수영방광

Swim bladder
"공기 방광"은 여기서 리디렉션됩니다.특수 효과 기법은 공기 방광 효과를 참조하십시오.
이 기사는 많은 어종에서 발견되는 장기에 관한 것이다.수학적 모양은 물고기 방광을 참조하십시오.
물때가 낀 방광
황량한 방광의 내부 위치
S: 앞, S': 기낭의 뒷부분
: : ssophagus, l : 기낭의 공기 통로

수영 방광, 가스 방광, 어류 모 또는 공기 방광은 많은 경골 어류(연골 어류가[1] 아닌)가 부력을 조절하고,[2] 따라서 수영에 에너지를 소비하지 않고 현재의 수심까지 머무르는 데 기여하는 내부 기관입니다.또한 물방광의 등쪽 위치는 질량 중심이 부피 중심보다 낮다는 것을 의미하므로 안정제 역할을 할 수 있다.또한, 수영 방광은 소리를 내거나 수신하는 공명 챔버 역할을 합니다.

수영 방광은 진화적으로 폐와 상동성이 있다.찰스 다윈은 [3]'종의 기원'에서 이것에 대해 언급했다.다윈은 공기를 마시는 척추동물의 폐가 보다 원시적인 방광에서 유래했다고 추론했다.

태아 단계에서, 레드립 [4]블레니 같은 몇몇 종들은 다시 방광을 잃었는데, 대부분 날씨 물고기와 같은 하층 거주자들이었다.오파나 팜프레트 같은 다른 물고기들은 헤엄을 칠 때 가슴 지느러미를 사용하고 수평 자세를 유지하기 위해 머리의 무게를 조절합니다.보통 바닥에 사는 바다새들은 수영하는 동안 가슴 지느러미를 이용하여 양력을 낼 수 있습니다.

수영 방광의 가스/조직 계면은 강한 소리의 반사를 생성하며, 이는 물고기를 찾기 위한 음파 탐지 장비에 사용됩니다.

상어나 가오리와 같은 연골어류에는 수영용 방광이 없다.그들 중 일부는 수영만으로 깊이를 조절할 수 있다(다이나믹 리프트를 사용). 다른 것들은 깊이에 따라 변하지 않는 중성 또는 거의 중성 부력을 생성하기 위해 바닷물보다 밀도가 낮은 지방이나 기름을 저장한다.

구조 및 기능

가시가 많은 물고기에서 방광을 헤엄치다
역류 교환을 사용하여 가스가 수영 방광에 주입되는 방법.

수영 방광은 보통 물고기의 등 부분에 위치한 두 개의 가스로 채워진 주머니로 구성되어 있지만, 몇몇 원시 종에서는 주머니가 하나뿐입니다.주변 압력에 따라 수축 또는 팽창하는 유연한 벽이 있습니다.방광의 벽은 혈관이 거의 없고 구아닌 결정으로 둘러싸여 있어 가스에 침투하지 못한다.가스 글랜드 또는 타원형 창을 사용하여 가스 가압 기관을 조정함으로써 물고기는 중성 부력을 얻고 넓은 범위까지 오르내릴 수 있다.등쪽 위치 때문에 물고기의 측면 안정감을 준다.

물리적인 수영 방광에서, 물고기가 "꿀꺽" 공기를 통해 수영 방광을 채울 수 있도록 수영 방광과 내장, 공기 덕트 사이의 연결이 유지됩니다.과도한 가스는 유사한 방법으로 제거할 수 있습니다.

더 파생된 종류의 물고기(피소클리스티)에서는 소화기관과의 연결이 끊어집니다.초기 생활 단계에서, 이 물고기들은 그들의 수영 방광을 채우기 위해 수면으로 올라야 합니다; 나중에, 공기 덕트는 사라지고, 가스샘은 그것의 부피를 증가시키고 부력을 증가시키기 위해 방광에 가스를 도입해야 합니다.이 과정은 가스샘이 젖산을 배출하고 이산화탄소를 발생시킬 때 리테 미라빌에서 혈액의 산성화로 시작됩니다. 이산화탄소는 중탄산 완충 시스템을 통해 혈액을 산성화합니다.그 결과로 생긴 산도는 혈액의 헤모글로빈의 산소를 잃게 하고 그 후 부분적으로 수영 방광으로 확산시킵니다.체내에 돌아오기 전에 혈액은 리테 기라빌로 재진입하고, 그 결과 가스선에서 생성된 이산화탄소와 산소는 거의 모두 역류 증배 루프를 통해 가스선에 공급되는 동맥으로 확산된다.따라서 매우 높은 산소 압력을 얻을 수 있는데, 이는 심지어 뱀장어와 같은 심해 물고기의 수영 방광에 가스가 있다는 것을 설명할 수 있으며, 수백 [5]개의 압력을 필요로 합니다.다른 곳에서는, '오발 창'으로 알려진 유사한 구조에서, 방광이 혈액과 접촉하고 산소가 다시 확산될 수 있다.산소와 함께, 다른 가스는 다른 가스의 고압을 설명하는 수영 방광에서 염분된다[clarification needed].[6]

방광 내 가스의 조합은 다양하다.얕은 바다 물고기의 경우, 그 비율은 대기와 거의 비슷하지만, 깊은 바다 물고기의 산소 비율은 더 높은 경향이 있습니다.예를 들어, 뱀장어는 수영 방광에서 산소 75.1%, 질소 20.5%, 이산화탄소 3.1%, 아르곤 0.4%를 함유하고 있는 것으로 관찰되었습니다.

피소클리스트 수영 방광은 방광이 터질 것 같은 빠른 상승을 금지한다는 한 가지 중요한 단점이 있습니다.비록 이것이 재침수의 과정을 복잡하게 만들지만, 물리돔은 가스를 배출할 수 있다.

일부 종, 주로 민물고기(일반 잉어, 메기, 보우핀)의 방광은 물고기의 내이와 상호 연결되어 있습니다.그것들은 베버 기구의 베버 소골이라고 불리는 네 개의 뼈로 연결되어 있다.이 뼈들은 소낭과 라게나로 진동을 전달할 수 있다.물고기의 신체 조직 밀도에 비해 밀도가 낮기 때문에 소리와 진동을 감지하는 데 적합합니다.이것은 소리 [7]감지 능력을 증가시킨다.수영 방광은 소리의 압력을 방출하여 민감도를 높이고 청력을 확장시킬 수 있습니다.Antimora와 같은 몇몇 심해어에서는, 내이가 [8]음압으로부터 감각을 받기 위해, 수영 방광은 소낭의 황반과 연결되어 있을 수도 있습니다.붉은배 피라냐에서, 수영낭은 공명기로서 소리 생성에 중요한 역할을 할 수 있다.피라냐에 의해 만들어진 소리는 음파 근육의 빠른 수축에 의해 생성되며 수영낭과 [9]관련이 있다.

텔레오스트는 절대 [10]깊이를 결정하는 데 사용될 수 있는 절대 정수압의 감각이 결여된 것으로 생각됩니다.그러나, 텔레오스트들은 수영-담낭 [11]부피의 변화 속도를 감지함으로써 그들의 깊이를 결정할 수 있다고 제안되었다.

진화

서아프리카산 폐어는 헤엄치는 방광과 같은 폐를 가지고 있다

물고기의 방광에 대한 삽화는...원래 하나의 목적, 즉 부도를 위해 만들어진 기관이 크게 다른 목적, 즉 호흡의 목적으로 전환될 수 있다는 매우 중요한 사실을 우리에게 분명히 보여준다.수영 방광은 또한 특정 물고기의 청각 기관의 부속물로서 작용해 왔다.모든 생리학자들은 수영낭이 고등 척추 동물의 폐와 상동성이거나 위치나 구조가 "이상적으로 유사하다"는 것을 인정한다: 그러므로 수영낭이 실제로 폐 또는 호흡만을 위해 사용되는 기관으로 바뀌었다는 것에 의심의 여지가 없다.이 견해에 따르면 진정한 폐를 가진 모든 척추동물은 부유 장치 또는 수영 방광을 갖춘 고대 미지의 원형으로부터 일반 세대를 거쳐 온 것으로 추정될 수 있다.

Charles Darwin, 1859[3]

수영 방광은 진화적으로 폐와 밀접한 관련이 있다(즉, 상동성).전통적인 지혜는 산소가 부족한 환경에서 유기체가 공기를 삼킬 수 있게 해주는 내장에 연결된 첫 번째 폐, 단순한 주머니가 오늘날의 육생 척추동물과 몇몇 물고기들의 폐로, 그리고 가오리 물고기의 헤엄치는 방광으로 진화했다는 것을 오랫동안 믿어왔다.1997년, 파머는 폐가 심장에 산소를 공급하기 위해 진화했다고 제안했다.물고기의 혈액은 아가미에서 골격근으로 순환하고, 그 다음에야 심장으로 순환한다.격렬한 운동 중에 혈액 속의 산소는 혈액이 심장에 도달하기 전에 골격근에 의해 사용된다.원시 폐는 심장 분로를 통해 심장에 산소화된 혈액을 공급함으로써 이점을 제공했다.이 이론은 화석 기록, 현존하는 공기 호흡 물고기의 생태, 현존하는 [12]물고기의 생리학에 의해 강력하게 뒷받침된다.태생 발달에서, 폐와 수영 방광은 모두 내장의 아웃포켓에서 비롯됩니다; 수영 방광의 경우, 이 내장에 대한 연결은 더 "원시적인" 광지느러미 물고기에서 공압 덕트로 계속 존재하며, 더 파생된 텔레오스트 명령 중 일부에서 손실됩니다.폐와 방광을 모두 가진 동물은 없다.

연골어류(상어와 가오리 등)는 약 4억 2천만 년 전에 다른 물고기와 갈라졌고, 폐와 수영 방광 모두 부족하여,[12] 이러한 구조들이 갈라진 후에 진화했음을 암시합니다.이에 대응하여, 이 물고기들은 또한 수영 방광의 부족으로 필요한 양력을 제공하는 이질적이고 단단한 날개 모양의 가슴 지느러미를 가지고 있다.수영 방광을 가진 텔레오스트 피쉬는 중성 부력을 가지고 있기 때문에 이 [13]양력이 필요하지 않습니다.

음파 탐지 반사율

물고기의 방광은 적절한 주파수의 소리를 강하게 반사할 수 있다.주파수가 수영 방광의 부피 공명에 맞춰져 있으면 강한 반사가 발생합니다.이것은 물고기의 많은 특성, 특히 수영 방광의 부피를 알고 계산될 수 있지만, 잘 받아들여지고 있는 방법은 수영 방광의 반지름이 약 [15]5cm 미만인 가스 함유 동물성 플랑크톤에 대한 보정 계수를 필요로 한다.이는 음파 산란을 사용하여 상업 및 환경적으로 중요한 어종의 바이오매스를 추정하기 때문에 중요하다.

심층 산란층

주요 기사:심층 산란층
대부분의 메조필러 물고기는 밤에 수영블래더를 이용해 올라오는 작은 필터 피더입니다.영양지대의 영양분이 풍부한 물에서 먹이를 먹습니다.낮 동안, 그들은 어둡고, 춥고, 산소가 부족한 메소필라직의 물로 돌아가 포식자들로부터 비교적 안전합니다.랜턴 피쉬는 전체 심해어 바이오매스의 65%를 차지하며 세계 해양의 깊은 산란층에 큰 책임이 있다.

제2차 세계대전 중 새롭게 개발된 수중 음파 탐지 기술을 사용한 수중 음파 탐지기는 낮에는 수심 300~500m, 밤에는 수심이 낮은 것처럼 보이는 것에 당황했다.이것은 수중 음파 탐지기를 반사하는 수영블래더를 가진 수백만 마리의 해양 유기체들, 특히 작은 메소펠라 물고기들 때문인 것으로 밝혀졌습니다.이 유기체들은 플랑크톤을 먹기 위해 해질녘에 얕은 물로 이동한다.달이 뜨면 층이 더 깊어지고 구름이 [16]달을 가릴 때 더 얕아질 수 있다.

대부분의 중엽성 물고기는 매일 수직 이동을 하고, 밤에 표층부로 이동하며, 종종 비슷한 동물성 플랑크톤의 이동을 따라가고,[17][18] 낮에는 안전을 위해 깊은 곳으로 돌아옵니다.이러한 수직 이동은 종종 큰 수직 거리에 걸쳐 발생하며, 수영 방광의 도움을 받아 수행됩니다.물고기가 위로 올라가고 싶을 때 수영 방광은 부풀어오르고, 중풍 영역의 고압을 고려하면, 이것은 상당한 에너지를 필요로 한다.물고기가 상승할 때, 수영낭의 압력을 조절하여 터지지 않도록 해야 한다.물고기가 깊은 곳으로 돌아가고 싶을 때, 수영낭은 바람이 [19]빠진다.일부 메소펠라 물고기는 온도가 10~20°C 사이에서 변화하는 열전선을 통해 매일 이동하므로 온도 변화에 상당한 내성을 보인다.

심해저인망으로 채집한 결과 등어류는 전체 심해어 [20]생물량의 65%를 차지한다.사실, 등어는 모든 척추동물 중에서 가장 널리 분포하고, 인구가 많고, 다양하며, 더 큰 유기체의 먹잇감으로 중요한 생태학적 역할을 한다.랜턴피쉬의 전 세계 바이오매스 추정치는 5억 5천 - 6억 6천만 톤으로, 연간 세계 어업 어획량의 몇 배에 달한다.랜턴 피쉬는 또한 세계 해양의 깊은 산란층에 책임이 있는 바이오매스의 대부분을 차지한다.수중 음파탐지기는 수백만 마리의 연등어 수영 방광에 반사되어 가짜 [21]바닥처럼 보입니다.

인간의 용도

어떤 아시아 문화권에서는, 어떤 큰 물고기의 수영 방광은 음식 별미로 여겨집니다.중국에서는 생선 모, 膠/[22]鱼로 알려져 있으며, 수프나 스튜로 제공됩니다.

세상에서 가장 작은 돌고래 종인 바키타가 멸종 위기에 처한 배경에는 사라져가는 얼룩말의 자만심이 자리잡고 있다.멕시코의 캘리포니아만에서만 발견되었던, 한때 수많은 바키타가 현재 심각한 [23]멸종 위기에 처해 있습니다.바키타는 토토아바(세계에서 가장 큰 북어)를 잡기 위해 자망에[24] 걸려 죽는다.토토아바는 kg당 1만달러에 팔릴 수 있는 마우 때문에 멸종 위기에 처했다.

수영 방광은 식품 산업에서도 콜라겐의 공급원으로 사용되고 있습니다.그것들은 강한 방수 접착제로 만들 수도 있고 맥주의 [25]정화를 위해 아이싱글래스를 만드는 데 사용될 수도 있다.예전에는 [26]콘돔을 만드는 데 사용되었다.

수영 방광병

수영성 방광 질환은 관상어의 흔한 질병이다.수영 방광 장애가 있는 물고기는 코를 꼬리 위로 띄울 수도 있고,[27] 수조 꼭대기로 띄우거나 수조 바닥으로 가라앉을 수도 있습니다.

부상의 위험

말뚝 박기나 지진파 같은 많은 인공적인 활동은 가스 방광을 가진 물고기에 일정량의 피해를 입히는 고강도 음파를 발생시킬 수 있다.피소톰은 다른 중요한 장기에 내상을 일으킬 수 있는 가스 방광의 긴장을 줄이기 위해 공기를 방출할 수 있는 반면, 피소클리스티는 공기를 충분히 빨리 배출하지 못해 큰 부상을 [28]피하는 것이 더 어렵습니다.흔히 볼 수 있는 부상 중 일부는 가스 방광 파열과 신장 출혈을 포함한다.이것들은 대부분 물고기의 전반적인 건강에 영향을 미치며 그들의 [28]폐사율에는 영향을 미치지 않는다.조사자들은 전자파 진동기가 있는 스테인리스강 파동관인 고강도 제어 임피던스 유체 충전식(HICI-FT)을 사용했다.수생 원장의 평면파 음향 조건에서 [29][30]고에너지 음파를 시뮬레이션한다.

다른 유기체의 유사한 구조

사이포노포어는 특별한 방광을 가지고 있는데, 이것은 해파리 같은 군락이 수면을 따라 떠다니는 반면 촉수는 아래로 흐르게 합니다.이 기관은 [31]물고기의 기관과 관련이 없다.

갤러리

레퍼런스

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기타 참고 자료

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