원생생물의 주요 계통 — 네 묶음으로 나눠 보기

이 글에는 외우기 힘든 이름이 많이 나옵니다. 엑스카바타, 부등편모조류, 알베올라타, 아르케플라스티다 같은 것들이요. 그러니 시작부터 약속을 하겠습니다.

이름을 외우는 게 목표가 아닙니다. 이 글의 목표는 "무엇이 같아서 묶였나"를 하나씩 확인하는 것입니다. 묶은 기준을 알면 이름은 그 기준의 꼬리표가 될 뿐이고, 실제로 이 이름들은 대부분 기준을 그대로 번역한 말입니다. 그걸 알고 나면 암기할 게 절반으로 줄어요.

그리고 하나 더 먼저 말해 둡니다. 이 분류는 지금도 손질되고 있습니다. 교과서 판본마다 묶음의 개수나 이름이 다를 수 있어요. 그게 이 단원의 약점이 아니라 오히려 지금 연구가 진행 중인 영역이라는 표시입니다.

왜 원생생물 분류는 유독 자주 바뀌나

이유는 간단합니다. 겉모습으로 묶을 수가 없었기 때문입니다.

동물은 몸의 구조로, 식물은 관다발이나 씨의 유무로 묶을 수 있습니다. 그런데 단세포 원생생물에서 쓸 수 있는 겉모습 정보는 많지 않습니다. 둥글거나, 길쭉하거나, 편모가 있거나. 그 정도예요. 더 나쁜 건 같은 생활 방식에 적응하면 전혀 다른 계통끼리 비슷하게 생긴다는 것입니다. 물에서 떠다니며 먹이를 삼키는 세포는 어느 계통이든 비슷해 보이기 쉽습니다. 상동과 상사 편에서 배운 그 함정이 이 단원에서 가장 심하게 작동합니다.

그래서 20세기 중후반까지의 원생생물 분류는 "운동 기관이 무엇인가"(편모·섬모·위족)나 "광합성을 하는가" 같은 기준에 많이 의존했습니다. 그런데 분자 자료로 다시 그려 보니 이 기준들이 계통과 잘 맞지 않았어요. 편모로 움직이는 종이 여러 계통에 흩어져 있고, 광합성을 하는 종도 마찬가지였습니다. 앞 글에서 본 2차 내부공생이 그 흩어짐의 원인이었죠.

지금 기준은 공유파생형질입니다. 분기분류 편에서 배운 그 원칙이에요. 편모나 색소체처럼 흔하고 반복해서 나타나는 특징이 아니라, 그 묶음만이 공유하는 특이한 형질을 찾는 겁니다. 그리고 그 판단의 뼈대는 분자 자료가 제공합니다.

네 묶음 — 한눈에

먼저 전체 지도를 보고 들어가겠습니다. 대표 생물은 아는 이름 위주로만 넣었습니다.

상위 그룹	묶은 기준(핵심 특징)	대표 생물
엑스카바타	세포 한쪽에 파인 홈, 그리고 특이하게 변형된 미토콘드리아	유글레나, 지아르디아, 트리코모나스, 트리파노소마
SAR	분자 자료가 묶는 거대 집단. 아래 세 묶음을 포함한다	(아래 세 줄)
└ 부등편모조류	길이와 모양이 다른 두 개의 편모 — 한쪽에 털이 달렸다	규조류, 갈조류(다시마), 황금조류, 물곰팡이
└ 알베올라타	세포막 바로 안쪽에 줄지어 있는 작은 소낭	와편모조류, 말라리아 원충, 짚신벌레
└ 리자리아	실처럼 가느다란 위족	유공충, 방산충
아르케플라스티다	1차 내부공생으로 색소체를 얻은 계열(막 2겹)	홍조류, 녹조류, 그리고 육상식물
유니콘타	분자 자료가 묶는 집단 — 동물·균류가 여기 들어간다	아메바, 점균, 그리고 동물·균류

표에서 두 칸을 굵게 표시해 뒀습니다. 꼭 보고 넘어가세요. 아르케플라스티다에 육상식물이 들어가 있고, 유니콘타에 동물과 균류가 들어가 있습니다.

이게 첫 글에서 말한 "원생생물계가 깨진 이유"의 실물입니다. 네 묶음은 원생생물만의 분류가 아니라 진핵생물 전체의 분류예요. 원생생물은 그중 동물·식물·균류를 빼고 남은 자리에 흩어져 있습니다.

엑스카바타 — 홈과 이상한 미토콘드리아

이름부터 풀면 "파였다"는 뜻입니다. 이 묶음의 여러 종은 세포 한쪽 면이 숟가락처럼 파인 홈을 가지고 있고, 거기로 먹이를 받아들입니다. 이 구조가 이름의 근거입니다.

더 흥미로운 특징은 미토콘드리아 쪽입니다. 앞 글에서 예고한 대목이에요.

• 디플로모나드류 — 핵이 두 개이고, 미토콘드리아가 기능을 잃고 축소된 형태로만 남아 있습니다. 지아르디아가 여기 속하는데, 오염된 물로 전파돼 설사를 일으키는 기생생물입니다.
• 파라바살리아 — 미토콘드리아가 변형돼 수소를 내놓는 소기관으로 바뀌어 있습니다. 트리코모나스가 여기 속합니다.
• 유글레노조아 — 편모 안에 막대 모양 구조가 들어 있다는 독특한 특징으로 묶입니다. 유글레나와, 체체파리가 매개하는 트리파노소마가 같은 묶음이에요.

세 번째 줄을 눈여겨보세요. 광합성을 하는 유글레나와 사람의 피에 기생하는 트리파노소마가 같은 묶음입니다. 영양 방식으로 묶었다면 절대 같이 놓지 않을 조합이죠. 편모 속 구조라는 눈에 안 띄는 특징이 계통을 더 잘 반영한다는 사례입니다.

앞의 두 줄도 중요합니다. 미토콘드리아가 축소된 이 생물들은 한때 "미토콘드리아를 얻기 전 단계의 살아 있는 화석"으로 해석됐습니다. 그런데 유전체를 보니 미토콘드리아에서 유래한 유전자가 있었어요. 가졌다가 버린 것이지, 처음부터 없던 게 아니었습니다. 산소가 희박한 환경에 살다 보니 호기성 호흡 기구를 유지할 이유가 없어진 거죠.

쌤 한마디 — 이 대목이 왜 중요한가. "단순해 보이는 생물이 곧 원시적인 생물은 아니다"라는 원칙을 가장 깔끔하게 보여 주는 사례이기 때문입니다. 기생생활로 넘어가면 몸이 간소해지는 일이 자주 일어납니다. 그래서 구조가 단순하다는 걸 '덜 진화했다'로 읽으면 안 됩니다. 이건 뒤에 배울 기생생물 전체에 걸쳐 계속 쓰이는 관점이에요.

SAR — 묶음 안에 묶음이 셋

SAR은 세 묶음의 머리글자를 딴 이름입니다. Stramenopila(부등편모조류) · Alveolata(알베올라타) · Rhizaria(리자리아). 이름 자체가 "분자 자료가 이 셋을 하나로 묶었다"는 사실만 담고 있어요. 바꿔 말하면 셋을 통틀어 설명할 눈에 보이는 공통 특징은 뚜렷하지 않습니다.

그래서 SAR은 묶음 이름만 알아 두고, 안쪽 세 묶음을 각각 보는 게 맞습니다. 여기 사람에게 익숙한 생물이 대거 들어 있습니다.

SAR 안쪽 ① 부등편모조류 — 편모 두 개가 다르게 생겼다

'부등(不等)편모'라는 이름이 기준을 그대로 말해 줍니다. 두 개의 편모가 서로 다릅니다. 하나는 잔털이 달려 있고 하나는 매끈해요. 이 조합이 이 묶음의 공유파생형질입니다.

그런데 여기서 함정이 있습니다. 규조류와 갈조류는 이 편모를 평소에 달고 있지 않습니다. 생식세포 단계에서만 나타나는 경우가 있어요. 그래서 다 자란 다시마를 보고 "편모가 어디 있나" 하고 찾으면 안 됩니다. 계통을 묶는 형질은 생활사의 어느 한 시점에만 보일 수도 있다는 걸 기억하세요.

