스토미아스과
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1. 개요
스토미아스과는 전 세계 대양에서 발견되는 심해어류로, 생물 발광 능력을 통해 먹이를 유인하고 소통한다. 이들은 수천 미터 깊이의 심해저대까지 다양한 수심에서 서식하며, 일부 종은 일주기 수직 이동을 한다. 스토미아스과는 발광기를 통해 빛을 생성하며, 턱의 형태와 이빨, 감각 기관 등이 심해 환경에 적응되어 있다. 특히, 턱은 큰 먹이를 사냥하는 데 적합하도록 발달했으며, 일부 종은 붉은색 생물 발광을 감지하고 생성하는 능력을 갖추고 있다. 또한, 자웅이체이며, 암컷이 수컷보다 크다.
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바이퍼피시는 쇠고기이빨고기라고도 불리는 심해 어류로, 발광기를 통해 빛을 내며 전 세계 열대 및 온대 해역의 깊은 바다에 서식하고 튀어나온 아래턱과 날카로운 송곳니를 가진 자웅이체이다. - 스토미아스과 - 이디아칸투스 아틀란티쿠스
이디아칸투스 아틀란티쿠스는 전 세계 열대 및 아열대 해역에 서식하는 멜라노케투스과의 심해어로, 암컷과 수컷 간의 현저한 외형 차이와 암컷의 날카로운 이빨 및 발광 기관이 특징이며, 심해 생태계 및 생물학적 적응 연구에 중요한 가치를 지닌다.
| 스토미아스과 - [생물]에 관한 문서 | |
|---|---|
| 기본 정보 | |
![''[[Photostomias goodyeari]]''](https://cdn.onul.works/wiki/noimage.png) | |
| 학문적 분류 | 계: 동물계 문: 척삭동물문 강: 조기어류강 목: 앨퉁이목 |
| 과(科) 정보 | |
| 과 | 스토미아스과 (Stomiidae) |
| 속 | Aristostomias (광택 있는 느슨한턱) Astronesthes Bathophilus Bathysphaera Borostomias Chauliodus Chirostomias Echiostoma Eupogonesthes Eustomias Flagellostomias Grammatostomias Heterophotus Idiacanthus Leptostomias Malacosteus Melanostomias Neonesthes Odontostomias Opostomias Pachystomias Photonectes Photostomias Rhadinesthes Stomias Tactostoma Thysanactis Trigonolampa |
2. 서식지 및 분포
스토미아스과는 전 세계 모든 대양에서 발견된다.[2] 수면에서부터 심해저대의 수천 미터 깊이에 이르기까지 다양한 수심에서 서식하며, 이는 물의 이상적인 먹이 섭취와 번식 조건에 따라 달라진다.[2] 스토미아스과 내의 특정 종이 이동 행동을 보인다는 증거도 있다.[2] 어떤 지역의 온도, 염분, 산소, 형광 프로필은 일부 종(예: 슬론의 바이퍼피쉬 ''Chauliodus sloani'')의 선호 서식지가 일주기 수직 이동(DVM)으로 인해 밤낮으로 변하는 데 영향을 미칠 수 있다.[2]
스토미아스과는 심해어 중 하나로, 생물 발광이라는 화학적 과정을 통해 자체적으로 빛을 생성할 수 있다.[4] 발광기라고 하는 특수한 기관이 이 빛을 생성하는 데 도움을 준다. 심해 아귀는 머리가 크고, 날카로운 송곳니 모양의 이빨이 많이 달린 입을 가지고 있다. 그들은 턱에 부착된 끝에 빛을 생성하는 발광기가 있는, 길고 끈 모양의 구조인 수염을 가지고 있다. 또한 몸 측면을 따라 발광기가 부착되어 있다. 스토미아스과 중 특정 종인 카울리도스는 아드레날린 없이는 30분 이상 발광할 수 없다. 그러나 아드레날린이 존재하면 여러 시간 동안 빛을 생성할 수 있다.[5] 그들은 바다에서 가장 멀리 이동할 수 있는 파장의 청록색 빛을 생성한다. 심해 아귀는 수염을 앞뒤로 흔들며 켜고 끄는 깜박이는 빛을 내어 먹이와 잠재적인 짝을 유인한다. 그들이 잡아먹는 많은 종들도 자체적으로 빛을 생성하는데, 이는 그들이 포식자로부터 숨기 위해 식사를 소화하는 동안 빛을 숨기기 위해 검은색 위벽을 갖도록 진화한 이유이다.
