수백 년 전, 인류와 백본과 사지가있는 모든 육상 동물의 매우 먼 조상이 물을 뿜는 능력을 가졌지 만, 최초의 공기를 뿜는 생물이 풀 타임으로 땅에서 살기 시작한 후에는 잃어 버렸습니다. . 오늘날 인간은 특별한 장비를 사용하거나 물속에서 독특한 수중 능력을 가진 만화 캐릭터에 관한 "아쿠아 만"(워너 브라더스 픽처스)과 같은 영화를 통해서만 숨을 쉴 수 있습니다.
만화의 지식은 영화의 반 인간, 반-아틀란타 인 하이브리드 아쿠아 맨 (제이슨 모 모아)과 그의 인간적인 아틀란티스 사촌이 어떻게 해저에서 숨을 쉴 수 있는지 설명합니다. "아가미"는 눈에 보이지 않지만, 구체적인 내용은 시청자의 상상력에 맡겨져 있습니다. 그러나 실제 생물이 어떻게 물이 많은 환경에서 호흡 하는가?
그것이 일어날 때, 우리의 공기 호흡 폐는 단순히 그것을 처리 할 수 없지만 지구의 대부분의 바다, 호수 및 강에는 많은 용존 산소가 있습니다. 그러나 세계의 물 거주자들은 물 속의 산소에 접근하기위한 몇 가지 다른 방법들을 발전 시켰다고 전문가들은 Live Science에 말했다.
고대 기술
해파리와 같은 일부 동물은 피부를 통해 직접 물 속의 산소를 흡수합니다. 애쉬 빌 노스 캐롤라이나 대학교 조교수 인 레베카 헬름 (Rebecca Helm)은 체내의 위장관이 음식을 소화하고 산소와 이산화탄소를 이동시키는 이중 목적을 달성한다고 밝혔다.
실제로, 산소를 사용한 지구 최초의 미생물 생명체는 젤리와 같은 방식으로 확산을 통해 산소를 얻었습니다. 해양학자인 Juli Berwald는 "Spineless : The Jellyfish의 과학과 백본을 키우는 기술"(Riverhead)의 저자에 따르면,이 형태의 호흡은 약 28 억 년 전에 "시아 노 박테리아가 대기로 산소를 펌핑하기 시작한 후"라고 나타났다. 책, 2017).
버왈 드는 "이들은 외부 세포층과 내부 세포층 만 있고 내부는 젤리이고 세포가 없기 때문에 내부에 실제 조직이있는 동물만큼 많은 산소가 필요하지 않다"고 말했다. 이메일.
그러나 확산을 통한 "호흡"에도 단점이 있습니다.
버 왈드 부사장은“순환 시스템을 사용하여 몸에 먼 곳으로 산소를 공급하는 것보다 속도가 훨씬 느리다.
백도어 방식
신체 표면의 산소 확산을 통한 호흡은 또한 불가사리, 불가사리, 성게 및 해삼을 포함하는 해양 동물 그룹 인 극피 동물에서도 발견됩니다.
워싱턴 DC의 스미소니언 국립 자연사 박물관 연구원 인 무척추 동물 동물 학자 크리스토퍼 마하 (Christopher Mah)는 파푸 레라 (Pulaulae)라고 불리는 피부의 융기 부위와 물이 움푹 들어간 곳에서 물이 흐르면서 산소를 흡수한다고 밝혔다.
그러나 얕은 바닷물 오이의 일부 유형은 호흡에 대한 특수한 적응 방식이 다릅니다 : 항문 근처의 체강에 위치한 호흡기 "나무"구조. 오이 직장이 물을 몸으로 빨아 들일 때, 호흡기 나무는 산소를 추출하고 이산화탄소를 배출합니다.
"말 그대로 엉덩이에서 숨을 쉰다"고 Mah 씨는 말했다.
"기본 청사진"
동북 어업 과학 센터에 따르면, 어류에서 아가미는 혈관 네트워크를 사용하여 흐르는 물에서 산소를 끌어내어 아가미 막을 통해 확산시키는 호흡기의 성공적인 시스템으로 판명되었습니다.
루이지애나 주 니콜스 주립 대학 생물학과 조교수 인 솔로몬 데이비드는 대부분의 어류에서 "동일한 기본 청사진"을 가지고 있다고 Live Science에 말했다.
데이비드 대변인은 "이들은 역류 가스 교환을 위해 만들어졌다. 산소를 빼내고 폐기물을 방출한다"고 말했다. 물고기가 입을 벌리면 아가미 위로 흐르는 물이 흐릅니다. 붉은 혈관이있는 혈관 조직은 산소를 빨아 들이고 이산화탄소를 배출합니다. "우리 폐포의 모세 혈관 같은 종류"라고 그는 말했다.
그러나 아가미가 정확히 하나의 크기에 맞는 것은 아닙니다. 데이비드에 따르면 그들의 구조는 산소 요구에 따라 종마다 다를 수 있다고한다. 예를 들어, 빠른 수영 참치의 아가미는 악어 가이와 같이 거짓말을하고있는 포식자 인 물고기의 아가미와 약간 다를 것입니다.
데이비드 대변인은“항상 이동중인 포식자라면 산소 요구량에 따라 다른 아가미를 갖게 될 것”이라고 말했다.
길 모양은 심지어 그들이 사는 물 속의 산소 조건에 따라 같은 종의 개체마다 다를 수 있다고 덧붙였다. 연구에 따르면 물고기는 물이 서식하는 서식지가 오염 될 때 아가미 형태를 조정할 수 있습니다. 시간이 지남에 따라 아가미 필라멘트는 응축되어 물 속의 오염 물질에 저항합니다.
일부 수생 양서류에는 머리에서 바깥쪽으로 연장되는 아가미가 있습니다. 이것은 대부분의 종들이 성숙함에 따라 사라지는 양서류의 유충 특성이지만, 사이렌과 같은 수생 도롱뇽은 이러한 외부 아가미를 성인으로 유지합니다. 이메일.
헤 흐트 교수는“수영 식 방광을 사용하여 물뿐만 아니라 공기를 호흡하는 물고기 그룹 인 어류도 어릴 때 외부 아가미를 가지고있다”고 말했다.
에 원본 기사 라이브 과학.