• 규조류 — 유리 성분(규산)으로 된 두 쪽짜리 껍질을 가진 단세포 조류입니다. 해양 식물플랑크톤의 주력이고, 바다 1차생산의 큰 몫을 담당합니다.
• 갈조류 — 다시마·미역 같은 대형 다세포 조류입니다. 원생생물 중 가장 큰 몸집이 여기서 나옵니다.
• 황금조류 — 색소 때문에 황금빛을 띠는 단세포 조류로, 담수와 해양의 플랑크톤에 흔합니다.
• 물곰팡이류 — 균류가 아닙니다. 균류처럼 실 모양으로 자라고 흡수로 영양을 얻지만, 계통은 완전히 다릅니다. 감자에 심각한 병을 일으키는 종이 여기 속해요.

마지막 줄이 이 묶음에서 가장 자주 출제되는 함정입니다. 물곰팡이는 균류가 아니고 부등편모조류예요. 생활 방식이 비슷해서 비슷하게 생긴 전형적인 수렴 사례입니다. 균류의 실제 몸 구조와 영양 방식은 균류 편에서 보면 차이가 분명해집니다.

SAR 안쪽 ② 알베올라타 — 막 아래 줄지어 있는 소낭

이름은 "작은 방들"이라는 뜻입니다. 세포막 바로 안쪽에 작은 소낭이 한 겹으로 줄지어 깔려 있는 구조가 이 묶음의 기준입니다. 전자현미경으로 봐야 보이는 미세한 특징인데, 바로 그래서 계통 판단에 쓸만합니다 — 환경에 따라 쉽게 생겼다 없어지는 특징이 아니니까요.

• 와편모조류 — 두 개의 편모가 서로 다른 방향 홈에 들어 있어 회전하며 움직입니다. 광합성을 하는 종이 많고, 적조를 일으키는 종과 산호 안에 공생하는 종이 여기 속합니다.
• 아피콤플렉스류 — 전부 동물의 기생생물입니다. 말라리아 원충이 대표예요. 앞 글에서 본 아피코플라스트를 가진 묶음이 이쪽입니다.
• 섬모충류 — 섬모를 운동과 먹이 포획에 쓰는 무리입니다. 짚신벌레가 대표고, 단세포치고 구조가 대단히 복잡합니다.

이 세 줄의 조합을 한 번 보세요. 적조를 일으키는 조류, 말라리아를 일으키는 기생충, 연못의 짚신벌레가 서로 가까운 친척입니다. 영양 방식도, 사는 곳도, 사람과의 관계도 전부 다른데 계통은 같은 묶음이에요. 이 셋이 왜 한 묶음인지는 겉모습이 아니라 막 아래 소낭과 분자 자료가 말해 줍니다.

SAR 안쪽 ③ 리자리아 — 실처럼 가느다란 위족

이름은 '뿌리'에서 왔습니다. 실처럼 가느다란 위족을 뻗는다는 게 기준입니다. 아메바의 두툼한 위족과는 생김새가 다릅니다 — 둘 다 위족이지만 계통은 전혀 다른 묶음이에요. 이 차이는 먹는 법과 움직이는 법 편에서 다시 정리합니다.

• 유공충 — 탄산칼슘 껍질에 구멍이 뚫려 있고, 그 구멍으로 실 모양 위족을 내밉니다. 껍질이 가라앉아 쌓여 석회질 퇴적층을 만들고, 화석으로 잘 남아 지층의 시대를 가르는 데 쓰입니다.
• 방산충 — 규산 성분의 정교한 방사형 골격을 가집니다. 현미경 사진으로 자주 등장하는, 눈꽃처럼 생긴 그 생물입니다.

이 묶음은 사람에게 병을 일으키는 것도 아니고 먹을 수 있는 것도 아닌데 왜 중요할까요. 껍질 때문입니다. 이 생물들이 죽어 가라앉으면서 만든 퇴적층이 석회암이 되고, 그 과정에서 탄소가 바다 깊은 곳으로 내려갑니다. 탄소 순환에 원생생물이 지질학적 규모로 개입하는 자리예요.

