식물성 플랑크톤(phytoplankton)의 대부분 차지하는 조류에 대해 살펴보자.

[양서화]

조류(Algae)

• 탄소동화색소(chlorophyll 또는 carotenoid 등의 색소)로 광합성을 하며 식물과 비슷(독립영양생활)
• 식물성 플랑크톤(phytoplankton)의 대부분 차지
• 조류(algae)는 분류학상의 용어가 아니고 습관적으로 사용되는 용어
• 의약품 또는 가축의 사료, 식량원로서 주목받고 있다.

  1. 황적조식물문(phrrophyta) 쌍편모조류(dinoflagellate)

• 무기물질의 증가에 따라 폭발적으로 증식하여 적조(red tide) 유발
• 광합성을 하는 종은 chlorophyll a, c와 carotenoid를 포함하는 엽록체가 있으며 세포벽은 견고한 섬유소(cellulose) 판으로 구성
• 일부는 더 큰 생물체 안에서 광합성적 공생자로서 중요한 역할을 함
• 유사분열은 방추사 도움없이 일어나고, 대신 미세소관 다발이 염색체 그룹들 사이에 세포질 통로 형성
• 주된 번식 방법은 이분법을 이용한 무성생식
• 붉은 색소를 가진 종류는 강력한 신경독을 가지고 있어 물고기를 죽이고, 조개, 굴, 홍합 등의 내부에는 독을 축적함
  • Alexandrium tamarense
    • 굴, 홍합 등 패류를 독화시켜 독화된 패류를 사람이 먹으면 마비성 패독을 일으키는 종
    • 발생시기 : 봄(3∼5월)
    • 주발생해역 : 진해만 등 남해 동부수역
    • 독성 : 마비성 패독(Gonyautoxin)
  • Dinophysis acuminata
    • 패류를 독화시키고 독화된 패류를 먹으면 설사성 패독을 일으키는 종
    • 발생시기 : 4∼6월
    • 주발생해역 : 진해만 등 남해 동부수역
    • 독 성 : 설사성 패독(Okadaic acid)
      

      Alexandrium tamarense

      Dinophysis acuminata

  2. 유글레나문(euglenophyta; 유글레나류)

• 대부분 운동성의 현미경적 단세포체, 담수에서 생육
• 광수용기(photoreceptor)라는 빛에 민감한 부위를 보호하는 붉은 색소의 보호막인 안점(eyespot)이 있어 빛을 감지할 수 있고, 빛 쪽으로 이동할 수 있음
• 운동성이 있는 것은 소화관에 기점을 둔 1∼3개의 편모가 있다.
• 세포 내에 chlorophyll a 및 b와 β-carotene, xanthophyll 등의 색소를 함유
• 세포의 종축분열에 의해 증식, 후막의 휴면상태에 있는 양포(cyst)를 만드는 것도 있다.
• Euglena속, Colacium속 등 25속
  • Euglena gracilis, Eug. elastica, Eug. intermedia : 비타민 B₁₂의 bioassay에 이용
    

  3. 황갈조식물 - 황녹조류, 황갈조류, 규조류

• 황녹조류와 황갈조류
  • 바다와 민물의 식물성 플랑크톤의 일부를 구성
  • 고농도의 carotenoid를 함유하며, 가장 풍부한 것은 갈조소(fucoxanthin; 상당량의 빛을 흡수하여 chlorophyll a 분자에 전달해 주며 탄수화물을 chrysolaminarin 형태로 저장)이다.
  • 대부분 광합성을 하지만 일부 아메바성 종들은 고체 음식물을 섭취할 수 있음
• 규조류(diatom)
  • 광합성을 하며 이산화규소(SiO₂)로 된 안쪽상자와 바깥쪽 뚜껑으로 되어 있어 그속에서 산다.
  • 엽록소 외에 조황소(phycoxanthin)를 가진다.
  • 생식은 유사분열에 의하여 무성생식을 하며, 분열은 껍질내에서 이루어짐
  • 현미경적 단세포성, 때때로 군체 형성
  • 담수, 해수, 토양, 고등식물 등에 널리 분포하는 대표적인 식물 plankton
  • 기름방울 같은 유적을 함유하며 이 유적에는 비타민 A와 D가 풍부하다.
  • 석유의 중요한 원천이라고 생각되며, 또 이것이 다량 퇴적하면 규조토가 된다.
  • 붓모양의 우상류로 깃돌말속(Navicula), 중심류로 불돌말속(Chaetoceros) 등이 잘 알려져 있다.

  
  다양한 형태의 규조류

  4. 홍조류(red algae, 홍조식물문; rhodophyta)

• 난류 해수에 서식하고 육안으로 볼 수 있는 다세포형
• chlorophyll a와 b, carotene, xanthophyll, phycoerythrin, phycocyan 등의 색소를 함유하며 홍색을 띠는 것은 phycoerythrin의 함량이 많기 때문이다.
• 무성생식과 유성생식을 한다.
• 동화 생성물은 전분 유사물질(홍조녹말; floridean starch)과 유지이며 세포막은 보통 cellulose와 pectin으로 되어 있으나 칼슘을 침착시키는 것도 있다.
• 약 500속이 알려지고 우뭇가사리(Gelidium), 김(Porphyra tenera) 등이 여기에 속한다.
  

  우뭇가사리(한천의 원료)

  김

  5. 갈조류(brown algae, 갈조식물문; phaeophyta)

• 한류해수에 잘 서식하고 육안으로 볼 수 있는 다세포형
• 무성생식과 유성생식을 한다.

