후각 기관의 기원와 이해

약 50억 년 전에 지구가 탄생하였다고 알려져 있는데, 많은 세월이 흐른 뒤 원시 대양에 지금과는 조성이 다른 많은 종류의 유기물이 생성되었는데, 이들 유기물은 당시의 강렬한 자외선과 공중 방전 등의 에너지에 의해 활성화된 대기 성분과의 상호작용으로 생성된 것이라고 합니다. 가혹한 환경 하에서 무기물로부터 점차 복잡한 조직을 갖는 유기물로 화학 진화되어 고도한 것이 만들어졌을 것이다. 

 

그중에 이미 각종의 아미노산이나 당, 피린 염기, 피리딘 염기 등의 존재한 것은 이미 실험적 규모에서 재현되어 증명 되고 있습니다. 이 세상에 생성된 최초의 생물은 아마 단백질의 테두리를 벗어나지 않은 불완전한 세포였을 것이라고 추측됩니다. 생물이라 함은 어떤 형태의 물질대사를 통화여 종족을 보존하고자 하는 본능이 있습니다. 식물은 광합성이라는 방법을 통하여 문제를 해결하였으나 동물에 있어서는 먹이 탐색 장치와 먹이에 접근하기 위한 이동장체의 필요성이 대두되었다. 예를 들어 오늘날 박테리아나 아메바 등의 하등동물에서 주광성과 주화성을 찾아볼 수 있습니다. 단세포이건 다세포이건 모든 생물의 몸은 대부분 단백질로 되어 있습니다. 단백질이란 ㅂ물일은 원래 화학적으로 산이나 알칼리 또는 물리적인 광(자외선)이나 열의 영향을 받기 쉽고 때때로 변성을 일으킨다고 하는 물질입니다.

 

이것은 단지 아미노산이 수없이 연결된 일련의 긴 끈이 아니고, 서로 수소 결합하여 전체가 엉킨 대단히 복잡한 입체 구조를 하고 있기 때문이라고 생각됩니다. 주화성이나 주광성이라고 하는 성질이 생물진화에서 대단히 일찍 나타났다고 하는 것은 반백질이 원래 갖고 있는 이 감수성이 생명 탄생 후 바로 단백질, 또는 운동장치와 연결되는데 성경 하였기 때문일 것입니다.

 

주화성에서 발전한 것으로 보이는 화학적 탐지 장치는 동물의 진화에 따라 그 성능도 향상되었으며 수억 년 전에 바다에서 육지로 올라옴에 따라 근접 탐지와 먹고 탐지의 기능 분화가 촉진되었습니다.

 

종족 보존을 위한 암, 수컷의 접합에서 이성의 체취가 작용하는 경우는 많습니다. 나방의 암컷이 냄새 물질로 수 km 떨어진 수컷을 부른다든지 수백수천의 들소 무리 중에서 들소 보스는 수저 시기에 있는 암컷을 정확히 찾아낸다는 것이 거의 후각 작용에 기인한 것으로 알려져 있다. 

 

처음으로 후각 기관을 콧구멍이라는 형태로 지닌 것은 칠성장어로서 그 이전에는 몸 표면의 넓은 범위에 걸쳐 화학적 감지 세포가 있었으나, 어떤 개량 과정을 거쳤는지 몰라도 하나의 콧구멍에 의하여 수증의 극히 적은 화학물질의 검출에 성공하게 되었다. 그 후 어류에서 양서류로 넘어오는 중간 과정 중에서 입천장에 구멍이 뚫려 코로 공기를 호흡할 수 있게 되었습니다. 

파충류에서부터 차단 벽이 길어져 콧구멍이 목구멍과 통하게 개량되었습니다. 그전의 입천장과 통하였던 콧구멍의 흔적이 야코슨 기관이라는 것으로 남아 뱀이나 도마뱀의 경우 혀끝에 공기 중의 화학 물질을 묻혀 이 기관에서 후각의 역할을 담당하며, 인간에게서도 태아의 한 시기에 잠시 볼 수 있습니다.