묶는 기준을 알면 이름은 따라온다 — 송쌤생명과학 자체 제작

아르케플라스티다 — 식물의 뿌리가 여기 있다

이름을 풀면 "오래된 색소체"입니다. 기준은 명확합니다. 1차 내부공생으로 색소체를 얻은 계열, 즉 색소체 막이 2겹인 쪽입니다.

구성은 셋입니다. 홍조류, 녹조류, 그리고 육상식물. 마지막이 중요합니다 — 육상식물이 이 묶음 안에 들어 있다는 건 식물이 조류의 어느 가지에서 나왔다는 뜻이에요.

• 홍조류 — 바닷물 속 깊은 곳까지 사는 종이 있습니다. 김과 우뭇가사리가 여기 속합니다. 대부분 다세포입니다.
• 녹조류 — 담수와 해양에 모두 흔하고, 단세포·군체·다세포가 다 있습니다. 색소 조성과 세포 구조가 육상식물과 특히 비슷합니다.

그래서 다음 질문이 자연스럽게 생깁니다. 녹조류 중 어느 무리가 육상식물과 가장 가까운가. 이 질문의 답은 차축조류와 식물의 기원 편에서 따로 다룹니다. 그리고 그 조류가 어떻게 물을 떠나 땅으로 올라갔는지가 식물의 육상 진출 편의 주제입니다.

유니콘타 — 동물·균류와 같은 묶음

마지막 묶음에는 우리가 들어 있습니다.

유니콘타는 크게 둘로 나뉩니다. 아메바 계열과 동물·균류 계열입니다.

• 아메바 계열 — 두툼한 위족으로 움직이고 먹이를 삼킵니다. 교과서의 아메바와, 먹이가 부족해지면 세포들이 모여 하나의 덩어리로 움직이는 점균이 여기 속합니다. 사람에게 아메바성 이질을 일으키는 종도 이 계열입니다.
• 동물·균류 계열 — 동물, 균류, 그리고 이들과 가까운 몇몇 단세포 원생생물이 한 묶음입니다. 이 묶음의 이름은 '뒤쪽 편모'라는 뜻인데, 운동할 때 편모를 세포 뒤쪽에서 밀어내듯 쓴다는 특징에서 왔습니다. 동물의 정자가 꼬리로 밀며 나아가는 모습이 바로 그 특징이에요.

두 번째 줄의 '뒤쪽 편모'를 짚고 넘어갑시다. 사람의 정자가 꼬리를 뒤에서 흔들며 나아간다는 사실이, 사람이 균류와 한 묶음이라는 증거의 일부입니다. 이렇게 사소해 보이는 구조가 계통의 증거가 되는 게 분기분류의 작동 방식입니다.

그리고 동물과 가까운 단세포 원생생물이 있다는 사실이 중요합니다. 다세포 동물이 어떻게 생겨났는지를 연구할 때 이 생물들이 비교 대상이 돼요. 단세포에서 다세포로 넘어가는 문턱에 무엇이 필요했는지를 묻는 질문이죠.

다만 유니콘타라는 묶음 자체는 네 묶음 중에서 근거가 상대적으로 덜 단단하다고 평가되는 편입니다. 아메바 계열과 동물·균류 계열이 하나로 묶이는지, 진핵생물 계통수의 뿌리가 정확히 어디인지는 계속 검토되고 있습니다.

이름이 곧 기준입니다

약속한 대로 암기 부담을 줄여 보겠습니다. 이름을 풀어 보면 전부 기준이 들어 있어요.

이름	말뜻	어떤 특징을 가리키나
엑스카바타	파였다	세포 한쪽의 홈
부등편모조류	같지 않은 편모	털 달린 편모 + 매끈한 편모
알베올라타	작은 방들	막 아래 줄지은 소낭
리자리아	뿌리	실 모양 위족
아르케플라스티다	오래된 색소체	1차 내부공생 계열(막 2겹)
유니콘타 · 오피스토콘타	하나의 편모 · 뒤쪽 편모	편모의 개수와 위치

이 표가 오늘 글의 요약입니다. 이름 여섯 개가 특징 여섯 개를 그대로 말하고 있습니다. 반대로 쓰면, 특징을 알면 이름이 따라오고 이름을 알면 특징이 따라옵니다.

