외골격

외골격(그리스어 έξω, éxo "outer" 및 letκελετ,ke, skelotos "skelton")^[1]은 동물의 몸을 지탱하고 보호하는 외부 골격으로, 예를 들어 인간의 내골격(내골격)과는 대조적이다. 사용에서, 더 큰 종류의 외골격은 "껍질"이라고 알려져 있다. 외골격을 가진 동물의 예로는 메뚜기나 바퀴벌레 같은 곤충과 게나 바닷가재와 같은 갑각류뿐만 아니라 특정 해면의 껍질과 달팽이, 바지락, 엄니껍질, 치톤, 노루 등의 다양한 암각류 집단이 있다. 거북이와 거북이와 같은 몇몇 동물들은 내골격과 외골격을 모두 가지고 있다.

역할

외골격은 보호, 배설, 감지, 지원, 먹이 주기 및 육지 유기체의 방해를 막는 장벽 역할을 포함하여 많은 동물에서 일련의 기능적 역할을 수행하는 단단하고 저항적인 구성 요소를 포함한다. 외골격은 해충과 포식자로부터 방어하고, 지지하며, 근골격의 부착틀을 제공하는 역할을 한다.^[2]

절지동물 외골격은 키틴을 함유하고 있다; 탄산칼슘을 첨가하면 체중을 증가시키는 가격으로 그들을 더 단단하고 강하게 만든다.^[3] 아포뎀으로 알려진 절지동물 외골격의 인그로우는 근육의 부착 부위의 역할을 한다. 이러한 구조물은 키틴으로 구성되어 있으며 척추동물 힘줄의 약 6배, 강성의 2배이다. 힘줄과 비슷하게, 유인원은 특히 메뚜기에게 있어서 점프를 위한 탄성 에너지를 저장하기 위해 늘어날 수 있다.^[4] 탄산칼슘은 연체동물, 브라치오포드, 그리고 몇몇 관을 형성하는 다채벌레의 껍질을 형성한다. 실리카는 미세한 규조류와 방사선에 외골격을 형성한다. 한 종의 연체동물인 비늘발 위스트포드는 황화 철과 피라이트를 사용하기도 한다.

일부 유기체들, 예를 들어, 몇몇 포라미네라 같은 유기체들은 모래와 껍질의 알갱이들을 바깥에 붙여서 골격을 가한다. 일반적인 오해와는 달리, 에치노데름은 외골격을 가지고 있지 않다. 그들의 테스트는 항상 살아있는 조직의 한 층 안에 포함되기 때문이다.

외골격은 여러 번 독립적으로 진화했다; 18개의 선은 석회화된 외골격만 진화했다.^[5] 게다가, 다른 라인들은 일부 포유동물과 같이 외골격과 유사한 강한 외피를 만들어냈다. 이 코팅은 아르마딜로의 뼈와 판골린의 털로 만들어진다. 거북이 같은 파충류나 익룡과 같은 공룡의 갑옷은 뼈로 구성된다. 악어는 뼈로 된 악어와 뿔로 된 비늘을 가지고 있다.

성장

외골격은 단단하기 때문에 성장에 어느 정도 한계가 있다. 껍질이 열린 유기체는 달팽이, 이발관, 다른 연체동물의 경우와 마찬가지로 껍질의 개구부에 새로운 물질을 추가함으로써 자랄 수 있다. 절지동물에서 발견되는 것과 같은 진정한 외골격은 그것이 자라지 않을 때 벗겨져야 한다.^[6] 새로운 외골격은 이전 외골격 아래에 생산된다. 낡은 것이 벗겨지면서 새 뼈대는 부드럽고 매끈매끈하다. 이 동물은 보통 이 기간 동안 꽤 취약하기 때문에 이 기간 동안 굴이나 굴에 머물 것이다.^{[citation needed]} 일단 부분적으로만 설정되면, 그 유기체는 외골격을 확장하려고 하기 위해 몸을 토실토플렉스켈레톤을 확장하려고 할 것이다.^[ambiguous] 그러나 새로운 외골격은 여전히 어느 정도 성장할 수 있다.^{[citation needed]} 도마뱀, 양서류, 그리고 피부를 벗겨낸 많은 다른 동물들과 같은 절지동물의 동물들은 불확실한 재배자들이다.[1] 미확정 재배자인 동물들은 일생 동안 지속적으로 크기가 커지는데, 이 경우 외골격은 항상 교체되기 때문이다. 일단 자라난 외골격을 떨어뜨리지 않으면 동물이 자신의 껍질 안에서 질식할 수 있고, 아성체들이 성숙기에 도달하는 것을 막아 번식하지 못하게 된다. 이것은 아자디라치틴과 같은 몇몇 살충제 뒤에 있는 메커니즘이다.^[7]

