[안현정 선생님의 과학은 껌이다] Part 21. 눈

안녕하세요. 과학 교육 전문가 안현정입니다.
파란색, 갈색, 녹색, 검은색, 회색, 노란색, 빨간색, 보라색. 이 색들의 공통점은 무엇일까요? 바로 사람의 눈 색깔들을 나열한 것이랍니다. 인종마다, 멜라닌 색소의 양에 따라 달라지는 눈의 색은 과연 눈의 구조 중 어디에서 나타나는 것일까요? 오늘 시간 눈의 구조에 대해 살펴보면서 다양한 눈동자 색깔에 대한 이야기도 함께 나눠보겠습니다.

[물체를 보는 원리]
먼저 물체를 보는 원리에 대해 생각해 보도록 하겠습니다. 우리가 물체를 보기 위해서는 빛이 있어야 합니다. 빛이 나오는 지점을 우리는 광원이라고 부릅니다.

1) 광원을 볼 수 있는 원리
광원에서 나온 빛이 직접 우리 눈에 들어와 인식되기 때문에 광원이 보입니다.

2) 광원이 아닌 물체를 볼 수 있는 원리
광원에서 나온 빛이 다른 물체에 부딪쳐 반사되어 우리 눈으로 들어오면 우리는 물체가 존재함을 인지할 수 있게 됩니다.

그렇다면 이렇게 들어온 빛은 눈의 어떤 구조들을 통해 정보화되어 우리의 뇌로 전달되게 되는 것일까요? 눈의 구조를 살펴보겠습니다.

눈의 구조

각막 : 눈 가운데 부위에 있는 안구 표면의 투명한 막으로, 외부 이물질로부터 눈을 보호합니다.

공막 : 각막을 제외하고, 안구 대부분을 둘러싸고 있는 흰색의 질긴 섬유조직으로 된 불투명한 막. 눈의 형태를 유지하고 안구를 보호하는 역할을 합니다.

홍채 : 각막 안쪽에 동공 주위를 둘러싼 조직. 동공의 크기를 변화시켜 빛의 양을 조절하는 조리개 역할을 합니다. 홍채는 영어로 'iris'라고 하는데, 이것은 '무지개'라는 뜻을 가집니다. 홍채의 색깔에 따라 사람의 눈 색깔이 달라집니다.

동공 : 홍채 사이의 빈 공간을 말합니다. 밝은곳에서는 홍채가 이완되어 동공 수축하면서 빛이 적게 들어오도록 하고 어두운 곳에서는 홍채가 수축되어 동공이 이완되면서 빛이 많이 들어올 수 있도록 합니다.

수정체 : 홍채 안에 있는 양면이 볼록한 렌즈 형태의 투명한 조직으로 빛을 통과시키고 굴절시켜서 상이 맺히도록 도와주는 역할을 합니다.

유리체 : 안구 내에서 수정체와 망막 사이 공간을 채우고 있는 무색투명한 젤리 형태의 구조물입니다.

모양체 : 맥락막과 홍채의 가장자리를 잇는 직삼각형의 조직으로 수정체의 모양을 조절해줍니다.

망막 : 안구의 가장 안쪽을 덮고잇는 신경조직입니다. 이곳에 빛이 들어와 상이 맺히게 되면 이 정보를 전기적 정보로 전환하여 뇌로 전달합니다.

맥락막 : 안구 벽의 중간층을 형성하는 막으로서 외부에서 들어온 빛이 분산되지 않도록 하는 암실 역할을 합니다.

시각 신경 : 안구의 뒤쪽부분, 맥락막과 공막을 뚫고 뇌를 향해 연결되어 있는 부분으로 빛 정보를 뇌로 보내는 역할을 합니다.

소 눈 해부(준비물 : 소 눈, 실험 도구)
[해부 및 구조 살피기]

1) 소 눈 주위에는 지방과 근육이 있습니다. 이는 안구의 운동을 도와주는 역할을 하며 안구의 내부 구조를 관찰하기 위하여 제거해줍니다.

2) 눈을 감싸고 있는 공막을 잘라냅니다. 그러면 안구의 모양을 잡아주는 투명한 젤리같은 유리체를 만나볼 수 있습니다.

3) 유리체와 수정체를 분리하여 관찰해 보겠습니다. 수정체는 빛을 굴절 시켜 망막에 상이 맺히게 하는 렌즈 역할을 합니다. 이를 확인하기 위하여 물로 씻은뒤에 글씨위에 얹어보겠습니다.

4) 글씨 위에 수정체를 올리자 글씨가 확대되어 보이는 것을 관찰할 수 있습니다. 이를 통해 우리는 수정체가 우리 눈에서 렌즈와 같은 역할을 한다는 것을 알 수 있습니다.

5) 눈의 뒤쪽부분에는 줄기가 이어져 있는데 이는 시각신경다발이 지나가는 통로입니다.

6) 안구를 완전히 반으로 자르니 각막을 관찰할 수 있습니다. 각막뒤쪽에 보이는 검은색이 바로 홍채입니다.

눈의 색깔
위에서 만나본 내용과 같이 눈의 색깔은 홍채의 색깔을 말하는 것입니다.
홍채의 색깔은 멜라닌 색소의 양에 따라 다양한 스펙트럼으로 나타나게 됩니다.

일반적으로 갈색의 눈은 멜라닌 침착이 풍부했을때 나타나고, 푸른색의 눈은 멜라닌 색소 침착이 부족할 때에 나타나게 됩니다. 멜라닌 색소의 양은 유전자에 기록된 유전정보에 따라 달라지게 됩니다.

이밖에 보라색이나 붉은색의 눈은 알비노 증후군을 가지고 있는 사람에게서만 볼 수 있는 아주 희귀한 색입니다.

출처= 이투스me 안현정 강사

동아닷컴 교육섹션 정민아기자 mina@donga.com