여기서 제일 많이 틀립니다

• 네 묶음을 '원생생물의 분류'로만 생각한다 — 진핵생물 전체의 분류입니다. 아르케플라스티다에 육상식물이, 유니콘타에 동물·균류가 들어 있습니다.
• 운동 기관으로 계통을 가른다 — 편모·섬모·위족은 여러 계통에 흩어져 있습니다. 아메바의 두툼한 위족과 유공충의 실 모양 위족은 서로 다른 묶음입니다.
• 광합성을 하는 것끼리 묶는다 — 규조류는 SAR, 녹조류는 아르케플라스티다입니다. 색소체가 옮겨 다닌 탓입니다.
• 물곰팡이를 균류로 쓴다 — 부등편모조류입니다. 실 모양으로 자라고 흡수로 먹는 건 생활 방식의 수렴일 뿐입니다.
• 유글레나와 트리파노소마가 무관하다고 생각한다 — 같은 유글레노조아입니다. 하나는 광합성을 하고 하나는 기생하지만 계통은 가깝습니다.
• 미토콘드리아가 축소된 종을 '진핵생물의 원시형'으로 쓴다 — 가졌다가 축소시킨 것입니다. 단순함이 원시성의 증거가 아닙니다.
• SAR을 공통 특징이 뚜렷한 묶음처럼 서술한다 — 분자 자료로 묶인 집단이고, 안쪽 세 묶음 각각이 자기 특징을 가집니다.
• 이 분류가 확정된 것처럼 쓴다 — 특히 묶음 사이의 관계와 계통수의 뿌리는 검토가 진행 중입니다. 교과서 판본에 따라 다르게 그려질 수 있습니다.

쌤 한마디 — 이 단원은 암기 분량이 커 보여서 포기하는 학생이 많습니다. 그런데 실제 출제는 "대표 생물 하나를 주고 어느 묶음인지 고르게 하거나, 묶은 기준을 쓰게 하는" 형태가 대부분이에요. 그러니 각 묶음마다 대표 생물 두 개 + 기준 한 줄만 확실히 붙여 두면 됩니다. 저는 학생들에게 이렇게 외우게 합니다. "짚신벌레·말라리아·적조는 한 집(알베올라타), 다시마·규조류·물곰팡이는 한 집(부등편모조류), 김·녹조류는 식물과 한 집(아르케플라스티다), 아메바는 동물과 한 집(유니콘타)." 네 줄이면 거의 다 커버됩니다.

정리하면

원생생물 분류는 겉모습으로 묶을 수 없어서 오래 흔들렸고, 지금은 분자 자료와 공유파생형질을 기준으로 진핵생물을 네 개의 큰 묶음으로 나눕니다.

엑스카바타는 세포 한쪽의 홈과 변형된 미토콘드리아로 묶입니다(유글레나, 지아르디아, 트리파노소마). SAR은 세 묶음을 품은 거대 집단으로, 털 달린 편모의 부등편모조류(규조류·다시마·물곰팡이), 막 아래 소낭의 알베올라타(와편모조류·말라리아 원충·짚신벌레), 실 모양 위족의 리자리아(유공충·방산충)로 나뉩니다.

아르케플라스티다는 1차 내부공생 계열이고 홍조류·녹조류와 육상식물을 포함합니다. 유니콘타는 아메바 계열과 동물·균류 계열을 묶습니다.

그래서 이 단원의 진짜 결론은 분류표가 아니라 이것입니다. 원생생물은 진핵생물 계통수 전체에 퍼져 있고, 동물과 식물은 그 가지들 중 두 개에서 나온 후손일 뿐입니다.

이제 계통 이야기를 마치고, 이 생물들이 실제로 어떻게 살아가는지를 보겠습니다. 다음 글에서 먹는 법과 움직이는 법을 두 축으로 정리합니다. 위족·섬모·편모가 계통의 기준으로는 못 쓰이지만, 세포가 실제로 어떻게 살아가는지를 보는 데는 가장 좋은 창이에요.