캐나다 자연사 박물관의 어류학자인 브라이언 코드는 "캐나다에서 보고된 [드래곤피쉬]는 64종이며, 그 중 5종이 북극에 도달한다"고 관찰했다.[3] 북극에서는 이 종의 대부분의 표본이 데이비스 해협을 따라 포획되었으며 이 해역의 평균 온도는 약 3–4 °C이다.[3] 이 지역에서 발견된 종의 몇 가지 예는 다음과 같다: ''Astronesthes'' cf. ''richardsoni''; ''Borostomia antarcticus''; ''Chauliodus sloani''; ''Malacosteus niger''; ''Rhadinesthes decimus''; ''Stomias boa''.[3]
3. 형태 및 특징
'''턱의 형태'''
스토미아스과 물고기의 턱은 심해 환경에서 생존하고 먹이를 포획하는 데 매우 효율적으로 적응되어 있다. 작은 몸집에도 불구하고, 몸무게의 최대 50%에 달하는 큰 먹이를 사냥할 수 있도록 턱이 발달했다.[6] 특히, 긴 "느슨한 턱"은 짧은 턱을 가진 물고기에 비해 아래턱 내전 저항력을 증가시키는 경향이 있다. 아래턱 표면적 감소를 통해 저항력 감소로 인한 내전의 기계적 이점을 낮추고 내전 속도를 높인다.[7] 아래턱 부착 근육량 감소는 높은 내전 속도를 가능하게 하여 먹이 사냥 경쟁력을 높인다.[7]
성체와 유생의 턱 형태는 차이를 보인다. 성체는 길쭉한 주둥이 모양에 돌출된 턱을 가졌지만, 유생은 둥근 입 모양에 아래턱이 돌출되지 않았다.[8]
스토미아스과는 머리뼈 기저부와 첫 번째 척추 사이의 유연한 연결 부위(후두-척추 간극)를 통해 입을 최대 120°까지 벌릴 수 있다.[9] 이 간극은 척삭 신장의 결과이며,[10] 일부 종에서는 앞쪽 척추가 감소하거나 없다.[9][10][11] 이는 먹이가 제한된 환경에서 생존력을 향상시킨다.
스토미아스과의 이빨은 날카롭고 단단하며 젖었을 때 투명하다.[6][12] 이빨의 굴절률은 해수와 거의 같아 심해에서 보이지 않는다.[6] 투명성은 하이드록시아파타이트와 콜라겐의 나노 구조 때문이며, 이빨 끝은 적색광을 방출하여 투명성에 기여한다.[12]
3. 1. 턱의 형태
스토미아스과 물고기의 턱은 심해 환경에서 생존하고 먹이를 포획하는 데 매우 효율적으로 적응되어 있다. 작은 몸집에도 불구하고, 몸무게의 최대 50%에 달하는 큰 먹이를 사냥할 수 있도록 턱이 발달했다.[6] 특히, 긴 "느슨한 턱"은 짧은 턱을 가진 물고기에 비해 아래턱 내전 저항력을 증가시키는 경향이 있다. 아래턱 표면적 감소를 통해 저항력 감소로 인한 내전의 기계적 이점을 낮추고 내전 속도를 높인다.[7] 아래턱 부착 근육량 감소는 높은 내전 속도를 가능하게 하여 먹이 사냥 경쟁력을 높인다.[7]
성체와 유생의 턱 형태는 차이를 보인다. 성체는 길쭉한 주둥이 모양에 돌출된 턱을 가졌지만, 유생은 둥근 입 모양에 아래턱이 돌출되지 않았다.[8]
스토미아스과는 머리뼈 기저부와 첫 번째 척추 사이의 유연한 연결 부위(후두-척추 간극)를 통해 입을 최대 120°까지 벌릴 수 있다.[9] 이 간극은 척삭 신장의 결과이며,[10] 일부 종에서는 앞쪽 척추가 감소하거나 없다.[9][10][11] 이는 먹이가 제한된 환경에서 생존력을 향상시킨다.
스토미아스과의 이빨은 날카롭고 단단하며 젖었을 때 투명하다.[6][12] 이빨의 굴절률은 해수와 거의 같아 심해에서 보이지 않는다.[6] 투명성은 하이드록시아파타이트와 콜라겐의 나노 구조 때문이며, 이빨 끝은 적색광을 방출하여 투명성에 기여한다.[12]
3. 2. 이빨의 특징
3. 3. 감각 기관의 진화
스토미아스과는 심해 환경에 적응하기 위해 감각 기관에 많은 독특한 적응을 보였다.[13] 대부분의 심해 생물은 470–490 nm의 흡수 범위에 민감한 단일 시각 색소를 가지고 있다.[14] 그러나 스토미아스과의 일부 속은 장파 및 단파 생물 발광을 모두 생성하는 능력을 진화시켰다.[15] 또한, 심해 용치어는 원적색 방출 광세포와 로돕신을 가진 망막을 진화시켰다.[13] 이러한 원적색 방출 특성은 650 nm 이상의 장파 생물 발광을 생성한다. 이 독특한 진화적 특성은 약 1540만 년 전에 처음 나타났으며 스토미아스과 내에서 단일 진화적 기원을 가졌다.[13] 갯장어와 이빨고기과를 연구한 결과, 이 물고기들의 시각 색소의 유전적 구성을 분석하고, 심해 환경의 독특한 빛 조건에 어떻게 적응했는지를 알수있었다. 이빨고기는 먹이를 감지하고 서식지를 탐색하기 위해 원적색을 방출하는 발광기와 로돕신을 사용한다.[13]
4. 생식
스토미아스과는 자웅이체이며, 생식 시스템을 재구성하는 대신 배우자를 생산하는 데 에너지를 사용하여 생식 적합성을 높일 수 있다.[17] 암컷 성체 스토미아스과는 수컷보다 크다.[17]
암컷 용치어는 두 개의 뚜렷한 난모세포 집단을 나타내는데, 하나는 첫 번째 성장 단계에서 흰색 크림색을 띠고, 다른 하나는 난황 형성 과정에서 오렌지색-붉은색을 띤다. 오렌지색-붉은색의 난소는 현재 산란기에 방출되는 반면, 다른 집단은 성장 단계에 있다.[16] 산란은 주로 10월에 이루어지며, 수컷이 암컷의 복부를 톡톡 건드리는 독특한 회전 행동이 그 전에 나타난다.[8]
5. 행동
스토미아스과는 심해에 서식하며 생물 발광을 사용하여 먹이를 감지하고 잠재적인 짝과 소통하는 경골어류의 일종이다. 이들은 650 nm 이상의 장파 방출에 민감한 원적색 방출 광세포와 로돕신을 가지고 있으며, 심해 환경의 독특한 빛 조건에 적응했다.[13]
스토미아스과에 속하는 갯장어와 이빨고기과를 연구한 한 연구에서는, 이 물고기들의 시각 색소의 유전적 구성을 분석하고, 심해 환경의 독특한 빛 조건에 어떻게 적응했는지를 분석했다. 이 연구는 이빨고기의 행동과 시각이 심해에서 번성하기 위해 어떻게 진화했는지 이해하는 데 도움이 된다. 이빨고기는 먹이를 감지하고 서식지를 탐색하기 위해 원적색을 방출하는 발광기(photophores)와 로돕신을 사용한다.[13] 또한, 이빨고기는 척추동물에게는 드문 적응 방식으로, 눈에서 엽록소를 사용하여 먹이의 희미한 생물 발광을 감지한다.[18]
5. 1. 시각적 의사소통
경골어류는 짝을 찾고, 우위를 정하고, 영역을 방어하며, 집단 행동을 조율하는 데 사용되는 색상, 질감, 형태, 움직임을 포함한 광범위한 시각 신호를 나타낸다.[19] 먹이를 찾고 잠재적인 짝과 소통하기 위해 파랑눈매퉁이는 붉은 빛을 생성하는 특화된 생물 발광 기관을 가지고 있다.[19]6. 생물 발광
스토미아스과에 속하는 아귀고기는 주로 먹이를 유인하는 생물 발광 미끼를 특징으로 하며, 이는 종 특이적인 구조이다.[20] 이 미끼는 아래턱에서 앞쪽으로 뻗어 있으며, 그 생물 발광에 유인되는 먹이로는 앨퉁이와 곤쟁이 등이 있다.[4] 생물 발광 미끼 구조의 종 특이성은 유전적 고립을 촉진하는 동종 인식에 유리하게 작용하며, 해부학적 미끼 차이로 인해 과학자들이 뚜렷한 종을 더 쉽게 식별할 수 있게 해 준다.[21]
