비너스 꽃바구니

Venus' flower basket
비너스 꽃바구니
금성의 꽃바구니 무리
과학적 분류 Edit this classification
도메인: 진핵생물
킹덤: 애니멀리아
문: 포리페라
클래스: 헥사티넬리다
순서: 리사키노시다
가족: 유플렉텔리과
속: 유플렉텔라속
종:
E. 아스페르길룸
이항명
유플렉텔라 아스페르길룸
오웬, 1841년

비너스 꽃바구니(Euplectella aspergillum)는 포리페라목에 속하는 유리 스펀지입니다.그것은 태평양의 깊은 바다에서 발견되는, 보통 500미터 이하의 깊이에서 발견되는 해면입니다.다른 해면동물처럼, 그들은 플랑크톤과 해양 눈을 잡기 위해 바닷물을 여과하여 먹습니다.[1]다른 유리 해면동물들과 비슷하게, 그들은 가시의 독특한 격자 구조를 형성하는 실리카로 뼈대를 만듭니다.그 해면동물들은 보통 키가 10cm에서 30cm 사이이고, 그들의 몸은 그들의 상호주의적인 새우 파트너들을 위한 피난처 역할을 합니다.이[2] 신체 구조는[3] 광학적, 기계적 특성이 인공 재료보다 어떤 면에서 더 우수하기 때문에 재료 과학에서 큰 관심사입니다.그들의 번식 습성에 대해서는 거의 알려져 있지 않지만, 그들의 신체 구조의 유동적인 역학이 번식에 영향을 미칠 가능성이 있고, 그들이 헤르마프로디틱일 수도 있다는 가설이 있습니다.[4]

유플렉텔라 아스페르길룸 표본 수집

서식지

금성의 꽃바구니는 필리핀 제도 근처 서태평양에서 발견됩니다.이 속의 다른 종들은 일본 근처와 인도양을 포함한 전 세계의 바다 전역에서 발생합니다.[4]

이 스폰지의 서식지는 해저의 바위 지역에 있으며, 그곳에서 평생 단단한 기질과 연결되어 살고 자랍니다.그것은 바다 표면 아래 100 m에서 1000 m (330 ft에서 3300 ft)까지 발견될 수 있고, 500 m 이상의 깊이에서 가장 흔합니다.[4]좀 더 구체적으로 말하자면, 그들은 향신료의 특성 때문에 부드러운 침전물에 고정되는 경향이 있습니다.

서식지를 형태학과 연결하여, 이 스폰지는 종종 느슨하고 진흙투성이의 퇴적물에서 발견될 수 있는데, 이는 그들이 해저에 뿌리를 내리고 있는 데 도움이 되는 구조를 발달시키게 합니다.[5]

형태학

금성 꽃바구니의 복잡한 격자 마감
수심 2572m의 유플렉텔라 아스페르길룸

몸은 관 모양이고, 곡선을 그리며 바구니처럼 생겼으며, 삼각뿔 모양의 가시로 이루어져 있습니다.신체는 진정한 동통이 아니라 단순히 두정의 틈인 수많은 구멍에 의해 구멍이 뚫립니다.시코노이드 유형의 운하 시스템이 존재하는데, 동소동체가 인크런트 운하와 소통하고, 이 운하는 다시 해면코엘로 개방되고, 관경을 통해 외부로 개방되는 방사상 운하와 소통합니다.

이 동물들의 몸 구조는 큰 중앙 심방이 있는 얇은 벽의 원통형 꽃병 모양의 관입니다.몸체는 전체적으로 6개의 끝이 있는 규산염 형태의 규산염으로 구성되어 있는데, 이것이 그것들이 흔히 유리 스펀지로 알려진 이유입니다.가시는 세 개의 수직 광선으로 구성되어 있으며, 6개의 점을 제공합니다.스파이큘은 스폰지의 조직 내에 있는 미세한 핀 모양의 구조물로 스폰지의 구조적 지지를 제공합니다.그것은 스폰지의 조직 안에 있는 가시 형태의 조합으로 종을 구분하는 데 도움을 줍니다.유리 스폰지의 경우, 스파큘이 함께 "제직"되어 매우 미세한 그물망을 형성하는데, 이것은 스폰지의 몸에 다른 스폰지 종에서 볼 수 없는 강성을 주고, 유리 스폰지가 물기둥의 깊은 곳에서 생존할 수 있도록 해줍니다.

이 스폰지는 플랑크톤을 유인하기 위해 생물 발광을 이용하는 것으로 추측됩니다.[6]그것의 격자 모양은 또한 땅에 뿌리를 내린 채로 새우와 같은 동물들을 수용할 수 있게 해줍니다.

그들의 독특한 골격 모티프는 스폰지에 의해 경험되는 힘을 줄이는 것과 선택적인 필터 공급과 성적 생식을 촉진하는 신체 공동 내부의 일관성 있는 소용돌이 운동을 촉진하는 데 모두 중요한 유체 역학 효과를 가진 것으로 밝혀졌습니다.[7]이탈리아 연구자들이 수행한 연구에서 금성의 꽃바구니의 3차원 모델은 격자 안팎의 물 분자의 흐름을 시뮬레이션하기 위해 사용되었습니다.연구원들은 스폰지의 힘을 줄이는 동시에 스폰지 내부에서 작은 소용돌이를 만들어 정자와 알이 섞이는 것을 용이하게 한다는 것을 발견했습니다. 추가적으로, 격자 안에 사는 새우에게 먹이를 더 효율적으로 주는 것입니다.[7]

E. 아스페르길룸은 6개의 이빨을 가진 앵커레이트 바살리아와 디액틴을 가지고 있는 것이 다릅니다.[8]

이들 스폰지의 골격에는 다른 생체 물질 중에서도 실리카 나노 입자도 포함되어 있습니다.[5]

생식

서론에서 말했듯이, 번식에 대해서는 알려진 것이 거의 없습니다.정자는 결합 조직 내의 E. 아스페르길룸의 한 샘플에서 발견되었고, 매우 미세하고 실과 같은 부속 기관 내의 응집된 클러스터로 묘사되었습니다.[9]이것은 그 종이 헤르마프로디틱하다는 생각에 기여할 것입니다.이 해면동물들이 무정형인 동안, 정자는 전류에 의해 운반될 수 있고 다른 유기체가 보유한 난자는 수정될 수 있습니다.[10]또한 이 종은 "내부 재순환 패턴"의 발생으로 추론할 수 있는 성적인 생식을 한다고 제안됩니다.[11]

레드 쉬림프는 유리 스펀지에 가려진 모습을 볼 수 있습니다.

상호주의적 관계

그 스폰지들은 보통 크기 때문에 스폰지의 격자를 빠져나올 수 없는 유리 스폰지 새우를 수용하는 것으로 종종 발견됩니다.결과적으로, 그들은 새우가 죽을 때까지 그 해면과 상호주의적인 관계를 수행하는 이러한 해면과 그 주변에서 삽니다.새우는 스폰지가 제공하는 은신처에서 살고 짝짓기를 하며, 그 대가로 스폰지 내부를 청소하기도 합니다.이것이 이 스폰지의 해골을 결혼 선물로 증정하는 일본에서 이 스폰지를 영원한 사랑의 상징으로 채택하는 데 영향을 미쳤을 수 있습니다.[12][13][6][14]

생태학

이 해면동물의 생태에 대해서는 알려진 바가 별로 없지만, 헥사티넬리드 해면동물과 같은 부류에 대해서는 더 많은 연구가 이루어졌습니다.태평양의 헥사티넬리드는 해저에 암초를 형성하는데, 현재 많은 것들이 멸종되었지만 쥐라기에 번성했습니다.그들이 생태학적으로 수행하는 역할은 그들의 환경 내에서 탄소를 생산하는 심해에서 플랑크톤을 먹는 것과 연결될 수 있습니다.[15]이 외에도, 그들은 이전 섹션에서 언급한 새우를 포함하여 해저에 사는 많은 동물들을 수용할 수 있습니다.

생태계 역할/기타 사실

다양한 유리 스폰지로 수행된 연구에서 비너스의 꽃바구니는 접근이 불가능하기 때문에 더 이상의 정보를 추출하는 것이 어렵다고 지적되었습니다.그러나, 알칼리와 접촉했을 때, 이 해면들은 높은 저항성을 보였고, 이것은 연구자들로 하여금 그들이 잠재적으로 키틴과 같은 생물 물질을 함유하고 있고, 이것은 이 종의 구조적인 구성 요소가 될 수 있다고 믿게 만들었습니다.이 연구는 E. 아스페르길룸과 유사한 종들이 가치 있는 생체 재료를 포함하는 천연 복합물인 한, 그것들은 생명 의학과 미래 생명 공학에서 중요할 수 있다는 것을 암시합니다.[5]

의인화된 응용 프로그램

유플렉텔라 아스페르길룸의 규산염 광물

사람의 머리카락만큼 가늘고 5-20 센티미터 (2-8인치) 길이의 스펀지를 해저에 부착시키는 유리질 섬유는 광섬유 연구자들의 관심 대상입니다.[2][16]해면은 바닷물에서 규산을 추출해 규산으로 바꾼 뒤 유리섬유로 정교한 뼈대를 만듭니다.오렌지 퍼프볼 스폰지와 같은 다른 스폰지들도 생물학적으로 유리를 만들 수 있습니다.현재 광섬유 제조 공정은 고온을 필요로 하며, 취약한 섬유를 생산합니다.스폰지에서 영감을 받아 이러한 섬유를 생성하고 배열하는 저온 공정은 섬유의 광학 특성을 더 잘 제어할 수 있습니다.이러한 나노 구조물은 또한 보다 효율적이고 저렴한 태양 전지를 만드는데 잠재적으로 유용합니다.또한, 그 골격 구조는 공학적 응용에 사용되는 다른 대각선으로 강화된 정사각형 격자보다 더 높은 무게 대비 강도를 갖는 새로운 유형의 구조 격자를 만들어 냈습니다.[6][17]

이러한 스펀지 골격은 복잡한 기하학적 구조를 가지고 있으며, 이는 강성, 항복 강도 및 최소 균열 전파로 광범위하게 연구되어 왔습니다.길이, 유효 두께, 반경은 같으나 균질하게 분포된 알루미늄 튜브([18]알루미늄과 유리의 탄성 계수가 유사)의 강성은 100분의 1입니다.

이러한 주목할 만한 구조적 특성 외에도, Falcuci et al. 은 그들의 독특한 골격 모티프가 스폰지에 의해 경험되는 항력을 감소시키는 것과 선택적 필터 공급 및 성적 생식을 촉진하는 것 모두에 중요한 유체-역학적 효과를 제공한다는 것을 발견했습니다.[7][11]

건축의 생체 모방에 관한 라오의 연구는 비너스의 플라워 바스켓 구조에서 얻은 건축적 영감을 설명합니다. 특히 런던의 거킨 타워에 대한 노먼 포스터의 디자인과 관련하여 말입니다.[19]

