바다에 사는 생물들은 어떻게 높은 염도에도 살아갈 수 있나요?
바다는 짭니다. 염도라고 하는 소금성분이 굉장히 많이 녹아있는데요. 이렇듯 짠 바닷물에서 사는 물고기를 비롯한 생물들은 어떻게 아무렇지 않게 살아갈 수 있는건지 궁금합니다.
안녕하세요. 홍성택 과학전문가입니다.
대부분의 해양 생물은 염분을 제거하거나 물을 저장하여 염분 농도를 조절합니다. 일부 생물은 염분을 배설하거나 특수한 세포로 염분을 처리합니다.
또 일부 생물은 높은 염도에서도 신진 대사를 조절하여 염분에 대한 영향을 최소화합니다. 이를 통해 세포 내부의 염분 농도를 일정하게 유지합니다.
안녕하세요. 김재훈 과학전문가입니다.
바닷물고기는 아가미를 통해 물을 마시고, 이 과정에서 소금도 함께 흡수되는데 아가미에는 소금을 배출하는 세포가 있어, 흡수된 소금을 체외로 배출해 바다에서 살수 있습니다
안녕하세요. 김찬우 과학전문가입니다.
생물을 이루는 기본 단위는 세포입니다. 세포는 세포막 으로 둘러싸여 주변과 분리되어 있습니다. 세포막은 세포 안에 들어 있는 물질을 보호하고 세포 간 물질 이동을 조절합니다. 이 세포막은 선택적으로 물질을 투과시키 는 특이한 성질이 있는 반투과성 막으로, 물은 이 반 투막을 통과할 수 있으나 물에 녹아 있는 염분은 통과 할 수 없습니다. 만약 체액의 농도가 외부 액체보다 높으면 체액 내 염 분이 외부로 빠져나가거나 외부의 물이 체액으로 들 어와 농도를 낮추어야 합니다. 세포막은 물만 통과시키 는 반투막이기 때문에 외부의 물이 반투막을 통과해 체내로 들어가 농도 차를 줄이고, 반대로 체액의 농도 가 외부 액체보다 낮다면 체액의 물이 몸 밖으로 나오 는데 이를 삼투현상이라고 합니다
외부 액쳬의 농도가 높을 때 생물이 삼투압 조절을 못한 다면 수분을 빼앗겨 김장철 소금에 절인 배추처럼 쭈글 쭈글해지고，반대로 체액의 농도가 높을 때는 외부에서 물이 들어와 몸이 퉁퉁 부풀어 오를 것입니다. 그러나 바다에 살고 있는 대부분의 무척추동물은 체액이 바닷물의 염분과 비슷하여 삼투압 조절에 신경 쓸 필요가 없습니다. 그러나 바다에 사는 대부분의 척추동물처럼 체액과 주변 바닷물의 염분이 다를 경우에는 삼투현상을 조절하는 능력이 있어야 한니다다. 예를 들어 바다에 사는 물고기는 바닷물의 염분이 체액보다 더 높기 때문에 물을 몸 밖으로 빼앗깁니다다. 따라서 탈수 현상을 막기 위해 짠 바닷물을 마시고 이때 몸속으로 들어오는 염분을 아가미에 있는 염분 배출 세포를 통해 밖으로 버림으로쩌 체내 염분을 일정하게 조절합니다. 반대로 민물고기는 체액의 농도가 민물보다 더 높아 밖에서 체내로 물이 들어오므로 이 물을 콩팥을 통해 소변으로 배설하는데 이때 신장에서는 염분의 유출을 막기 위해 염분을 다시 흡수합니다.
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안녕하세요. 박정철 과학전문가입니다.
일부 해조류와 초록색 식물들은 높은 염도 환경에서 잘 성장하고 번식할 수 있습니다. 예를 들어, 해초와 같은 식생이 바다의 각종 지역에서 발견됩니다. 까마귀게는 저염수 환경인 강 하구, 염호, 연안 습지 등 다양한 해양 생태계에서 발견되는 동물입니다. 그들은 높은 염도에 잘 적응하며 생활할 수 있습니다. 멍게와 같이 일부 조개류는 높은 염도 환경에서 번식하고 서식합니다. 이러한 종류의 조개류는 내부적으로 소금을 배출하는 메커니즘이나 다른 적응 방법을 가지고 있어 높은 염도를 견딜 수 있습니다. 멸치와 같이 일부 어류는 상대적으로 고엽산을 포함한 고엽산/저엽산 비율로 인해 높은 염도를 헤엄칠 수 있습니다.
바다에 사는 생물들이 높은 염도에서 살아갈 수 있는 이유는 그들이 이러한 환경에 적응된 생물체임으로써 다양한 생리학적 및 구조적 적응 기전을 발전시켰기 때문입니다. 여기에 몇 가지 주요한 적응 요소를 설명하겠습니다:
염기 밸런스 유지: 생물들은 세포 내외의 염기 농도를 조절하여 염도에 대한 균형을 유지합니다. 염도가 높아지면 생물체는 세포 내의 염기 농도를 높여 세포 밖의 염도와의 차이를 상쇄시키려고 합니다.
물 균형 조절: 염도가 높은 환경에서는 물이 세포 밖으로 나가는 경향이 있습니다. 따라서 바다 생물들은 물을 몸 내에 효과적으로 보유하기 위해 신체 구조와 생리적 기능을 조절합니다.
빈뇨: 몇몇 해양 동물들은 염도를 조절하기 위해 빈뇨라는 과정을 통해 염분을 배출합니다. 이는 염도 조절을 위해 중요한 기능을 합니다.
해독 작용: 일부 해양 생물들은 높은 염도 환경에서 발생할 수 있는 독성 물질을 제거하거나 분해할 수 있는 기능을 갖추고 있습니다.
생태학적 다양성: 바다 생태계는 다양한 종들의 공존과 각종 생물체의 역할 분담을 통해 염도 변동에 대한 대응 방안을 개발합니다. 즉, 어떤 생물이 특정 역할을 수행하고 어떤 생물이 특정 조건에 민감한 것으로 흡수하는 방식으로 생태학적 다양성이 염도에 대한 적응을 지원합니다.
이러한 다양한 적응 기전은 바다 생물들이 높은 염도 환경에서도 살아남을 수 있게 도와주는 중요한 역할을 합니다.