생물 발광 미끼 외에도 Stomiidae 과의 구성원은 안와 후 부위에 파란색 빛을 방출하는 광세포를 가지고 있다.[22] ''Malacosteus niger''와 같은 일부 아귀고기는 안와 하 부위에서 독특한 붉은색 빛을 방출하는 광세포도 가지고 있다.[22] 붉은색 생물 발광을 방출하는 안와 하 광세포는 많은 심해 생물이 파란색 빛만 볼 수 있으므로 먹이를 찾는 데 특히 유용하지만, 아귀고기에 의한 이 붉은색 빛 방출은 먹이 선택과 직접적인 관련이 없는 것으로 보이며, 따라서 종내 의사 소통에 사용될 수 있다고 가정된다.[22]
6. 1. 미끼 생물 발광
스토미아스과 종은 의사소통, 위장, 유인 메커니즘으로 청색 생물 발광을 사용한다.[23] 이들은 안와후 광자(photophore)와 턱에 있는 길고 가느다란 부속지인 수염에서 단파 청색 생물 발광을 방출한다.[24] 수염의 줄기는 원통형 근육, 혈관, 신경 섬유로 구성되어 있으며 수염의 구근에는 단일 광자가 있다.[25] 카테콜아민 아드레날린은 줄기 내부의 결합 조직에서 발견된다.[26] 아드레날린 신경 지배가 수염의 움직임과 생물 발광 생성 모두를 제어할 수 있다는 가설이 있는데, 용치어(dragonfish)의 일종인 ''Stomias boa'' 종의 표본에 대한 연구 데이터는 외부 아드레날린 노출 후 용치어의 수염이 빛을 방출했기 때문에 이 가설에 부합한다.[26]Aristostomias, Malacosteus, 그리고 Pachystomias 종을 포함하는 느슨한 턱 용치어는 적색 생물 발광을 감지하고 생성하는 능력이 있다.[23] 이는 눈 아래에 위치한 원적외선 방출 광자와 장파 방출에 민감한 로돕신에 의해 가능하다.[24] 이 적색 생물 발광은 먹이를 비추고 다른 원적외선 용치어를 감지하는 데 사용되는데, 이는 대부분의 다른 종에게는 감지되지 않기 때문이다.[24] 원적외선 방출 광자를 가진 종은 형태와 행동에서 다른 대부분의 용치어 종과 다르다. 예를 들어, 이 종의 수염은 다른 용치어의 수염보다 구조가 더 단순하다.[23] 또한 먹이 섭취 전략도 다른데, 단파 청색 생물 발광을 생성하는 대부분의 용치어는 규칙적인 일주기 수직 이동을 하지만, 원적외선 방출을 하는 용치어에서는 이러한 현상이 나타나지 않는다. 그들이 겪는 먹이 섭취 전략은 심해에 머물면서 원적외선 생물 발광을 방출하여 작은 영역을 비추고 먹이를 찾는 것이다.[23] ''Malacosteus, Pachystomias'', 그리고 ''Aristostomias''는 모두 적색 생물 발광을 생성하는 안와하 광자를 가지고 있지만, 이 세 속 간의 안와하 광자에는 모양, 색상, 섬광 지속 시간 및 최대 방출량에서 차이가 있다.[25]
7. 하위 분류
- ''Aristostomias''
- ''Astronesthes''
- ''Bathophilus''
- ''Borostomias''
- 독사고기속 (''Chauliodus'')
- ''Chirostomias''
- ''Echiostoma''
- ''Eupogonesthes''
- ''Eustomias''
- ''Flagellostomias''
- ''Grammatostomias''
- ''Heterophotus''
- 이디아칸투스속 (''Idiacanthus'')
- ''Leptostomias''
- ''Malacosteus''
- ''Melanostomias''
- ''Neonesthes''
- ''Odontostomias''
- ''Opostomias''
- ''Pachystomias''
- ''Photonectes''
- ''Photostomias''
- ''Rhadinesthes''
- ''Stomias''
- ''Tactostoma''
- ''Thysanactis''
- ''Trigonolampa''
참조
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논문
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