고생물학적 의의

외골격은 유기체의 단단한 부분으로서 유기체의 보존을 돕는 데 매우 유용하며, 연한 부분은 보통 화석화되기 전에 썩는다. 예를 들어 광물화된 외골격은 "있는 그대로" 보존될 수 있다. 외골격의 소유는 화석의 두 가지 다른 경로를 허용한다. 예를 들어, 이 단단한 층은 압축에 저항할 수 있으며, 나중에 썩을 수도 있는 골격 아래에 유기체의 곰팡이가 형성될 수 있다.^[8] 또는 버지스 셰일(Burgess Shale)에서처럼 키틴이 미네랄화되거나 내성 ^[9]고분자 케라틴으로 변형되어 부패에 저항하고 회복될 수 있다.

그러나 화석화된 해골에 대한 우리의 의존은 또한 진화에 대한 우리의 이해를 현저하게 제한한다. 연체동물의 껍질처럼 이미 광물화된 유기체의 부분만 보통 보존된다. 그것은 외골격은 종종 근육이 외골격에 부착된 "근육 흉터"를 포함하는데, 이것은 외골격에서만 유기체의 내부 부분의 많은 부분을 재구성할 수 있게 해줄 수 있다.^[8] 가장 큰 제한은 30여 종의 생물들이 살고 있지만, 대부분의 동물 종은 화석이 되기 전에 몸이 부드럽고 부패하기 때문에 이 식물들의 3분의 2는 결코 화석으로 발견되지 않았다는 것이다.^[10]

광물화된 해골은 5억 5천만년 전 캄브리아기 저변 직전 화석 기록에 처음 등장한다. 광물화된 외골격의 진화는 동물생물의 캄브리아기 폭발의 가능한 원동력으로 여겨져 포식 전술과 방어 전술의 다양화를 초래한다. 그러나, 일부 Presambrian (Ediacaran) 유기체는 단단한 외피를^[8] 생산했고, Cloudina와 같은 다른 유기체는 석회화된 외골격을 가지고 있었다.^[11] 어떤 클라우드나 조개껍질들은 보링의 형태로 포식자의 증거를 보여주기도 한다.^[11]

진화

전반적으로, 이 화석 기록은 광물질화된 외골격만을 포함하고 있는데, 이것들은 단연코 가장 내구성이 강하기 때문이다. 외골격의 선은 대부분 나중에 광물화시킨 비미네랄화된 외골격으로부터 시작되었다고 생각되기 때문에, 이것은 각 혈통의 외골격의 초기 진화에 대해 언급하기 어렵게 한다. 그러나 캄브리아기 직전에 실리카, 인산칼슘, 석회석, 아라곤라이트, 심지어 접착제로 만든 광물 조각 등 다양한 재료로 만들어진 외골격은 다양한 환경에서 생겨난 것으로 알려져 있다.^[12] 대부분의 라인은 탄산칼슘의 형태를 채택했다. 탄산칼슘은 처음 광물화되었을 당시 바다에서 안정적이었으며, 이 광물 형태에서 변하지 않았다. 심지어 그것이 덜 유리해졌을 때에도 말이다.^[5]

