총배설강
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1. 개요
총배설강은 "하수구"를 의미하는 라틴어 단어에서 유래되었으며, 동물의 배설물, 생식세포, 배설물을 체외로 배출하는 단일 개구부이다. 다양한 동물에서 총배설강의 구조와 기능이 다르며, 조류는 총배설강을 통해 짝짓기를 하고, 일부 거북이는 총배설강 호흡을 한다. 포유류는 발생 과정에서 총배설강을 형성하지만, 대부분의 성체는 항문, 요도, 질이 분리되어 있다.
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| 총배설강 | |
|---|---|
| 개요 | |
| 정의 | 조류, 파충류, 양서류, 단공류에서 보이는 배설, 생식, 배출 기능을 수행하는 후부 소화관의 끝부분 |
| 설명 | 항문과 비뇨생식기의 역할을 겸하는 총배설구는 이러한 동물들의 특징적인 해부학적 구조이다. |
| 기능 | 배설물의 배출, 배우자의 방출 |
| 구조와 기능 | |
| 조류 | 조류는 수정되지 않은 알을 배출하기 위해 총배설강을 사용하며, 수컷은 정자를 암컷의 총배설강으로 전달하여 수정이 이루어진다. |
| 파충류 | 파충류는 총배설강을 통해 배설물과 알을 배출하며, 수컷은 헤미페니스(hemipenes)라는 생식기를 사용하여 암컷의 총배설강에 정자를 전달한다. |
| 양서류 | 양서류는 총배설강을 통해 배설물과 알 또는 새끼를 배출하며, 수컷은 정자를 암컷의 총배설강으로 전달하거나, 암컷이 수정할 수 있도록 땅에 정자를 뿌리기도 한다. |
| 단공류 | 단공류는 알을 낳는 포유류로, 총배설강을 통해 배설물과 알을 배출한다. |
| 기타 | |
| 포유류 | 대부분의 포유류는 총배설강이 없지만, 단공류는 예외이다. |
| 태생 포유류 | 태생 포유류는 완전히 분리된 항문과 비뇨생식관을 가지고 있다. |
| 갑상선 | 갑상선은 총배설강과 연결되어 있지 않다. |
2. 어원
이 단어는 "정화하다"라는 뜻의 라틴어 동사 ''cluo''에서 유래되었으며, 명사 ''cloaca''는 "하수구, 배수구"를 의미한다.[4][5][6]
총배설강은 다양한 동물 종에서 발견되는 기관으로, 소화, 배설, 생식 기관의 출구가 하나로 합쳐진 형태이다. 총배설강을 가진 동물은 배설물(똥이나 오줌), 알, 정자를 같은 구멍으로 체외로 배출한다. 총배설강의 영어 명칭인 cloaca는 "하수도, 암거"를 의미하는 라틴어에서 유래되었다. 총배설강에서 체외로의 개구부를 "총배출구(총배출공)"라고 한다.
3. 다양한 동물의 총배설강
영원이나 도롱뇽과 같은 유미양서류에서 '''전장'''은 콧등(코끝)에서 꼬리 끝까지의 길이를, '''체장'''은 꼬리 부분을 제외한 '''두동장''', 즉 SVL(Snout to Vent Length, 콧등에서 총배출구까지의 길이)을 가리킨다. 개구리류의 체장은 콧등에서 총배출구 또는 꼬리뼈 끝까지의 길이를 말하며, 전자는 주로 고정 표본, 후자는 생체를 다루는 경우에 사용된다.
3. 1. 조류
새는 총배설강을 사용하여 번식하며, 이는 대부분의 새에서 총배설강 키스 중에 발생한다.[7] 이 방법을 사용하여 짝짓기를 하는 새는 총배설강을 서로 접촉하는데, 일부 종에서는 단 몇 초 동안만 접촉하지만, 이는 수컷으로부터 암컷에게 정자가 전달되기에 충분한 시간이다.[8] 고악류와 물새의 경우, 수컷은 번식을 위해 총배설강을 사용하지 않고, 음경을 가지고 있다.[9]
한 연구[10]에서는 냉각을 위해 총배설강을 사용하는 새에 대해 조사했다.[11]
매사냥을 하는 사람들 사이에서, 배설한다는 의미로 "vent"라는 단어가 동사로도 사용된다.
