심해 물고기는 어떤 이유로 깊은 물속에서도 살 수 잇는 것일까여?

Question

심해로 가면 압박감이 장난 아니라고 들엇던 거 가튼데여,

심해 물고기는 그럼에도 그 깊은 곳에서 덩치가 아주큰것도 아닌데 잘 버티고 살아가던데여,

심해 물고기가 깊은 곳에서 살아갈 수 잇는 이유가 무엇인지 알고 시퍼여?

Answer 1

안녕하세요. 임형준 수의사입니다.

심해 물고기가 높은 수압을 견디는 핵심은 몸속에 압축되기 쉬운 공기 공간이 거의 없기 떄문입니다. 몸 대부분의 물과 조직으로 이루어져 안팎의 압력이 비슷해집니다. 또 세포막과 단백질도 높은 안력에서도 정상 작동 하도록 적응했습니다. 그래서 작은 몸이어도 깊은 바다에서 살 수 있는 것입니다.

Answer 2

안녕하세요. 심해는 수압이 매우 높기 때문에 사람이 아무런 보호 없이 내려간다면 심각한 문제가 생깁니다. 그런데 심해 물고기는 몸이 그 높은 수압을 견디도록 진화했기 때문에 깊은 곳에서도 살아갈 수 있는데요, 이때 중요한 것은 몸 전체의 구조와 세포 수준의 생화학이 심해 환경에 맞춰져 있다는 것입니다.

물은 깊어질수록 위에 있는 물의 무게 때문에 압력이 증가하는데요,대략 수심 10m마다 약 1기압씩 증가하므로, 수심 1,000m에서는 약 100기압, 4,000m에서는 약 400기압에 해당하는 압력을 받습니다. 하지만 여기서 재미있는 점이 있습니다. 심해 물고기가 사람처럼 압력에 의해 눌려서 찌그러지는 것은 아니며, 물고기 몸의 대부분이 물로 이루어져 있기 때문입니다. 물은 압축이 매우 어렵기 때문에 높은 수압을 받아도 몸의 수분 조직 자체의 부피가 크게 줄어들지 않습니다. 오히려 심해 생물에게 문제가 되는 것은 몸속에 있는 기체가 압축되는 것과 압력 때문에 단백질과 세포막 등의 생화학적 기능이 달라지는 것입니다. 예를 들어 사람의 폐처럼 공기로 채워진 공간은 수압의 영향을 크게 받습니다. 반면 심해 물고기는 이런 큰 공기 공간을 최소화하는 방향으로 적응해 있습니다. 대표적인 것이 부레인데요, 많은 얕은 물고기는 부레에 기체를 넣어 부력을 조절합니다. 그런데 깊은 곳으로 내려가면 부레 속 기체가 강하게 압축됩니다. 따라서 심해에서 사는 물고기 중에는 부레가 없거나, 부레의 구조와 기능이 심해 환경에 맞게 변형된 경우가 많습니다. 대신 몸의 밀도를 낮추거나 지느러미와 몸의 형태를 이용해 부력을 조절합니다. 게다가 세포와 단백질의 압력 적응이 중요합니다. 높은 압력은 단백질의 구조와 효소의 작용, 세포막의 물리적 성질에 영향을 줄 수 있습니다. 그래서 심해 생물은 단백질이 높은 압력에서도 정상적으로 기능하도록 분자 수준에서 적응해 있으며, 특히 일부 심해 어류는 트리메틸아민 산화물이라는 물질을 체내에 많이 축적합니다. TMAO는 높은 압력에서 단백질 구조가 불안정해지는 것을 완화하는 데 도움을 주는 것으로 알려져 있습니다. 일반적으로 깊은 곳에 사는 생물일수록 이러한 압력 적응 물질의 농도가 높아지는 경향이 있습니다. 감사합니다.

Answer 3

가장 주된 이유는 몸 안과 밖의 압력을 맞추고, 수압에 맞춰 신체 구조를 적응 시켰기 때문입니다.

먼저 몸 안의 압력을 외부 수압과 동일하게 맞춰 찌그러 지지 않도록 합니다. 쉽게 압축되는 부레 같은 공기주머니 대신 눌리지 않는 지방으로 몸을 채우는 것이죠. 또한 몸 대부분이 수분이라 외부에서 강력한 수압이 가해져도 변형되지 않습니다.

그리고 뼈에 칼슘이 적고 구멍이 많아 부러지지 않고 수압을 흡수하며 단단한 비늘 대신 젤라틴질 성분의 피부로 충격을 흘려보냅니다.

그리고 세포 속에 '트리메틸아민 옥사이드'를 축적해 단백질 변형을 막고, 포화지방산이 풍부하여 차갑고 압력이 높은 곳에서도 세포막이 굳지 않습니다.

결국 심해어는 수압을 버티는 것이 아니라, 높은 수압에 순응하고 몸을 맞춰 환경에 적응한 것입니다