상사 기관

1. 개요

2. 예시

• 가시 - 몸에 가시가 있는 생물은 많지만, 가시의 기원은 종에 따라 천차만별이다. 동물의 경우 고슴도치· 호저· 가시두더지의 가시는 포유류의 털이 변한 것이고, 가시도마뱀과 뿔도마뱀의 가시는 파충류의 비늘이 변한 것이며, 가시복의 가시는 어류의 비늘이 변한 것이고, 성게의 가시는 극피동물의 외골격이 변한 것이다. 식물의 경우 선인장 등 일부 다육식물의 가시는 잎이 변한 것이고, 장미· 가시오가피· 아까시나무 등 줄기에 가시가 있는 식물들(선인장 등 일부 다육식물 제외)의 가시는 줄기의 껍질이 변한 것이며, 쐐기풀의 가시는 식물의 털이 변한 것이고, 조각자나무·주엽나무· 탱자나무의 가시는 가지가 변한 것이며, 밤송이의 가시는 열매의 겉껍질이 변한 것이다.

• 가오리류[1]의 가슴지느러미, 가자미목 어류들의 등지느러미와 배지느러미 - 말 그대로 각각 가슴지느러미와 등지느러미·배지느러미이지만, 진화 과정에서 양쪽 모두 바다 밑바닥으로 내려가서 살아가게 되어 방향만 다를 뿐(가오리류는 상하로 납작하고 가자미목 어류들은 좌우로 납작하다.) 모두 납작한 모습으로 진화하면서 전자의 가슴지느러미와 후자의 등지느러미·배지느러미가 비슷한 기능을 하도록 비슷한 형태로 진화하게 되었다.

• 감자, 토란 등 덩이줄기와 고구마, 마 등 덩이뿌리 - 전자는 줄기 중에서 뿌리와 붙어있는 일부가 변한 것이고 후자는 뿌리 자체가 직접 변한 것이지만, 땅 속에 있는 부위가 수분과 영양분을 많이 저장하기 위해 비대해진 점이 비슷하다.

• 게, 집게, 가재의 집게발과 전갈의 집게발 - 전자는 갑각류의 앞다리에서, 후자는 거미류의 촉지에서 기원하였다.

• 곤충의 다리와 성대의 다리 - 6개의 다리가 있는 점이 비슷하고 다리의 모양도 서로 비슷하지만 곤충의 다리가 절지동물의 다리에서 기원한 것과 달리 성대의 다리는 어류의 가슴지느러미에서 기원하였다.

• 기각류( 물개, 바다사자, 바다표범, 바다코끼리)의 뒷다리와 고래류 및 해우류( 스텔러바다소, 듀공, 매너티)의 꼬리지느러미 - 모양과 기능이 비슷하지만 말 그대로 각각 뒷다리와 꼬리에서 기원하였다.

• 나무의 줄기와 바나나, 야자수, 용혈수의 의사줄기(헛줄기) - 후자는 나무처럼 크게 자라는 풀의 아래쪽 잎이 모여서 나무의 줄기를 닮은 모습으로 진화한 것이다.

• 나한송과의 Phyllocladus와 속씨식물의 잎: Phyllocladus는 얼핏 보면 잎 같은 것을 갖고 있지만, 사실은 가지가 변한 엽상지((Phylloclade)라는 조직이다.

• 날개 - 하늘을 날 때 쓰이는 점이 비슷하지만 새와 익룡 그리고 박쥐의 날개는 앞다리에서 기원하였고, 곤충의 날개는 외피에서 기원하여 기원이 다르다. 그리고 새·익룡·박쥐의 날개도 기원이 완전히 같은 건 아닌데, 새의 날개는 앞발이 퇴화하고 앞발을 제외한 앞다리 전체 및 수각류 공룡 앞다리의 깃털이 진화한 것이고, 익룡의 날개는 앞발가락 중 1개가 진화하여 날개막이 그 1개의 앞발가락을 포함한 앞다리 전체에 생겨난 것이며, 박쥐의 날개는 앞발이 진화한 것이다. 한편으로는 모두 앞다리에서 기원해서 다른 방식으로 날개가 되었기 때문에 상사 기관인 동시에 상동 기관이라고도 볼 수 있다.[2]

• 네펜데스· 사라세니아 등 포충낭을 가진 육상 식충식물 대다수의 포충낭, 통발의 포충낭, 쥐방울덩굴의 꽃 - 벌레를 잡아먹기 위해 존재하는 주머니나 통을 닮은 기관이라는 점이 비슷하지만 각각 잎, 줄기의 일부, 꽃이 변한 것이다.

• 눈 - 눈은 최소 40가지 동물 집단에서 독립적으로 진화했다.[3] 예를 들어 척추동물과 두족류의 눈은 둘 다 기능과 겉모양이 흡사하지만, 해부학적으로는 완전히 다르다. 먼 조상에서 분리되어 개별적으로 진화한 것이기 때문이다.

• 독사의 독니와 일부 절지동물(독거미 및 지네)의 독니 - 적을 물어서 적에게 독을 주입하기 위한 기관인 점이 비슷하지만 후자는 척추동물의 이빨이 기원인 전자와 해부학적으로 다른데, 특히 지네의 독니는 독거미의 독니와 달리 앞다리가 진화한 기관이라서 엄밀히 말하자면 독니가 아니라 독다리, 독발톱 등의 명칭으로 불려야 한다.

• 벌의 독침과 전갈의 독침 - 꽁무니에 있는 독침이라는 점이 비슷하지만 기원은 전혀 다르다. 벌의 독침은 암컷 곤충의 산란관이 변한 것이지만 전갈의 독침은 생식기관과는 완전히 별개의 기관이다. 그래서 벌이 암컷(여왕벌과 일벌)에게만 독침이 있는 반면 전갈은 암컷과 수컷 모두 독침이 있다.

• 벌새의 부리와 나비, 박각시 등 일부 곤충류의 입 - 벌새의 부리는 나비, 박각시 등 꿀이나 수액 등을 빨아먹는 곤충류의 입처럼 빨대와 비슷한 모양으로 진화하였다.

• 복족류 연체동물의 하반신과 집게의 하반신 - 집게의 하반신은 복족류의 조가비 안에 들어가기 위해 복족류의 하반신을 닮은 모습으로 진화하였다.

• 비늘 - 각 동물별로 비늘이 기원이 다르다. 어류의 비늘은 진피에서 자라난 것이고, 현생 파충류의 비늘은 표피가 단단하게 굳어서 변한 것이며, 익룡의 피크노섬유와 조류 등 수각류의 깃털은 비늘이 변한 것이고, 천산갑과 아르마딜로 그리고 일부 곤충류의 비늘은 털이 변한 것이다. 고사리 등 일부 식물도 비늘이 있는데, 앞서 말한 동물들의 비늘과는 기원이 전혀 다르다.

• 사마귀, 사마귀붙이, 게아재비, 장구애비, 사마귀침노린재, 낫파리의 앞다리와 갯가재의 앞다리 - 낫을 닮은 앞다리인 점이 비슷하지만 전자가 모두 곤충의 앞다리가 기원인 반면 후자는 구각목 갑각류의 입 주변에 있는 다리가 기원이다.

• 사슴벌레의 큰턱과 집게벌레의 꼬리집게 - 각각 큰턱과 미모(일부 곤충류의 꽁무니에 있는 굵은 털모양 신체구조)가 기원이지만 신체의 끝부분에 있는 집게모양 신체구조인 점이 비슷하다.

• 상어의 가슴지느러미, 고래의 가슴지느러미와 해양 파충류[4]의 앞다리, 펭귄의 날개 - 생긴 것과 기능이 비슷하지만 각각 어류의 가슴지느러미, 4족보행 척추동물의 앞다리, 새의 날개에서 기원하였다. 펭귄의 날개는 2족보행을 하는 수각류의 퇴화한 앞다리가 변한 것이라서, 고래의 가슴지느러미 및 해양파충류의 앞다리와는 상동 기관이기도 하다. 다만 펭귄의 날개는 새의 날개깃이 물 속에서 헤엄치기 적합하게 진화한 것이라서 고래의 가슴지느러미 및 해양파충류의 앞다리와는 기원만 같고 진화 과정은 다르다.

• 새치류의 위턱과 일각고래의 엄니 - 말 그대로 각각 위턱과 엄니가 발달한 것이지만 양쪽 모두 가늘고 길며 뾰족한 형태로 진화한 점에서 비슷한 기능을 한다.

• 선인장 등 줄기가 다육질인 다육식물의 줄기와 알로에 등 잎이 다육질인 다육식물의 잎 - 말 그대로 각각 줄기와 잎이라는 차이가 있지만 건조한 기후에서 자생하면서 물을 저장하기 위해 특정 부위가 다육질로 진화한 점이 비슷하다. 게다가 전자의 경우 종류에 따라 잎을 닮은 모양으로 진화한 경우도 있는데 선인장속이 대표적이다.