  세포내에 다량의 xanthophyll을 함유하는 갈색 색소체를 가지며 xanthophyll로서 violaxanthin, flavoxanthin, neoxanthin, fucoxanthin, neofucoxanthin A 및 B의 6종류가 있으며 뒤의 3종은 갈조류에서 특유한 것이다.

• laminarin, mannitol 형태로 탄수화물을 저장하며, 독특한 구조 다당류(algine)를 가짐
• 약 250속이 알려지고 품종으로는 다시마(Laminaria), 미역(Undaria), 녹미채(톳, Hizikia) 등이 있다.
  

  미역

  톳

  6. 녹조류(green algae, 녹조식물문; chlorophyta)

• 담수, 토양, 목피 등에 널리 분포하고 425속이 있으며 현미경적인 것과 육안으로 볼 수 있는 것도 있다.
• 세포구조와 생식법이 대단히 다양하며 chlorophyll a 및 b를 다량 함유하는 색소체를 가진다.
• 저장 탄수화물은 starch이며, 세포벽은 cellulose, hemicellulose와 pectin으로 구성
  

  Chlorella

  Scenedesmus

  Chlamydomonas

  volvox

• Chlorella
  • 2∼12㎛의 구형, 단세포 녹조, 분열에 의하여 한 세포가 4∼8개의 낭세포로 증식하고 편모는 없다.
  • 타원형인 Chlorella pyrenoidosa와 구형인Chlorella bulgaris 등 15종 가량이 알려져 있다.
  • 유산균 등의 미생물의 생장을 촉진하는 물질(Chlorella growth factor)이 존재한다.
  • 1g당 약 5.5kcal의 열량을 가지고 있으며 좋은 단백원이 될 수 있다. 일반 성분을 주요 식품과 비교하면 다음과 같다.

    Chlorella와 주요 식품의 일반성분

    식품	단백질	지방	틴수화물	회분
    Chlorella	40∼50	10∼30	10∼25	6∼10
    쌀	7	1	91	1
    소맥	11	2	85	2
    대두	39	17∼19	36	6

  • Chlorella 단백질의 주요 아미노산 조성과 비타민 함량은 다음 표와 같으며, 특히 비타민 A와 C가 많은 것을 알 수 있다.

    Chlorella와 몇 가지 식품의 단백질 함량과 필수아미노산 조성

      * 아미노산조성은 N 1g당 mg

    	단백질 (%)	이소로이신	로이신	리신	메티오닌	시스틴	페닐알라닌	트레오닌	트립토판	발린
    Chlorella	60.4	294	485	370	76	48	280	265	87	328
    정백미	6.2	292	544	222	151	141	302	232	81	393
    소맥분(강력분)	11.0	251	483	142	97	131	318	176	80	407
    기준아미노산		270	306	270	144	126	180	180	90	270

    　

    각종 식품의 비타민량(건조물 100g 중 mg)

      * provitamin을 1/2로 본 계산

    식품명	A(IU)*	B1(mg)	B2(mg)	니코틴산(mg)	C(mg)	E(mg)
    Chlorella	40,000	0.4∼2.4	2.1∼5.8	12∼24	200∼500	11.1∼18.3
    시금치	67,000	1.2	3.0	10	1,000	-
    토마토	22,000	5.3	2.0	50	1,300	-
    소맥분	0	0.2	0.1	1.3	0	0.5

  • 지상에 도달하는 태양에너지 이용률은 밀의 3∼10배
  • 토지의 이용성에서 벼, 소맥 및 대두에 비교하여 40∼50배의 단백질 생산 가능
  • 녹색 Chlorella 분말이나 탈색한 균체를 각종 식품에 단백질이나 비타민 강화용으로 2∼5% 첨가
  • 하수의 BOD를 85∼90% 저하시키므로 하수처리에도 유용
• Scenedesms
  • 세포의 직경은 5∼8㎛, 장타원형 또는 초승달 모양
  • 4∼8개의 낭세포를 만드는데 이 낭세포는 연결되어 있다.
• Chlamydomonas
  • 두 개의 편모, 빛에 민감한 한 개의 빨간 안점 그리고 엽록체 한 개를 갖고 있음
  • 양성 주광성
  • 접합포자는 감수분열을 거쳐 편모성 감수포자 형성
• Volvox
  • 편모성 세포가 서로 연결되어 이루어진 구형 군체
  • 군체 안의구체들은 무성생식에 의해 증식된 세포
  • 무성생식과 유성생식을 한다.

  7. 남조류(blue-green algae)

• 현미경적이고 가장 원시적인 조류, 원핵세포 구조(세균과 유사)
• chlorophyll a는 엽록체 중에 있지 않고 세포 내에 분산되어 존재
• chlorophyll a를 가지고 산소를 발생하는 광합성 작용으로 남조전분, glycogen 등을 생성
• 기타 함유 색소로 β-carotene과 myxoxanthin, phycobilin류로서 다량의 c-phycocyanin과 소량의 c-phycoerythrin을 가지므로 남청색을 나타냄
• 분열에 의한 무성생식으로 번식
• 세포는 점질물에 싸여 있으며 담수나 토양 중에 분포
• Chrococcus속, 흔들말속(Oscillatoria) 등과 공중질소 고정능이 있는 염주말속(Nostoc) 및 Anabaena속 등 약 160속
  

  Chrococcus

  Oscillatoria

  Nostoc

  Anabaena

  Spirullina