일부 프레캄브리아(에디아카란) 유기체는 단단하지만 비미네랄화된 외피를 생산했고,^[8] 클라우디나와 같은 다른 유기체는 석회화된 외골격을 가졌지만,^[11] '작은 쉘리 파우나'가 부상하면서 캄브리아기 초까지 광물화된 골격은 흔치 않았다. 캄브리아기의 기초가 된 직후, 이 작은 화석은 다양하고 풍부해진다 – 이 갑작스러운 것은 작은 조개껍질을 보존하는 화학적 조건이 동시에 나타났기 때문에 착각일 수도 있다.^[13] 대부분의 다른 조개 형성 유기체들은 캄브리아기에 나타나는데, 브라이오조아족은 나중에 오르도비아인에게 나타나는 석회화 망울이 유일하다. 갑작스런 조개 껍질의 출현으로 조개 껍질이 침전될 수 있을 정도로 안정적으로 구성되는 칼슘 화합물이 해양 화학의 변화와 연관되어 왔다. 그러나 껍질의 주요 구성비는 광물 성분의 침수가 아닌 껍질의 복합 구조에 필요한 단백질과 다당류를 만드는 데 있기 때문에 충분한 원인이 될 것 같지 않다.^[2] 스켈레톤화 또한 동물들이 포식을 피하기 위해 굴착을 시작했을 때와 거의 정확히 같은 시기에 나타났으며, 가장 초기 외골격 중 하나는 접착제로 만든 광물 조각으로 만들어졌는데, 스켈레톤화 역시 마찬가지로 포식자의 압력이 증가함에 대한 반응이었음을 시사한다.^[12]

해양 화학은 또한 어떤 광물 껍데기로 구성되는지를 통제할 수도 있다. 탄산칼슘은 안정적인 석회암과 전이성 아라곤산이라는 두 가지 형태를 가지고 있는데, 이는 화학적 환경의 합리적인 범위 내에서 안정적이지만 이 범위 밖에서는 급격히 불안정해진다. 바닷물이 칼슘에 비해 마그네슘의 비율이 상대적으로 높을 때는 아라곤이트가 더 안정적이지만 마그네슘 농도가 낮아질수록 안정성이 떨어지기 때문에 녹는 경향이 있어 외골격으로의 편입이 어려워진다.

껍질이 두 가지 형태를 모두 구성하는 연체동물을 제외하고 대부분의 선은 광물의 한 형태만 사용한다. 사용된 형태는 혈통이 처음 석회화된 골격을 진화시켰을 때 해수 화학(따라서 어떤 형태가 더 쉽게 침전되었는지)을 반영하는 것으로 보이며, 그 이후에는 변하지 않는다.^[5] 그러나 석회석 및 아라곤석을 사용하는 선들의 상대적 풍부함은 이후의 해수 화학 작용을 반영하지 않는다 – 바다의 마그네슘/칼슘 비율은 유기체의 성공에 무시할 수 있는 영향을 미치는 것으로 보인다. 대신, 대량의 멸균으로부터 얼마나 잘 회복하는가에 의해 주로 제어된다.^[14] 는 심해 열수 분출공 근처에 살고 있기 위해 최근 discovered[15]현대 gastropod Chrysomallon squamiferum:등 껍질 일부를 초기의 화석의 연체 동물에서 발견된다 aragonite로 만들어져입니다; 하지만 그것은 또한 그것의 발의 옆에 갑옷 접시 가지고 있으며, 이것들은 고대 및 현대의 지역 화학 환경의 영향력을 보여 줍니다.mi이전에는 어떤 메타조안에서도 발견되지 않았지만 환기구에서 많은 양의 성분이 배출되는 황화 철 피라이트와 그리기이트로 자연화되었다.^[2]

참고 항목

• 나선형 - 곤충이 숨을 쉴 수 있는 외골격의 작은 개구부
• 정수골격
• 내골격
• 동력 외골격
• 골격

참조

외부 링크