균

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진핵생물역(Eukaryota)
계
	동물계 (Animalia)
	균계 (Fungi)
	식물계 (Plantae)
	원생생물 (Protista)[A]
[A] 과거에 균계, 식물계, 동물계에 속하지 않는 진핵생물을 총칭하던 말이지만 생물학적으로 올바른 분류가 아니며, 현재는 진핵생물의 분류에 대해 많은 논쟁이 있다.

균 (진균) 菌 | Fungus
학명		Fungi (Linnaeus, 1753) (R.T.Moore, 1980)
분류
역		진핵생물역Eukaryota
계통군		단편모생물군 Amorphea
		후소무생물군 Obazoa
		후편모생물군 Opisthokonta
		범균류 Holomycota
		오피스토스포리디아 Opisthosporidia
계		균계Fungi

개요

균계는 진핵생물을 분류하는 생물계의 하나로, 이 가운데 오피스토스포리디아 분류군(Opisthosporidia)에 속하면서 아펠리디움문(Aphelidiomycota)이 아닌 것을 가리켜 진균류(眞菌類, Eumycota) 또는 곰팡이류라고도 부른다. 버섯과 곰팡이는 대표적인 균류 생물이다. 이들은 일견 식물이나 원생생물, 또는 세균과 혼동되기도 하나, 한때 동물 취급받던 아메바보다 동물에 가까운 생물이다.

균계는 동물계, 식물계와 함께 생태계의 한 축을 이룬다. 생물은 양분을 얻는 방법에 따라 '생산자', '소비자', '분해자' 세 가지로 구분할 수 있는데, 식물은 광합성을 해서 스스로 몸에 필요한 양분을 만들어 살아가는 생산자이다. 식물은 광합성을 할 때 산소를 내뿜어 동물의 산소 호흡을 돕는 역할을 한다. 반면에 동물은 소비자로, 스스로 양분을 만들지 못한다. 동물은 외부로부터 영양분을 섭취해야 생존할 수 있다. 많은 동물이 식물에서 만들어진 양분을 먹고 산다. 한편 균류는 분해자이다. 분해자는 죽은 동식물의 사체를 먹거나 분해하는 미생물 단, 미생물은 분류학상의 정의가 아닌 크기에 따른 분류이므로, 균류 가운데에서도 자실체를 형성하는 버섯은 미생물이 아니다.을 말한다. 만약 생태계에 분해자가 없다면 자연은 죽은 동식물의 사체로 가득 찰 것이다.

특징

대부분의 균류는 비교적 단순한 구조를 한 다세포체이나, 생식기관은 흔히 복잡한 구조를 보이고 있다. 균사는 선단 균사의 맨 끝 부분에 있는 마디이라고 불리는 부분에서만 균사가 생성된다. 이 선단에서 새로운 균사가 갈라져 나와 균류의 몸체를 이루는 균사체가 된다. 하지만 효모 같은 단세포성 균류는 조직 침투를 제외하고는 균사를 만들어내지 않고 출아를 통해 생장한다. 따라서 균사체라는 조직도 형성하지 않는다. 또, 이런 단세포성 형태와 균사 형태를 바꿀 수 있는 이형성 균류가 있기도 하다. 대부분이 인간 병원성 진균이다.

균류는 특이하게도 식물처럼 세포벽을 가지고 있는데, 세균처럼 키틴이나 글루칸으로 이루어져 있다. 원시적인 균류에서는 짧은 섬유소로 형성되어있다. 하지만 식물 수준의 복잡하고 풍부한 섬유소가 있지 않다. 식물은 세포벽과 엽록소가 있어서 광합성을 하며 스스로 영양분을 만드는 생물이지만. 버섯과 같은 균류는 종속영양생물이다. 단단한 세포벽 때문에 다른 단세포 생물들처럼 식작용이 불가하며, 스스로 영양분을 만들 수 없어서 다른 생물체나 유기물에 붙어 영양분을 얻는다. 식물처럼 뿌리가 있는 것도 아니다. 대부분이 균사 선단에서 효소를 분비해 복잡한 중합체들을 분해하여 생성되는 단순한 양분을 흡수한다.

