물고기가 체내 삼투압을 조절하는 원리가 궁금합니다
안녕하세요. 바다에 사는 물고기는 외부에 고농도에 바닷물에 적응해야 되고 민물고기는 주변에 저농도의 물에 적응해야 하는데 어떠한 방식으로 체내 삼투압을 조절하는 것인지 궁금합니다.
바닷물고기는 주변 환경보다 체내 염분 농도가 낮아 물을 잃기 쉬우므로, 끊임없이 바닷물을 마시고 아가미와 신장을 통해 염분을 능동적으로 배출하여 체내 삼투압을 조절합니다. 민물고기는 주변 환경보다 체내 염분 농도가 높아 물이 계속 몸 안으로 들어오므로, 물을 거의 마시지 않고 다량의 묽은 오줌을 배출하며 아가미를 통해 염분을 흡수하여 체내 삼투압을 조절합니다.
말씀하신대로 민물고기과 바다고기는 서로 완전 반대의 형태로 체내 삼투압을 유지하고 있습니다.
그리고 경골인지 연골인지 물고기의 종류에 따라 다른 방식의 삼투압 유지방법을 사용합니다.
바다 물고기는 체액보다 염분 농도가 높은 바닷물에 살기 때문에 끊임없이 체내의 물을 잃고 염분을 흡수하는 경향이 있습니다. 이를 극복하기 위해 지속적으로 바닷물을 마셔 수분을 보충하고 아가미에 있는 특수한 염분 배출 세포를 통해 섭취한 바닷물의 과도한 염분을 능동적으로 배출합니다. 또한 콩팥을 통해 극소량의 농축된 소변을 배출하여 수분 손실을 최소화합니다.
반면 민물 물고기는 체액보다 염분 농도가 낮은 민물에 살기 때문에 끊임없이 체내로 물이 들어오고 염분을 잃는 경향이 있습니다. 이를 극복하기 위해 물을 거의 마시지 않아 체내로 들어오는 물의 양을 최소화합니다. 또한 아가미에 있는 염분 흡수 세포를 통해 주변 물에서 이온을 능동적으로 흡수하여 체내 염분 농도를 유지합니다. 그리고 콩팥을 통해 많은 양의 묽은 소변을 배출하여 과도하게 들어온 물을 몸 밖으로 내보냅니다.
그리고 앞서 말씀드렸지만, 상어나 가오리 같은 연골어류는 경골어류와는 다른 방식으로 삼투압을 조절합니다. 이들은 체내에 요소와 트리메틸아민 옥사이드를 축적하여 체액의 삼투압을 주변 바닷물과 거의 같게 만듭니다. 이 덕분에 바닷물과 체액 간의 삼투압 차이가 줄어들어 물의 손실이 거의 일어나지 않습니다. 대신, 땀샘의 일종인 직장샘을 통해 과도한 염분을 배출하는 방식을 취합니다.
안녕하세요.
네, 말씀해주신 것처럼 바닷물고기와 민물고기는 저마다 다른 방식으로 체내 삼투압을 조절하게 됩니다. 즉 물고기들은 사는 환경(바닷물 vs 민물)에 따라 삼투압 조절 방식이 완전히 다른데요, 우선 바다의 경우 바닷물은 체액보다 염도가 높습니다(고장액 환경). 즉 이러한 환경에서 물은 몸에서 빠져나가려 하고, 염분은 몸 안으로 들어오려 합니다. 이러한 상황에서 해수어는 바닷물을 직접 마셔 수분을 보충하며, 아가미 세포(염류세포, chloride cells)가 나트륨(Na⁺), 염화이온(Cl⁻)을 적극적으로 바깥으로 내보냅니다. 또한 신장에서 수분을 최대한 재흡수하고, 염분은 농축된 형태로 소량의 오줌으로 배출합니다. 다음으로 민물은 체액보다 염도가 낮습니다(저장액 환경). 이러한 상황에서 물은 몸 안으로 계속 들어오고, 염분은 몸에서 빠져나가려 하기 때문에, 민물고기는 불필요한 수분 유입을 막기 위해 따로 물을 마시지 않습니다. 아가미 세포가 적극적으로 나트륨(Na⁺), 염화이온(Cl⁻) 등을 외부 물에서 끌어들이며, 체내에 과잉으로 들어온 물을 희석된 오줌 형태로 대량 배설합니다. 감사합니다.