동물의 완전변태(Holometabolism)란 동물의 생애 주기 중 일정한 단계에서 다른 단계로 생리적, 해부학적, 혹은 행동학적 변화를 말합니다. 이러한 변화는 일반적으로 유생 단계에서 성체 단계로 넘어가는 과정에서 가장 만이 관찰됩니다. 완전변태는 동물이 서로 다른 생태계나 생활 조건에 적응하기 위해 발생합니다.
양서류와 곤충의 변태
양서류의 변태: 양서류는 대표적으로 변태를 하는 동물군 중 하나입니다. 예를 들어, 개구리는 다음과 같은 단계를 거칩니다.
- 알 (Egg): 물에 부유하는 알에서 부화합니다.
- 유생 (Tadpole): 부화한 유생은 물속에서 생활하며 동물성, 식물성 음식을 다양하게 섭취합니다.
- 중간 단계: 유생은 점차 다리가 자라기 시작하고 꼬리가 줄어들며 폐가 발달합니다.
- 성체 (Adult): 완전히 변태를 마친 성체는 육상과 물에서 생활할 수 있으며 상당히 다른 생태학적 역할을 합니다.
곤충의 변태: 곤충은 변태를 통해 다양한 생태계와 조건에 적응합니다. 예를 들어, 나비는 다음과 같은 단계를 거칩니다.
- 알 (Egg): 나무나 식물에 알을 낳습니다.
- 유생 (Larva, Caterpillar): 알에서 나온 유생(애벌레)은 식물을 먹으며 성장합니다.
- 번데기 (Pupa, Chrysalis): 일정 크기에 도달하면 유생은 번데기 단계로 들어갑니다. 이 단계에서 대부분의 형태적 변화가 일어납니다.
- 성체 (Adult): 번데기에서 나온 성체 나비는 주로 꽃의 꿀을 먹으며 다른 생태학적 역할을 합니다.
어류의 변태
어류에서도 변태를 하는 종이 있으며 어류가 다양한 생태계나 생활 환경에 적응할 수 있도록 도움이 됩니다. 대표적인 예로 장어가 있으며 장어는 다양한 생태계에서 발견되며 생애 주기 동안 여러 단계의 변태를 겪습니다.
- 알 (Egg): 대부분의 장어 종류가 알을 대양의 특정 지역에 낳습니다.
- 엽형유생, 댓잎유생 (Leptocephalus Larva): 알에서 부화한 엽형유생은 투명하고 납작한 형태를 가지며 해류를 따라 다양한 지역으로 이동합니다.
- 실뱀장어 단계 (Glass Eel): 댓잎유생은 실뱀장어 단계로 발달하며 이 단계에서 민물로 이동하기 시작합니다. 이때 몸의 구조와 기능이 크게 변화합니다.
- 성체 (Adult): 민물에서 성체로 성장한 장어는 몇 년 후 다시 대양으로 이동하여 새로운 생애 주기를 시작하기 위해 알을 낳습니다.
수생 절지동물의 변태
수생 절지동물은 수중 환경에서 생활하는 다양한 종류의 절지동물이 있으며 그 중 일부 종은 생애 주기 동안 변태를 겪습니다. 새우는 이러한 수생 절지동물 중 대표적인 예입니다.
새우는 일반적으로 알, 유생, 성체의 단계를 거칩니다. 유생 단계에서는 종류에 따라 여러 하위 단계가 있을 수 있으며 각 단계마다 몸의 구조가 변화합니다.
- 알 (Egg): 새우는 알에서 태어납니다. 알은 특정 조건에서 부화하여 유생 단계로 발달합니다.
- 유생 (Larva): 유생 단계는 여러 하위 단계로 나뉠 수 있으며 이 단계에서는 먹이 섭취에 주력하며 빠르게 성장합니다.
- 성체 (Adult): 유생 단계를 거친 후 성체로 발달합니다. 이 단계에서 새우는 번식을 위한 준비를 합니다.
불완전 변태(Hemimetabolism)
불완전변태는 동물이 성체로 성장하는 과정에서 중간 단계가 상대적으로 간단하거나 눈에 띄지 않는 경우를 의미합니다. 불완전 변태는 유생, 유충과 같은 초기 단계와 성체가 명확하게 구분되지 않은 경우가 많습니다. 불완전변태의 대표적인 예로 메뚜기가 있습니다.
- 알 (Egg): 알에서 출발하여 부화합니다.
- 약충 (Nymph): 알에서 부화한 뒤 약충 단계가 됩니다. 이 단계에서 메뚜기는 이미 성체와 비슷한 형태를 가지고 있지만 날개가 완전히 발달하지 않았습니다.
- 성체 (Adult): 여러 번의 탈피를 거쳐 성체로 발달합니다. 성체에서는 날개가 완전히 발달하며 번식을 할 수 있습니다.
변태와 불완전 변태 차이
| 항목 | 완전 변태 (Complete Metamorphosis) | 불완전 변태 (Incomplete Metamorphosis) |
| 대표적인 예 | 나비, 모기, 파리, 벌 | 바퀴벌레, 노린재, 메뚜기 |
| 발달 단계 | 알, 유생 (Larva), 번데기 (Pupa), 성체 | 알, 약충 (Nymph), 성체 |
| 유생 단계 | 성체와 형태나 생태학적 역할이 다름 | 성체와 형태나 생태학적 역할이 유사함 |
| 중간 단계 | 번데기 (Pupa) | 없음 |
| 형태의 변화 | 극적인 형태의 변화 | 상대적으로 점진적인 형태의 변화 |
| 생태학적 역할 | 유생과 성체가 다른 역할 | 유생과 성체가 비슷한 역할 |
| 날개의 발달 | 유생 단계에서는 날개 없음, 성체에서만 발달 | 유생 단계에서부터 점차 날개가 발달 |
| 성장 과정 | 유생 → 번데기 → 성체 | 유생 → 성체 |
| 생존 전략 | 다양한 단계에서 다양한 생태계에 적응 | 일반적으로 한 생태계 내에서 생활 |