생식

균류의 생식은 동물과 식물처럼 무성생식과 유성생식 둘 다 가능하다. 무성생식은 일반적으로 포자의 형성과 관련되어있다. 균류는 효과적인 포자 형성자로서 각 균체는 수백만 개의 포자를 생성할 수 있다. 포자는 유사분열과 세포분열에 의하여 생성되며, 반수체의 핵과 탈수로 인해 매우 축소된 세포질을 갖고 있고 포자벽으로 싸여 있다. 균류의 균사는 운동성이 없기 때문에 멀리 떨어져 있는 영양물질에 도달하여 새로운 생활사를 시작하기 위해 포자를 이용한다. 포자는 공기와 물을 이용하여 퍼져 나가는데, 만약 떨어진 곳이 생존에 적합하지 않으면 발아하지 않는다. 포자는 식물의 씨앗처럼 그 상태 그대로 장기간 생존이 가능하다. 어떤 균류의 포자는 물 표면 같이 답이 없는 환경에 처하게 되면 발아 하자마자 즉시 포자낭을 형성하는 단주기성 생식을 보이기도 한다.

균류는 유성생식을 할 때 접합자 생활사를 거치는데, 접합자 생물들은 생활사의 전반을 반수체로 지내며 수정이 일어날 때만 이배체 상태가 된다. 이배체 시기는 대단히 짧은 기간 동안 지속되며 곧 이어 삼수 분열이 일어나 반수체기로 되돌아간다. 즉, 일생 대부분을 이배체로 보내고 수정 직전에만 반수체(정자/난자)인 인간과 정반대로 균류는 일생 대부분을 정자/난자 상태로 보낸다는 것이며 오히려 이 상태가 인간의 이배체 시기와 대응된다고 볼 수 있다.

균류의 성은 두개체의 접합을 통해 생기며 두 개의 배우체로부터 온 두 개의 반수체 핵을 포함하는 새로운 세포가 생긴다. 대부분은 배우체가 융합하면 두 개의 핵도 뒤따라 융합한다. 곰팡이는 예외

많은 균류는 두 반수체 핵의 융합이 곧 일어나지 않고 두 개의 핵을 가진 세포의 형태 이핵체. N+N으로 표시로 생장이 계속된 후 생식기관이 나타난다. 균사체의 유사분열이 계속되더라도 두 개의 핵은 그 상태를 그대로 유지한다. 이후 핵융합이 시작되면 바로 균류 특유의 감수분열에 돌입하여 반수체 상태가 시작된다.

균류의 기원과 역사

진균과 동물의 공통조상에 가장 근접한 생물은 깃편모충류Choanoflagellates라는 후편모 생물 계열의 원생생물이라고 한다. 전원생물군에 속하는 동물과 균류의 근연이다. 사진을 보면 알 수 있듯이 초기 해면동물의 특징과 초기 균류(호상균류)의 특징을 둘 다 가지고 있다. 다만 알기 쉽게 후편모 생물중에서 깃편모충을 예시로 들었지 실제로는 10억년 길게는 15억년전 균류와 깃편모충류(동물)가 분리 되었으며, 다세포 생물로 진화한 경위도 서로 독자적인 것으로 추정된다. 실제 동물은 극단적으로 다세포 깃편모충이라고 해도 될 만큼 균류보다는 깃편모충과 훨씬 가깝다. 균류는 후편모생물 중 홀로미코타 계열이고 동물과 깃편모충은 후편모생물중 홀로조아 계통이며 그중에서도 필로조아, 또 그중에서도 코아노조아 계열로 엄청나게 가까운 친척이다.

