물고기들의 몸은 수압을 어떻게 버티는 것인지요?

Question

수심이 깊어질수록

사람들도 그 수압을 버티지 못하는데

약체 자체가 매우 약한

물고기들은 수심이 매우 깊은 곳에서도

몸이 수압에 영향을 받지 않고

살아가는데

물고기들은 어떤 특징으로인해

자기 몸보다 강할 것 같은 수압을 버틸 수 있는 것인가요?

Answer 1

안녕하세요.

물고기가 인간과 다르게 깊은 바다에서도 수압에 크게 눌리지 않고 살아갈 수 있는 이유는 몸의 구조와 물리적 환경이 사람과 다르기 때문아데요, 핵심 원리는 몸 안팎의 압력이 거의 동일하기 때문에 압력 차이가 거의 발생하지 않는다는 점입니다.

압력은 압력 차이가 있는 경우에 고압에서 저압 방향으로 물체를 변형시키거나 손상시키는데요, 예를 들어 사람이 깊은 바다에서 문제가 되는 이유는 폐나 공기 공간처럼 기체가 들어 있는 부분이 있기 때문입니다.

하지만 대부분의 물고기 몸은 거의 전부가 물과 조직으로 채워져 있는데요, 물은 압축이 거의 되지 않는 물질입니다. 바닷물도 물고기 몸의 조직도 대부분 물로 이루어져 있기 때문에 몸 안과 밖이 동시에 같은 압력을 받으며 균형을 유지하는데요 즉, 물고기는 압력 속에서 평형 상태로 존재한다고 보시면 됩니다. 또한 원래 물고기는 부력을 조절하는 부레라는 기관을 가지고 있지만 깊은 바다에 사는 물고기 중 상당수는 부레가 없거나 매우 작습니다. 부레에 공기가 많으면 압력 변화에 크게 영향을 받기 때문인데요, 그래서 심해 물고기들은 부레 대신 지방이나 젤리 같은 조직으로 부력을 조절하기도 합니다.

마지막으로 심해 물고기의 몸은 보통 부드럽고 젤리 같은 조직을 가져서 흐물흐물해 보이는 경우가 많습니다. 이는 심해 물고기가 근육 밀도가 낮고 물 같은 조직을 갖기 때문이며 이런 구조는 압력이 높아도 구조 변형이 적고 에너지 소비도 적습니다. 감사합니다.

Answer 2

심해어는 몸 안팎의 압력을 동일하게 유지하는 평형 구조를 통해 엄청난 수압을 견뎌냅니다. 사람처럼 공기가 들어있는 허파나 부풀어 오르는 부레 대신 몸 전체를 수분이 많은 젤리 형태의 조직이나 기름으로 채워 외부 압력에 압축되지 않도록 진화했습니다. 또한 세포막의 유동성을 유지하기 위해 불포화 지방산을 다량 보유하며 단백질 구조가 수압에 변형되지 않도록 돕는 트리메틸아민 옥사이드라는 특수 물질을 체내에 축적합니다. 이러한 생물학적 적응 덕분에 뼈는 유연하고 근육은 부드러운 상태를 유지하며 심해의 고압 환경에서도 생존이 가능합니다.

Answer 3

사실 버틴다기 보다는 해당 환경에 적응한 결과입니다.

특히 심해어의 경우 압력에 민감한 공기 주머니인 부레 대신, 압축되지 않는 기름이나 물로 몸을 채워 외부 압력과 내부 압력을 맞춥니다.

또한 뼈는 가볍고 얇으며, 근육은 젤리처럼 부드러워 수압에 의해 부러지거나 으깨지지 않고 유연하게 형태를 유지하고 있고, TMAO라는 물질이 단백질이 수압에 찌그러지지 않게 지탱하고 있어 세포막의 지방 성분이 낮은 온도와 고압에서도 액체 상태를 유지하면서 생명활동에 지장이 생기지 않도록 하는 것이죠.

결국 심해어는 수압을 밀어내는 것이 아니라, 몸 안팎의 압력을 맞춰 압력 자체를 느끼지 않도록 적응하며 진화한 것입니다. 그래서 오히려 수압이 낮은 수면 위로 올라오면 내부 압력이 팽창해 몸이 부풀고 망가지게 되죠.