바다 생물은 어떻게 소금물을 마시고도 살수 있을까?

지구 생명체는 바다에서 시작되었다고 알려져 있고, 그 근거 중 하나로 혈액성분이 바닷물 성분과 비슷하다는 점을 꼽는다. 그렇다면 과연 염분은 생물과 어떤 관계가 있을까?

 

생물을 이루는 기본 단위는 세포이다. 세포는 세포막으로 둘러싸여 주변과 분리되어 있다. 세포막은 세포 안에 들어있는 물질을 보호하고 세포 간 물질 이동을 조절한다. 이 세포막은 선택적으로 물질을 투과시키는 특이한 성질이 잇는 반투과성 막으로 물은 이 반투막을 통과할 수 있으나 물에 녹아있는 염분은 통과할 수 없다. 농도가 높은 물과 농도가 낮은 물을 섞으면 중간 농도가 되는 것이 자연의 법익이다. 그러므로 만약 체액의 농도가 외부 액체보다 높으면 체액 내 염분이 외부로 빠져나가거나 외부의 물이 체액으로 들어와 농도를 낮추어야 한다. 이미 설명한 대로 세포막은 물만 통과시키는 반투막이기 때문에 외부의 물이 반투막을 통과해 체내로 들어가 농도차를 줄인다. 반대로 체액의 농도가 외부 액체보다 낮다면 체액의 물이 몸 밖으로 나오는데 이를 삼투현상이라고 한다.

부리위에 염분 배출 구멍이 있는 바다제비

바다에 살고 잇는 대부분의 무척추동물은 체액이 바닷물의 염분과 비슷하여 삼투압 조절에 신경 쓸 필요가 없다.

그러나 바다에 사는 대부분의 척추동물처럼 체액과 주변 바닷물의 염분이 다를 경우에는 삼투현상을 조절하는 능력이 있어야 한다. 예를 들어 바다에 사는 물고기는 바닷물의 염분이 체액보다 더 높기 때문에 물을 몸 밖으로 빼앗긴다. 따라서 탈수 현상을 막기 위해 짠 바닷물을 마시고 이때 몸속으로 들어오는 염분을 아가미에 있는 염분 배출 세포를 통해 밖으로 버림으로써 체내 염분을 일정하게 조절한다. 반대로 민물고기는 체액의 농도가 민물보다 더 높아 밖에서 체내로 물이 들어오므로 이 물을 콩팥을 통해 소변으로 배설하는데 이때 신장에서는 염분의 유출을 막기 위해 염분을 다시 흡수한다.

 

이렇듯 바닷물고기는 바닷물에, 민물고기는 민물에 적응해 살아간다.

바닷물고기를 민물에 넣거나 민물고기를 바닷물에 넣으면 죽지만, 삼투압을 조절할수 있는 연어나 뱀장어는 바닷물과 민물을 오가며 산다. 바다거북이나 바닷새도 눈밑에 과다한 염분을 내보낼 수 있는 기관이 있어 먹이와 같이 먹은 염분을 몸 밖으로 방출할 수 있다. 외부 액체의 농도가 높을 때 생물이 삼투압 조절을 못한다면 수분을 빼앗겨 김장철 소금에 절인 배추처럼 쭈글쭈글해지고, 반대로 체액의 농도가 높을 때는 외부에서 물이 들어와 몸이 퉁퉁 부풀어 오른다.