최초 화석기록은 오르도비스기에서 처음으로 나타난다. 하지만 물속에서 서식하는 수생 균류는 그보다 약 10억 년 더 이전에 호상균류에 가까운 최초의 균류가 존재했을 것으로 보고 있다.

지의류 같이 녹조류의 도움을 받아 식물보다 먼저 지상에 진출하여 한때 프로토택사이트 같은 나무크기 만한 곰팡이가 지상을 점거하였으나 실루리아기 이후 육상에 진출한 식물에게 우세종을 넘겨준다. 데본기에는 원시 육상 식물과 관련된 화석 균류에 대한 기록이 많이 나타난다. 특히 라이니 처트에서 균류를 이루는 대표적인 균들이 발견되어있다. 당시 초기 균류들은 라이니아 같은 원시 관다발식물의 지하경에서 식물과 공생하였으며 토양에서의 무기양분과 물의 흡수를 촉진시킬 수 있었다. Lewis 1987 이런 원시 육상 균류의 행동은 현생 육상식물의 80% 이상의 뿌리에서 번식하는 근균류와 생활사가 매우 닮아있다.

국립생물자원관 김창무 박사에 따르면, 버섯은 고작 1억 5000만년전 동물과 분리됐으며, 따라서 식물보다 동물에 더 가깝다고 한다.# 다만 이것은 영문판 위키백과의 서두에 나온 균계의 분화 추정 시기인 1.5 billion(15억 년)을 1.5억으로 잘못 해석한 탓으로 보인다.# 학설에 따라 초기 버섯은 2억 년에서 3억 년 전에 출연한 것으로 여겨지고 있다.

균류의 역할성

공생성 균류

식물과 공생관계를 형성 및 유지하여 상생하는 균류들이 많다. 육상에 진출할 때부터 식물과 공진화 해왔으며 균류 덕분에 식물은 자기 뿌리가 닿지 않는 곳의 무기물도 섭취할 수 있게 되었다. 그 외에도 식물의 다양한 스트레스에 대한 내성 능력이 균류와 공생할 때 더 강해지기도 한다. 소나무 숲에서 송이버섯이 올라오는 이유가 바로 이것이다. 대표적인 예로는 지의류와 균근이 있겠다. 게다가 심지어는 식물 세포 내 또는 세포간극에서 서식하면서 병징을 일으키지 않는 내생균류라는 것이 존재한다. 이 균류는 오히려 식물에게 많은 혜택을 주는데, 식물 방어 유전자의 활성화와 맥각 알칼로이드 등의 곤충의 섭식 저해 화합물의 생성을 도와주기도 한다. 이것 덕분에 곤충뿐만 아니라 대형 초식동물들이 주는 피해도 줄일 수 있다.

기생성 균류

대부분의 진균이 영양분의 일부 또는 전부 기주의 생체 조직에서 얻으며 생물의 기생생물로서 적응하며 커 간다. 이 중 상당수가 오직 한 종류에만 감염되기 때문에 매우 특이하며, 이런 특징 때문에 실험실 배양 같은 데에서는 전혀 크지 못한다. 오직 기주조직에서만 성장할 수 있는 절대 기생생물이다. 이렇게 살아있는 기주의 세포를 죽이지 않고 양분을 얻어 생체영양성 기생균이라고 부르며, 대개 특수 영양분 흡수 조직을 만들어 기주의 저장 양분을 흡수한다. 대표적인 예로는 흰가루병균이 있다.

한편 식물 조직을 공격적으로 침입하는 균류 종들이 있다. 이들은 양분 흡수 과정에서 독소나 분해효소를 생성해 기주조직을 죽이기 때문에 살생영양성 기생균이라고 부른다. 예로 곤충을 죽이는 백강병균이나 식물 조직을 파괴하는 잿빛곰팡이가 있다.

특히 식물기생성 균류는 매우 중요하며, 모든 작물병의 70% 이상이 이것이 원인이 된다.