참고문헌

  1. ^ "Are glass sponges made of glass? : Ocean Exploration Facts: NOAA Office of Ocean Exploration and Research". oceanexplorer.noaa.gov. Retrieved 2022-04-11.
  2. ^ a b Keable, Stephen (4 April 2022). "Deepsea Glass Sponge". Australian Museum.
  3. ^ "Secrets of the Venus' Flower Basket" (PDF).
  4. ^ a b c Soares, Beau McKenzie. "Euplectella aspergillum". Animal Diversity Web.
  5. ^ a b c Ehrlich, Hermann (2007). "Sponges as Natural Composites: from biomimetic potential to development of new biomaterials". Porifera Research: Biodiversity, Innovation, and Sustainability.
  6. ^ a b c Renken, Elena (2021-01-11). "The Curious Strength of a Sea Sponge's Glass Skeleton". Quanta Magazine. Retrieved 2022-04-11.
  7. ^ a b c Falcucci, Giacomo; Amati, Giorgio; Fanelli, Pierluigi; Krastev, Vesselin K.; Polverino, Giovanni; Porfiri, Maurizio; Succi, Sauro (21 July 2021). "Extreme flow simulations reveal skeletal adaptations of deep-sea sponges". Nature. 595 (7868): 537–541. arXiv:2305.10901. doi:10.1038/s41586-021-03658-1. ISSN 1476-4687. PMID 34290424. S2CID 236176161.
  8. ^ Leys, S. P.; Mackie, G. O.; Reiswig, H. M. (2007-01-01), The Biology of Glass Sponges, Advances in Marine Biology, vol. 52, Academic Press, pp. 1–145, doi:10.1016/s0065-2881(06)52001-2, ISBN 9780123737182, PMID 17298890, retrieved 2022-12-05
  9. ^ Schulze, Franz Eilhard (1880). "XXIV.— On the Structure and Arrangement of the Soft Parts in Euplectella aspergillum". Transactions of the Royal Society of Edinburgh. 29 (2): 661–673. doi:10.1017/S0080456800026181. ISSN 0080-4568. S2CID 88186210.
  10. ^ W., R. B.; Bayer, F. M.; Owre, H. B. (April 1968). "The Free-Living Lower Invertebrates". Transactions of the American Microscopical Society. 87 (2): 273. doi:10.2307/3224459. JSTOR 3224459.
  11. ^ a b Falcucci, Giacomo; Amati, Giorgio; Fanelli, Pierluigi; Krastev, Vesselin K.; Polverino, Giovanni; Porfiri, Maurizio; Succi, Sauro (2021-07-22). "Extreme flow simulations reveal skeletal adaptations of deep-sea sponges". Nature. 595 (7868): 537–541. arXiv:2305.10901. doi:10.1038/s41586-021-03658-1. ISSN 0028-0836. PMID 34290424. S2CID 236176161.
  12. ^ "A deep-sea love story". Schmidt Ocean Institute. Retrieved 2022-04-11.
  13. ^ "Critter of the Week : the venus flower baskets Euplectellidae". NIWA. 2014-11-06. Retrieved 2022-04-11.
  14. ^ Schoepf, Verena; Ross, Claire. "A deep-sea love story". Schmidt Ocean Institute.
  15. ^ Chu, Jwf; Leys, Sp (2010-11-04). "High resolution mapping of community structure in three glass sponge reefs (Porifera, Hexactinellida)". Marine Ecology Progress Series. 417: 97–113. doi:10.3354/meps08794. ISSN 0171-8630.
  16. ^ 맥콜, 윌리엄 (2003년 8월 20일)"유리 스펀지는 사람이 만든 것보다 더 좋은 광섬유를 가지고 있습니다."
  17. ^ Fernandes, Matheus C.; Aizenberg, Joanna; Weaver, James C.; Bertoldi, Katia (21 September 2020). "Mechanically robust lattices inspired by deep-sea glass sponges". Nature Materials. 20 (2): 237–241. doi:10.1038/s41563-020-0798-1. ISSN 1476-4660. PMID 32958878. S2CID 221824575.
  18. ^ "What Nature Teaches Us About Working Under Pressure - ZBglobal". www.zbglobal.com. Retrieved 2022-04-11.
  19. ^ Rao, Rajshekhar (2014). "Biomimicry in Architecture" (PDF). International Journal of Advanced Research in Civil, Structural, Environmental and Infrastructure Engineering and Developing. 1: 101–107 – via ISRJournals and Publications.

외부 링크