1. 정의
外 骨 格 / Exoskeleton동물체의 겉면에 있는, 몸을 보호하기 위하여 딱딱해진 골격.
2. 상세
연체동물의 껍데기, 절지동물의 키틴질의 표층 등이 있다. 비슷한 말로 겉뼈대, 피부 골격이 있다. 실제로 절지동물 등의 외골격은 우리 몸에 있는 뼈와 비슷한 역할을 한다. 척추동물의 몸은 척추를 기반으로한 뼈라는 기둥으로 몸의 형태를 유지하지만,[1] 외골격을 갖춘 생물은 속이 말랑말랑한 살로 채워져있는 대신 외골격이 기둥으로써의 역할을 하며 형태를 유지 시켜주는 것이다.몸 내부에 뼈는 없지만, 대신 뼈가 온 몸을 감싸 내장과 지방, 근육 등을 보호하는 형태이다. 지방과 근육이 내부에 있어 충격으로 부터 자신을 보호하며, 바깥쪽은 단단한 외피로 감싸져 있어 일정 이하의 물리적인 힘에는 부서지지 않는 탁월한 장점이 있다. 신체 보호 기능은 내골격인 척추동물에 비하면 매우 뛰어나다. 몸을 움직일 때 아포뎀이라고 부르는 일종의 힘줄같은 조직을 이용한다. 실제로 게를 먹다 보면 다리 안에 비닐같은 길쭉한 물건을 볼 수 있는데 이게 아포뎀이다. #
물론 단점이 없는 것은 아닌데, 가장 큰 단점은 한 번 형성된 외골격은 크기가 고정된다는 것이다. 때문에 내부조직이 외골격 부피 이상으로 성장하면 탈피를 통해 벗어내고 새로 만들어야 한다. 외골격 탈피는 매우 힘든 과정으로 도중에 개체가 죽는 일도 있다.(옛 외골격에서 빠져나오지 못하고.) 또한 탈피 직후의 새 외골격은 강도가 약해 개체를 위험에 처하게 할 수 있다.
내골격(우리의 뼈)이 부러지면 서서히 회복되듯이 외골격도 서서히 손상에서 회복된다. 외골격 내부에서 세포들이 키틴질을 분비해 손상 부위를 수리하는데 이렇게 수복된 외골격의 강도는 원래 강도의 60% 정도밖에 되지 않는다.
신체 내부에 지지대를 설치하는 방식인 내골격과 달리 외골격은 신체 전체를 둘러싸므로 체격이 커지면 외골격도 기하급수적으로 커져야 하므로 신체 크기의 상한선으로 작용한다. 무게는 길이의 세제곱으로 늘어나므로 육상에서는 조금만 커져도 자체 무게를 버텨낼 수 없어 크기에 한계가 있다.[2] 바다 같은 물 안에서는 부력을 받을 수 있어 한결 낫지만 외골격이 일정 크기 이상으로 커지면 사실상 탈피가 불가능해지기 때문에 대형화에 한계가 있다.
갑주어, 판피어 등 일부 내골격계의 척추동물 중에서도 외골격 동물과 유사하게 외부가 단단한 뼈처럼 변한 피부 구조인 동물들도 있으나 척추 같은 내골격도 유지하고 있다.
3. 픽션에서
보통 인간이 아닌 존재들에게서 볼 수 있다. 아라크니드부터 시작해서 타이라니드, 저그, 에일리언 같은 그 디자인의 기원이 곤충에서 온 종족들은 거의 반드시 외골격 구조를 갖춘다.[3]이런 외계 종족의 외골격은 보통 키틴질 어쩌고 하는 묘사가 붙으며, 그 강도가 현실의 게 껍떼기와는 차원을 달리 하여 총알 따위는 괜찮아 튕겨냈다 수준의 강도를 보여준다.[4] 그래서 웬만한 경화기로는 흠집도 낼 수 없는 것으로 나온다.
픽션에서는 종종 곤충들이 거대화되어 사람을 습격하거나 하는 내용이 등장하고는 하는데, 실제로 곤충들이 거대해질 경우 곤충의 외골격만으로는 늘어난 무게를 버티지 못해 무너져 버린다. 산소 농도가 지금보다 훨씬 높았던 석탄기에도 절지동물들은 고작 2m를 넘지 못했다.(?)
즉 SF 영화에 나오는 것 같은 집채만한 외계인, 거대 변형 곤충은 지구 생물의 갑각 구성 성분(탄산칼슘+단백질)과 단백질 근육 구조 기준으로는 불가능하다. 티타늄 같은 가볍고 강한 금속이나 카본 FRP 같은 복합 소재 외골격에 경량 무기 섬유질 근육, 형상기억 합금 관절과 유압이나 공기압 작동 구조라면 몸집이 꽤 커질 수도 있겠는데, 지구 기준으로는 그런 건 생물이 아니고 로봇이다.
나가노 마모루의 FSS에 나오는 악마 형상의 외계 생물 S.A.T.A.N은 외골격에 6개의 손가락을 지닌 것으로 묘사된다. 이는 나가노의 창작은 아니고, 아서 클라크의 SF 유년기의 끝 에 나오는 외계인에서 가져온 설정이다.
은하철도 999에는 약육강식을 타파한다고 모든 생물에게 파괴 불가능한 외골격을 입혀준 행성이 등장한다. 당연히 전부 굶어죽었다.
4. 참고 문서
[1]
이걸
내골격이라 한다.
[2]
지상 최대의 현생 외골격 무척추 동물은
야자집게(코코넛 크랩)으로 40cm에 불과하다. 심해에 사는
바티노무스는 70cm대까지 커지긴 하지만 비슷한 환경에서 30m대까지 커지는 척추동물인
대왕고래에 비하면 넘사벽으로 작다.
[3]
근데 저그랑 타이라니드의 몇몇 개체들은 내골격도 있고, 타이라니드는 외골격과 내골격을 가지고 있다.
[4]
실제 게나 바닷가재 같은 절지동물의 껍데기는 언젠가 탈피를 해야 한다는 문제점 때문에 그렇게 단단하지 않다. 외골격이 단단하다는 건 그만큼 탈피가 어렵다는 뜻이기에 철통의 외골격은 역설적으로 죽음을 의미한다. 이 때문에 탈피가 필요 없는 조개류의 외골격(패각)은 단백질과 탄산칼슘으로 갑각류와 주 구성 성분이 같지만, 훨씬 조직이 치밀하며 더 두텁기 때문에 매우 단단하다.