세포분열과 생식 (체세포 vs 감수분열)

다세포 생물이 자라날 때 세포 1개의 크기가 거대해지는 것이 아니라 세포분열을 통해 세포의 개수를 늘립니다. 왜 그럴까요? 세포가 커지면 길이($r$)에 대해 부피는 $r^3$에 비례하여 급증하지만, 물질을 흡수하고 노폐물을 내보내는 세포막의 표면적은 $r^2$에 비례하여 천천히 커집니다. 따라서 세포가 너무 커지면 단위 부피당 표면적($\frac{\text{표면적}}{\text{부피}} \propto \frac{1}{r}$)이 작아져 물질 교환이 원활하지 못하므로 세포를 둘로 쪼개어 표면적을 넓히는 것입니다!

핵분열은 염색체의 위치와 모양에 따라 전기 $\rightarrow$ 중기 $\rightarrow$ 후기 $\rightarrow$ 말기의 순서로 진행되며, 염색체가 적도판(중앙)에 일렬로 배열되어 가장 관찰하기 좋은 시기는 중기(Metaphase)입니다.

핵분열(말기)에 이어 일어나는 세포질 분열은 세포벽의 유무에 따라 동물세포와 식물세포에서 다르게 일어납니다:

만약 생식세포를 만들 때 감수 분열을 하지 않고 체세포 분열($2n$)로 정자와 난자를 만든다면, 수정할 때마다 자손의 염색체 수가 $2n \rightarrow 4n \rightarrow 8n$으로 배가되어 종의 특성이 파괴될 것입니다. 감수 분열($2n \rightarrow n$)과 수정($n + n \rightarrow 2n$)이 번갈아 일어나기 때문에 세대를 거듭해도 생물 종의 염색체 수가 $2n$으로 일정하게 유지됩니다.

자주 틀리는 오개념 정리: