염류샘
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1. 개요
염류샘은 조류와 파충류가 혈액 내 염분을 제거하기 위해 사용하는 기관이다. 조류의 염류샘은 안와상선으로, 펭귄과 같은 해양 조류에서 발견되며, 혈류에서 염화나트륨을 제거하여 신장보다 효율적으로 염분을 제거한다. 염류샘은 혈액의 삼투압 증가에 의해 활성화되며, 부교감 신경과 호르몬을 통해 작동한다. 파충류의 경우 신장이 덜 효율적이므로 염류샘이 염분 배출에 중요한 역할을 한다. 염류샘의 진화는 수생 환경 적응과 관련이 있으며, 일부 이론에서는 포유류의 눈물샘 및 땀샘과의 연관성을 제시하기도 한다.
파충류(예: 바다 이구아나와 바다거북)와 조류(예: 페트렐과 알바트로스)는 신장이 포유류보다 훨씬 덜 효율적이다.[5] 양서류의 피부와 달리 파충류와 조류의 피부는 염분에 불침투성이어서 염분 배출을 막는다.[6]
파충류(예: 바다 이구아나와 바다거북)와 조류(예: 페트렐과 알바트로스)는 포유류보다 신장의 효율이 떨어진다.[5] 양서류의 피부와 달리 파충류와 조류의 피부는 염분에 불침투성이어서 염분 배출을 막는다.[6]
[1]
논문
Significance of extensive /'leaky/' cell junctions in the avian salt gland
2. 조류의 염류샘
조류의 염류샘은 내측 도관과 외측 도관, 두 개의 주요 도관으로 구성된다. 염류샘 활성화는 혈액 삼투압 증가로 인해 발생하며, 시상하부의 정보 처리를 자극한다. 이후 부교감 신경을 통해 신호를 보내 혈관 확장을 활성화하고, 아세틸콜린 및 혈관 활성 장 펩타이드와 같은 호르몬 방출을 유도한다.[3] 아세틸콜린은 샘 기저외측 막의 수용체에 결합하여 상피 세포에서 칼슘 방출을 활성화시킨다. 이는 기저외측 막에서 칼륨 채널을, 정점 막에서 염화물 채널을 열어 칼륨과 염화물이 세포 밖으로 흐르게 한다. 이온은 기저외측 막에 있는 Na-K-Cl 공동 수송체에 의해 상피 세포로 이동한다. 나트륨 증가는 나트륨-칼륨 ATPase 채널을 열어 과도한 나트륨을 기저외측 막을 통해 제거하고 칼륨이 세포 안으로 들어오게 한다. 염화물 이온으로부터 형성된 전기적 기울기는 최소량의 물과 함께 상피 세포의 밀착 연접을 통해 나트륨이 염류샘으로 통과하도록 돕는다. 미토콘드리아가 풍부한 세포는 염분 농도 변화와 관련이 있으며, 염분 노출량이 높을수록 증가하고 낮을수록 감소하여 염분 이동을 돕는다. 이러한 샘은 중앙 및 말초 삼투압 수용체와 부피 수용체의 자극에 의해 고장액 염화나트륨(다른 이온은 거의 없음)을 배출한다.
2. 1. 안와상선
'''안와상선'''은 일부 해양 조류, 특히 펭귄에서 발견되는 측두 비선으로, 혈류에서 염화나트륨을 제거한다. 이 샘의 기능은 신장과 유사하지만, 염분 제거에 훨씬 더 효율적이어서 펭귄이 담수에 접근하지 않고도 생존할 수 있게 한다.[4] 안와상선은 유럽 갈매기에도 있으며, 갈매기가 아플 필요 없이 바닷물을 마실 수 있게 해주지만, 가능한 경우 담수를 마시는 것을 선호한다.[4] 일반적인 믿음과는 달리, 이 샘은 바닷물을 직접 담수로 변환하지 않는다. "안와상"이라는 용어는 눈 소켓 바로 위(눈구멍)를 의미한다.
바닷물 환경에서 사는 것은 펭귄에게 큰 문제를 야기할 수 있는데, 바닷물을 섭취하는 것은 펭귄의 건강에 해롭기 때문이다. 펭귄은 직접 물을 마시지 않지만, 먹이를 삼킬 때 섭취한다. 그 결과, 바닷물이 시스템에 들어가 효과적으로 배설되어야 한다. 안와상선은 이러한 물 여과 능력 덕분에 펭귄이 생존할 수 있게 했다. 이 샘은 눈 바로 위에 위치하며 머리 속의 모세 혈관 덩어리를 둘러싸고 있다. 이 모세 혈관 덩어리는 펭귄이 섭취하는 바닷물 속의 염분을 끊임없이 걸러낸다. 샘의 부산물은 일반적으로 동물의 체액에서 발견되는 양보다 약 5배 더 많은 염분을 가지고 있기 때문에, 안와상선은 매우 효율적이다.
펭귄은 염분 부산물을 소금물로 부리를 통해 배설한다. 종종, 액체가 흘러나와 콧물이 흐르는 것처럼 보인다. 그러나, 액체는 재채기를 통해 배출될 수도 있다. 갇혀 있어서 바닷물이 없는 경우에는 안와상선은 다른 목적이 없으므로 휴면 상태로 있게 된다. 휴면 상태의 안와상선은 펭귄의 건강에 부정적인 영향을 미치지 않는다.
3. 파충류의 염류샘
초기 파충류와 조류에서 염류샘이 진화하면서 염분 농도가 높은 수생 식물과 동물을 먹을 수 있게 되었다. 이러한 진화적 발전은 판새류의 염류샘을 설명하지 못하며, 이는 수렴 진화를 시사한다.
일부 이론에서는 포유류의 눈물샘과 땀샘이 염류샘과 진화적으로 관련이 있을 수 있다고 제안한다. 인간의 눈물에는 칼륨이 많이 들어 있지만, 대부분의 계통 발생학자는 이러한 연관성에 동의하지 않는다.
4. 기타 논의
초기 파충류와 조류에서 염류샘이 진화하면서 염분 농도가 높은 수생 식물과 동물을 먹을 수 있게 되었다. 이러한 진화적 발전은 판새류의 염류샘을 설명하지 못하며, 이는 수렴 진화를 시사한다.
일부 이론에서는 포유류의 눈물샘과 땀샘이 염류샘과 진화적으로 관련이 있을 수 있다고 제안한다. 인간의 눈물에는 칼륨이 많이 들어 있지만, 대부분의 계통 발생학자는 이러한 연관성에 동의하지 않는다.
참조
[2]
웹사이트
Osmoregulation and Excretion
http://www.cartage.o[...]
2007-07-06
[3]
논문
Coping with excess salt: adaptive functions of external osmoregulatory organs in vertebrates
[4]
웹사이트
ADW: Larus argentatus: INFORMATION
https://animaldivers[...]
2023-04-08
[5]
웹사이트
Plants Poisonous to Livestock - Cornell University Department of Animal Science
http://www.ansci.cor[...]
Ansci.cornell.edu
2011-07-14
[6]
서적
Iguanas: Biology and Conservation
University of California Press
[7]
간행물
Morphology And Physiology Of The Crocodylia
http://eprint.uq.edu[...]
Australian Government Publishing Service, Canberra
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