 

후각은 자기 자신의 개체를 유지하기 위하여 필요한 외계의 정보를 얻기 위한 목적으로 개발되었으므로 날아다니는 조류의 경우 넓은 시각으로 충분하므로 후각은 퇴화되었고 코의 기능은 단지 숨쉬기 위한 목적으로만 사용되는 것 같습니다. 그러나 후각이 고도로 발달된 개의 경우에는 옛날의 늑대의 일족으로서 도망가는 먹이의 발자국에서 느껴지는 지방산 분비물에 대하여 최대한 감응하도록 후각 장치가 발달하게 된 것으로 보입니다.

 

실제로 개는 지방산 냄새에 대하여 인간보다 수만 배의 민감한 반응을 보이나 꽃과 같은 냄새에 대하여는 감도가 1/1,000 가까지 저하된다고 합니다. 사실 일상생활에서 꽃 냄새에 관심을 나타내는 개의 모습을 본적은 거의 없을 것입니다. 또한 사바나 초원에서 생활하는 코끼리의 후각은 지중에 남아 있는 적은 물을 감지하는데 뛰어난 능력을 보이기도 합니다.

 

인간은 잡식 동물입니다. 잡식이라 함은 개체를 유지하는데 필요한 먹이의 선택 범위가 넓어서 인간의 후각은 넓은 방향으로 발달하였습니다. 특히 시각을 지닌 동물 중에서도 극히 일부만이 가지고 있는 색채 감강을 지닌 뛰어난 시각의 발달로 인해 후각이 민감하게 발달하지는 않았습니다.

또한 일반적으로 냄새의 비중이 공기보다 무거워서 지면에서 머리의 위차가 높을수록 코보다 눈의 의한 정보 획득에 비중을  두는 일반적인 경향도 생각해 볼 수 있습니다.

 

후각이 냄새를 인지하는 메커니즘은 향 물질의 미립자가 우선 비강 내에 들어와서 취점막에 도달하든가 또는 파동으로 전달되어 후각 세포에 특수한 자극을 일으키는데, 그 자극이 후각 신경을 통해 중추에 전달되어 냄새를 인지하게 됩니다.

 

이 지구 상에 존재하는 냄새의 종류는 셀 수 없이 많지만 냄새를 가지고 있는 유기화합물이 약 200만 종 존재한다고 알려져 있으며, 여기의 약 1/5인 40만 종이 냄새를 가지고 있다고 합니다. 유향 물질의 증기 증 향기를 후각이 접수했을 때 그 물질 특유의 냄새가 생기는데 그러나 인간의 연령, 성별, 건강상태, 환경 등에 따라서 감수성의 차이가 있기 때문에 보편적인 특성을 찾기는 쉽지 않습니다.

 

그렇다면 냄새란 무엇일까요.  동물이 생을 연장하기 위하여 적으로부터 몸을 보호하고 음식물을 찾아야만 하는 것과 마찬가지로 우리 인간에게도 냄새를 통하여 가스냄새, 탄 냄새 등의 위험을 알리는 신호와 먹을 수 있는 음식을 확인하는 기본적인 역할이 후각의 기본 역할입니다.

인간의 오랜 역사를 통해 친숙하게 연구되어 온 향료로부터 느끼는 냄새의 본질은 무엇일까요? 

냄새는 후각 기관에 자극을 주는 유취 물질과 이 유취 물질을 받아들여서 신경의 흥분을 일으키는 감수 기관의 작용에 의해 느끼는 것인데 빛과 같이 입자설과 파동설이 있습니다.

간단히, 입자설은 냄새를 일으키는 기체 분자의 이동을 말하는 것이고 파동설은 입자설에 의한 냄새 입자의 일정 농도 법칙을 부정하는 가설입니다.