3. 2. 어류
어류 중에서는 진정한 의미의 총배설강은 연골어류(상어와 가오리)와 육기어류에서만 나타난다. 칠성장어와 일부 조기어류에서는 항문이 항상 별도로 열리더라도 총배설강의 일부가 성체에 남아 비뇨관과 생식관을 받는다. 그러나 키메라와 대부분의 경골어류에서는 세 개의 구멍이 완전히 분리되어 있다.[12]
3. 3. 포유류
몇 가지 예외를 제외하고 포유류는 총배설강이 없다. 심지어 총배설강을 가진 유대류에서도 총배설강은 항문과 요도를 위한 별도의 구역으로 부분적으로 나뉘어져 있다.[13]
단공류(알을 낳는 포유류)는 진정한 총배설강을 가지고 있다.[14]
주머니고래류의 경우, 생식관은 항문과 분리되어 있지만, 원래 총배설강의 흔적이 외부에서 남아 있다.[12] 이는 주머니고래(및 단공류)의 특징 중 하나로, 포유류가 진화한 양막류는 총배설강을 가지고 있었고, 초기 포유류 역시 그랬을 것으로 추정된다.
다른 주머니고래와 달리, 주머니두더지는 진정한 총배설강을 가지고 있다.[15]
일부 태반류는 성체가 되어서도 총배설강을 유지하는데, 이들은 아프리카땃쥐목(Afrosoricida) 구성원과 일부 뒤쥐이다.[19][20]
현존하는 가장 원시적인 포유류 그룹인 오리너구리목의 원래 이름인 Monotremata(단공목)는 이 그룹의 동물이 총배설강을 갖는 데서 유래한다.
오리너구리목 외에도 유대상목의 동물, 두더지목(식충목)의 일부 동물, 그리고 쥐목의 비버도 "총배설강"이라고 불리는 기관을 갖지만, 그 구조는 오리너구리목 포유류와는 약간 다르다.
| 오리너구리목 | 유대상목과 일부 두더지목 | |
|---|---|---|
| 모두 총배설강에 개구 | 방광과 자궁은 "총배설강"에 개구, 직장은 분리되어 항문으로 개구 |
일부 두더지목을 제외한 거의 모든 태반 포유류의 암컷은 장의 개구부(항문), 방광으로부터의 개구부(요도구), 자궁의 개구부(질)가 모두 분리되어 있다. 수컷의 경우에는 장의 개구부는 독립되어 있지만, 방광으로부터의 개구부와 정소로부터의 개구부는 요도구에 개구하고 있어 분리되어 있지 않다.
드물게 오리너구리목 이외의 포유류에서도 수컷, 암컷을 가리지 않고(특히 암컷), 파충류 등과 마찬가지로 하나의 구멍에 개구하는 경우가 있다.
3. 3. 1. 인간
대부분의 성체 태반류는 총배설강이 없다. 배아에서 배아 총배설강은 항문의 일부가 되는 후방 부위와 성별에 따라 발달하는 전방 부위로 나뉜다. 수컷의 경우 음경 요도를 형성하고, 암컷의 경우 요도와 질을 받는 외음부 전정 또는 요생식동으로 발달한다.[12][18]인간은 태반류 동물로, 비뇨생식기 발달 동안 별도의 통로로 분리되는 배아 총배설강을 가지고 있다. 그러나 몇 가지 인간 선천성 질환은 지속성 총배설강과 인어 증후군을 포함하여, 총배설강을 가지고 태어나는 결과를 초래한다.
발생 과정에서 포유류도 총배설강이 형성되며, 인간은 태생 4~9주에 존재한다. 태생 9주에 요직장 중격에 의해 요도와 직장·항문으로 분리되지만, 이 분리가 장애되면 총배설강이 유잔된 상태가 된다. 이것은 총배설강 잔존이라고 불리며, 난치병법에 의해 난치병으로 지정되어 있다.
3. 4. 파충류
파충류의 총배설강은 요도, 직장도, 그리고 똥창으로 구성된다.[21][22] 일부 종은 가스 교환을 늘리기 위해 변형된 총배설강을 가지고 있다(파충류 호흡계 및 파충류 번식 참조). 이곳에서 생식 활동이 일어난다.[23]총배설강을 가진 동물은 배설물(똥이나 오줌), 알, 정자를 같은 구멍으로 체외로 배출한다. 총배설강의 영어식 명칭인 cloaca는 "하수도, 암거"를 의미하는 라틴어에서 유래되었다. 총배설강에서 체외로의 개구부를 "총배출구(총배출공)"라고 한다.
일반적으로 거북류 등은 암수를 총배출구의 위치에 따라 구별한다.
4. 총배설강 호흡
일부 거북류, 특히 잠수에 특화된 종들은 잠수하는 동안 총배설강 호흡에 매우 의존한다.[24] 이들은 총배설강에 연결된 한 쌍의 부속 공기 주머니를 가지고 있어 물에서 산소를 흡수할 수 있다.[25]
해삼은 총배설강 호흡을 사용한다. 이를 통해 물이 끊임없이 흘러들어가기 때문에 다양한 물고기, 다모류 벌레, 심지어 게까지 해삼 안에 보호받으며 살면서 이를 이용하도록 특화되었다. 밤에는 이러한 종들 중 많은 수가 먹이를 찾아 해삼의 항문을 통해 나온다.[26]
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総排泄腔遺残（指定難病293）
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難病情報センター
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