• 시조새를 비롯한 고대 조류의 이빨과 현생 몇몇 조류의 부리 - 본래 새는 진화하면서 이빨이 퇴화되어 없어졌지만, 몇몇 조류는[5] 이빨이 필요했고, 이들은 부리의 일부가 이빨처럼 변했다.

• 육기어류의 숨구멍과 고래의 분기공 - 고래를 포함한 포유류(그리고 더 나아가 단궁류) 자체도 따지고 보면 육기어강 중 사지상강의 동물이나 고래는 좁은 의미의 육기어류와는 유래가 다른 기관을 비슷한 기관 같이 사용한다. 정작 태아상태에서 발생되는 아가미와 숨구멍은 퇴화되고 감각기관인 콧구멍이 숨구멍 같이 머리 위로 올라간다. 덕분에 대다수의 고래들이 후각이 퇴화되었으며, 이런 비효율적인 구조로 진화하는 것은 진화가 효율적인 방향으로만 된다는 것의 반증이라 할 수 있다.

• 젖 - 포유류는 전체가 젖을 내고 일부 조류, 어류, 양서류, 곤충도 젖을 내나, 유래되는 체액이 다르다. 포유류는 땀샘의 땀에서 진화하였고 원래 알을 촉촉히 유지시키기 위해 사용되다가 새끼에게 먹인 것으로 추정된다. 반면 포유류 외의 젖은 소화기관(조류), 생식기관(어류 및 양서류), 피부점막(어류), 배설물(곤충) 등 다양하다.

• 척추동물의 꼬리, 전갈의 꼬리, 일부 곤충류의 배 - 전갈의 꼬리는 척추동물의 엉덩이에 해당하는 부위 전체가 꼬리처럼 길게 뻗어나간 거라서 척추동물의 꼬리와는 기원이 다르다. 잠자리와 파리매 등 일부 곤충류의 배 또한 꼬리처럼 길게 뻗어나간 형태다.

• 척추동물 대다수의 이빨과 자라의 이빨 모양 각질 그리고 무척추동물의 이빨 - 흔히 자라의 이빨이라고 불리는 자라의 신체 부위는 사실 입 안에 생긴 각질이 이빨처럼 발달한 것이라서 다른 척추동물의 이빨과는 기원이 다른 상사 기관이다. 그리고 무척추동물 중 이빨이 있는 종류는 척추동물과는 전혀 다른 기원의 이빨을 가지고 있는데, 배좀벌레조개의 이빨은 조개의 조가비가 기원이고, 거미류와 두족류의 이빨 또한 척추동물의 이빨과는 해부학적으로 완전히 다르다.

• 척추동물 중 이빨이 있는 동물들의 입과 턱 그리고 이빨, 파리지옥의 잎 - 파리지옥의 잎은 곤충이나 거미를 잡아먹을 수 있게 잎을 이빨이 있는 척추동물의 입을 닮은 모습으로 진화하였다. 그에 따라 파리지옥의 잎 일부는 척추동물의 이빨을 닮은 모습으로 진화하였다. 반면 척추동물의 입과 턱, 이빨은 각각 아가미궁과 피부가 진화한 것이다.

• 초식성 포유류 대다수의 앞니와 하마의 입술 - 하마는 앞니가 퇴화하여 없어진 대신 입술의 근력이 극도로 강해져서 앞니 대신 입술로 풀을 뜯을 수 있게 진화하였다.

• 코끼리, 매머드 등 장비목 동물의 상아와 바다코끼리, 검치호 등의 검치 - 다른 이빨들보다 훨씬 크게 자란 이빨이라는 점도 비슷하고 생긴 것도 서로 비슷하지만[6], 각각 앞니와 송곳니에서 기원하였다.

• 태반과 피파개구리 올챙이의 꼬리 - 태반은 태아를 감싼 막이 변화한 것이고 피파개구리 올챙이는 이 꼬리가 태반 역할을 한다.

• 턱 - 척추동물은 아가미궁에서, 절지동물은 다리에서 진화했다.

• 털 - 척추동물의 털과 무척추동물의 털 그리고 식물의 털은 그 기원이 제각기 다르다. 심지어 같은 척추동물들도 털의 기원이 제각각이며, 포유동물 중에서도 수염고래의 수염(baleen) 같이 잇몸에서 유래되어 다른 경우도 있다.

3. 관련 문서

• 상동 기관
• 수렴 진화