데 실루리아기에는 투구게와 대왕전갈 등이 출현하고 있다. 이들은 모두 바닷가 얕은 곳에 서식했는데, 특히 대왕전갈은 번성하여 강어귀에서도 서식했다. 이들은 거미류의 조상으로 여겨지며, 그 일부는 오르도비스기에 전갈로 진화되어 육상생활을 하게 된 것이다. 거미류 중에서 진정 거미류와 진드기류는 데본기에 이미 출현했다. 거미류 중에서 가장 원시적인 것은 전갈류지만 진정거미류는 원시적인 형태를 가지면서도 오늘날에는 그 생활에 변화가 많아 여러 가지 환경에 적응하므로 그 종류가 다양하다.

그런데 진드기류는 몸집은 작지만 형태적으로는 두흉부(頭胸部)와 복부가 합쳐지고 기관으로 호흡하는 등의 진화를 이루고 그 생활도 다종다양하다. 바다 거미류는 한때 거미류에 편입된 적도 있으나 현재는 보다더 원시적인 동물군으로 분류하여 삼엽충류와 함께 하위에 속하는 동물군으로 보고 있다. 실루리아기에는 최초의 육상식물인 관속식물, 즉 고사리류가 번성하기 시작한 시대이므로 지네·노래기 등의 다지류(多肢類)도 출현했을 것으로 보고 있다.

곤충

昆蟲

곤충의 화석이 최초로 발견된 것은 고생대인 데본기로 날개가 없는 곤충인 벼룩류의 일종이다. 한편 총미류(總尾類：좀류)의 화석은 중생대인 삼첩기(三疊紀＝트라이아스기)에서 발견되고 있다.

이들 곤충은 일반적으로 다지류로 불리는 류 중의 결합강에서 생겼다고 하는 주장은 고생대의 페름기 지층에서 다시렙투스(루카시)의 화석이 발견됨으로써 유력해졌다. 이 화석 동물은 좀류에 가까운 것으로 3쌍의 긴 흉지(胸脂：가슴다리)를 지니고 있는 것으로 곤충에 가깝지만 11쌍의 복절(腹節：배마디)에 작은 부속지가 있어 다지류와 비슷하다.

곤충류는 처음에 무시류가 생겼고, 그 후 좀류에 가까운 것에서 유시(有翅：날개가 있는)곤충이 생겼다고 본다. 이러한 곤충류는 고생대에 생긴 것인데, 고사리류가 무성해 있는 곳에 서식하면서 지상을 기어다니거나 뛰거나 하는 외에 유시류는 날아다니거나 외적을 만나면 우거진 숲속으로 몸을 숨겼을 것이다.

또 고생대 말기에는 원시잠자리류가 출현하는데, 대형인 것은 날개를 펴면 폭이 70㎝나 되는 것도 있었다. 중생대까지의 곤충은 주로 유기물을 먹거나 다른 곤충류를 잡아먹고 살았다.

신생대(新生代)가 되면서 현화식물(종자식물, 꽃식물)이 나타나기 시작하자 비로소 꽃의 꿀을 빨아먹는 인시류(鱗翅類：나비류)가 생겼고 이어서 막시류(膜翅類：벌류)·쌍시류(雙翅類：파리류)와 갑충류(甲蟲類：딱정벌레류) 등이 출현한다. 그리고 미시류(微翅類：벼룩류)나 그 밖에 주로 조류·포유류 등의 항온동물에 기생하는 동물도 신생대에 출현했다.

오늘날 곤충류는 계속 번성해 나가고 있으며 세계에서 종류가 가장 많은 무리이다.

선구동물과 후구동물

先口動物－後口動物

체강을 가지고 있는 동물은 처음에 전강·중강·후강의 체강을 각각 한 쌍씩 가지고 있었다. 그 체강이 없어지거나 확대해서 여러 가지 체강으로 분화되어 왔다. 그 원시적인 체강을 지니고 있는 것을 원강(源腔) 동물이라고 한다.

그 중에서 선구동물이 나선형이고 중배엽(中胚葉)으로 형성되는 동물 유생(幼生)은 트로코포어(Trochophore)에 속하는 것으로 촉수동물뿐이지만 후구동물(난할이 방사형이고 중배엽이 외배엽으로 형성되는 동물)에서는 모악동물·유수동물·반색동물·극피동물이 이에 속한다. 원강동물은 선구동물과 후구동물 양쪽에 걸쳐 속해 있다. 촉수동물은 이끼벌레류·비벌레류·완족류의 3강(綱)으로 나뉘어지는데 이들 3강의 관계는 아직 정확하게 모르고 있다.