‘빛 투과’ 껍데기로 광합성하는 새조개 정체

조개는 과학적인 분류로 따지면 이매패류(二枚貝類)에 속한다. 두 개의 껍데기로 몸을 보호하는 연체동물이라는 이야기다. 조개류는 다른 동물들이 좋아하는 부드럽고 맛있는 몸을 지니고 있지만, 이 단단한 탄산칼슘 껍데기 덕분에 몸을 보호하고 지구 곳곳에서 번성하고 있다.

하지만 두꺼운 껍데기는 여러모로 생활하는데 불편한 점이 많은 게 사실이다. 예를 들어 조개 가운데 일부는 산호처럼 공생 광합성 조류를 몸 안에 지니고 있지만, 계속 입을 열어둔 채로 생활하는 것은 너무 위험하기 때문에 광합성을 통해 얻는 에너지는 적을 수밖에 없다.

과학자들은 여기에도 예외가 있다는 사실을 알아냈다. 시카고 대학, 스탠퍼드 대학, 듀크 대학의 연구팀은 새조개의 일종인 심장 새조개(Heart cockle, 학명 Corculum cardissa)가 독특한 방법으로 빛을 모아 공생 조류에게 전달한다는 사실을 알아냈다.



심장 새조개는 이름처럼 하트 모양의 껍데기를 지니고 있다. 이 껍데기는 언뜻 보기에는 형태 외에는 다른 조개껍데기와 차이가 없어 보이지만, 사실은 빛을 통과시키는 여러 개의 작은 창을 지니고 있다. 따라서 빛으로 비춰보면 독특한 문양과 함께 빛이 투과한다는 사실을 알 수 있다.

연구팀은 심장 새조개의 껍데기에 이것 말고도 예상치 못한 비밀이 숨겨져 있다는 사실을 알아냈다. 심장 새조개의 껍데기에는 탄산 칼슘 일부가 아라고나이트 (Aragonite)라는 반투명한 탄산 칼슘 결정으로 변형되어 빛이 통과할 수 있다.

연구팀은 아라고나이트가 단순히 껍데기에 있는 작은 유리창이 아니라 빛을 모으는 광섬유 같은 형태라는 사실을 알아냈다. 이 방식은 그냥 투명한 창만 있는 경우와 비교해 두 배나 많은 빛을 내부로 전달할 수 있다. 따라서 심장 새조개는 껍데기를 닫은 상태에서도 안전하게 광합성 조류에 빛을 전달해 에너지를 상당 부분 자급자족할 수 있다.

연구팀은 심장 새조개의 생체 광섬유와 단단한 껍데기에 통합된 빛 투과 기술이 공학적으로도 유용하게 쓰일 수 있을 것으로 기대하고 있다. 예를 들어 이 기술을 응용하면 밖에서 건물 내부는 보이지 않지만, 빛은 쉽게 통과해서 채광에 유리한 벽을 만들 수 있다. 새조개가 지닌 하이테크 기술이 인간을 도울 수 있을지 주목된다.

고든 정 과학 칼럼니스트 jjy0501@naver.com