인체병원성 균류

동물에게 기생하는 균류 중에 인간 등의 항온동물을 감염시킬 수 있는 균류는 200여 종에 불과하다. 그나마도 특히 인간은 무좀 같이 피부의 각질층을 감염시키는 각질층에는 혈관이 없으므로 혈액을 타고 오는 세포성면역(면역세포)이 갈 수도 없고, 체액성면역(항체)이 갈 수도 없다. 병원성 진균류 외의 균류에 대하여는 높은 수준의 면역방어력을 갖추고 있다. 하지만 후천성 면역 결핍 증후군이나 암과 당뇨병으로 인해 면역력이 매우 나빠지는 경우에는 온갖 균류가 몸 안에 넘쳐 흐르게 된다. 에이즈 기회감염 균류로는 폐포자충(Pneumocystis jirovecii)이 알려져 있고, 당뇨 환자에서 나타나는 진균 감염으로는 털곰팡이증(mucormycosis)이 있다. 코로나19 환자들에서 털곰팡이증으로 눈을 적출하는 등 열악한 인도 의료 실태가 언론에 보도된 바 있다.

면역력이 정상(immunocompetent)인 젊은나이에는 진균 감염이 잘 일어나지 않으므로, 감염될 경우, 일반적으로는 스테로이드 사용이나 후천성 면역 결핍 증후군등으로 인한 면역 손상을 고려해야 한다.

다만 폐렴이나 결핵 등으로 폐조직이 파괴되어 혈류가 공급 안 되는 =면역세포들이 갈 수 없는 공간이 생길 경우 이곳에 곰팡이가 자리잡고 진균구Fungal Ball를 형성할 수는 있다. 물론, 이 경우에도 면역이 건재한 정상적인 폐조직은 건드리지 못한다. 다만 객혈 등의 원인이 될 수는 있다.

생물학적 방제

다른 균류를 죽이거나 해충, 선충류를 기주로 삼는 진균류가 있다. 요즘 식물의학계열에서는 이러한 특성을 지닌 기생균을 이용해 생물학적 방제로 쓰거나 생물농약으로 만들어 시중에 팔고 있으며 선진국에서는 이 계열 방제나 작물 보호제의 시장이 점점 커지는 추세이다.

부생성 균류

부생성 균류는 동식물의 사체에서 양분을 얻는다. 탄수화물, 셀룰로오스, 단백질, 키틴, 항공등유, 각질뿐만 아니라 목재에 들어있는 리그닌 등의 복합 중합체를 모조리 분해하는 다양한 효소를 생성한다. 이 중 식물의 섬유소 분해에 균류가 상당히 중요한 역할을 수행하고 있다. 따라서 이들이 없다면 지구상에는 나무의 사체들이 여기저기 널려있을 것이다. 사실 균류의 이런 특성 때문에 석탄기 이후로 다른 지질 시대 지층에서는 석탄이 잘 안 나오는 원인이기도 하다. 석탄기 이후에는 식물의 섬유소를 먹는 곤충들이 출현하는데 바퀴목의 일원들이었다., 이들 섬유소를 먹는 곤충들도 뱃 속에 이를 소화시키는 균류가 들어있기 때문이다. 그래서 오늘날 흰개미의 내장 속에서는 목재 섬유소를 소화하고 있는 균류들을 발견할 수 있다.

하지만 부정적인 영향을 인간과 다른 생물들에게도 줄 수 있는데, 사체를 분해하면서 유기물들을 부패시킬 수도 있다. 화장실이나 샤워실 벽에 붙어 자라는 시커먼 그을음곰팡이는 접착제 갤의 섬유소를 먹고 자라나기 때문에 박멸이 매우 힘들다고 한다. 또 일부 균류는 균독소를 생성해 인축의 건강에 커다란 위험이 된다. 특히 아플라톡신이 가장 대표적인 예로서 땅콩에서 많이 생성된다.

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