어류이동

물고기 이동은 주로 수영을 통해 물고기가 사용하는 다양한 유형의 동물 이동입니다. 이것은 다양한 추진 메커니즘에 의해 다양한 물고기 그룹에서 이루어지는데, 가장 자주 물속에서 물고기의 몸과 꼬리의 파도와 같은 측면 굴곡과 지느러미의 움직임에 의해 다양한 전문 물고기에서 달성됩니다. 어류의 주요 이동 형태는 다음과 같습니다.

• 길고 가느다란 몸을 따라 물결이 고르게 지나가는 앵길리폼;
• 꼬리 쪽으로 갈수록 파동의 진폭이 빠르게 증가하는 아강형
• 꼬리 근처에 파동이 집중되어 빠르게 진동하는 카랑기형
• 거대한 강력한 초승달 모양의 꼬리를 가진 해면형의 빠른 수영; 그리고
• 꼬리지느러미를 제외하고는 거의 진동이 없는 ostraciiform.

좀 더 전문적인 물고기로는 개복치처럼 등지느러미와 뒷지느러미를 이용한 스컬링을 반대하는 주로 뻣뻣한 몸을 가진 가슴지느러미에 의한 움직임, 그리고 나이프피시나 깃털등처럼 움직이지 않는 몸으로 긴 지느러미를 따라 파도를 전파하는 움직임 등이 있습니다.

게다가, 어떤 물고기들은 다양한 "걷기" (즉, 가슴지느러미와 골반지느러미를 사용하여 땅 위를 기어갑니다), 진흙 속에 굴을 파고, 물 밖으로 뛰어내리고 심지어 공중에서 일시적으로 활공하기도 합니다.

수영하기

메카니즘

물고기는 주변 물에 힘을 주어 헤엄을 칩니다. 예외도 있지만, 이는 보통 물고기가 몸의 양쪽 근육을 수축시켜 코에서 꼬리까지 몸의 길이를 이동하는 굴곡의 파동을 발생시켜 일반적으로 갈수록 커집니다. 그러한 움직임에 의해 물에 작용하는 벡터 힘은 옆으로 상쇄되지만, 그물 힘을 뒤로 발생시켜 물을 통해 물고기를 앞으로 밀어냅니다. 대부분의 물고기들은 몸의 측면 움직임과 꼬리지느러미를 이용하여 추력을 발생시키지만, 다른 많은 종들은 주로 중앙지느러미와 쌍을 이루는 지느러미를 이용하여 움직입니다. 후자의 그룹은 천천히 수영하지만, 예를 들어 산호초에서 살 때 필요에 따라 빠르게 회전할 수 있습니다. 하지만 그들은 몸과 꼬리지느러미를 이용해서 물고기처럼 빨리 수영할 수 없습니다.^[1][2]

다이어그램에 표시된 틸라피아를 고려합니다. 대부분의 물고기와 마찬가지로 틸라피아는 유선형의 체형을 가지고 있어 움직임에 대한 물의 저항을 줄이고 틸라피아가 물을 쉽게 가를 수 있도록 해줍니다. 머리가 유연하지 않아 전방 추진력을 유지하는 데 도움이 됩니다.^[3] 비늘이 겹치고 뒤로 향하기 때문에 불필요한 방해 없이 물이 물고기 위를 지나갈 수 있습니다. 물 마찰은 틸라피아가 몸 위로 분비하는 점액에 의해 더욱 감소합니다.^[3]

등뼈가 유연하여 근육이 리드미컬하게 수축 및 이완되고 기복이 있는 움직임을 가져올 수 있습니다.^[3] 부레는 물고기가 물기둥에서 수직 위치를 조정하는 데 도움이 되는 부력을 제공합니다. 측면 라인 시스템을 통해 물의 진동과 압력 변화를 감지하여 물고기가 외부 사건에 적절하게 반응할 수 있도록 도와줍니다.^[3]

잘 개발된 핀은 균형 유지, 제동 및 방향 전환에 사용됩니다. 가슴지느러미는 물고기가 빠르게 회전하여 스스로 조종할 수 있는 중심축 역할을 합니다. 짝을 이룬 가슴지느러미와 골반지느러미는 피칭을 조절하는 반면 짝을 이루지 않은 등지느러미와 뒷지느러미는 하품과 구르기를 줄여줍니다. 꼬리 지느러미는 물고기를 앞으로 밀기 위한 날것의 힘을 제공합니다.^[3]

차체/미측지느러미 추진

옆으로 이동하는 신체의 비율이 다른 다섯 그룹이 있습니다.^[1]

앵귈리폼

뱀장어와 같은 길고 가느다란 물고기를 포함하고 있는 앵귤리폼 그룹에서는 몸을 따라 이동하면서 굴곡파의 진폭이 거의 증가하지 않습니다.^[1][4]

아강상목

카랑기형 이하 그룹은 몸을 따라 파동 진폭이 더 현저하게 증가하며 대부분의 작업은 물고기의 뒤쪽 절반에 의해 수행됩니다. 일반적으로 어체는 더 단단하여 속도는 더 빠르지만 기동성은 떨어집니다. 송어는 차랑형 운동을 사용합니다.^[1]

카랑기폼

카랑과의 이름을 딴 카랑기폼 그룹은 이전 그룹들보다 더 단단하고 움직임이 빠릅니다. 움직임의 대부분은 몸과 꼬리의 맨 뒤쪽에 집중되어 있습니다. 카랑기형 수영 선수들은 일반적으로 빠르게 꼬리를 흔듭니다.^[1]

개복치

개코원숭이 그룹은 고속 장거리 수영을 하는 사람들을 포함하고 있으며, 튜나의^[5] 특징이며 여러 개의 람니드 상어에서도 발견됩니다.^[6] 여기서, 사실상 모든 옆으로 움직이는 것은 꼬리와 본체와 꼬리를 연결하는 영역(발목)에 있습니다. 꼬리 자체가 크고 초승달 모양인 경향이 있습니다.^[1]

오스트라시이폼

꼬리 운동을 사용할 때 ostraciiform 그룹은 눈에 띄는 체파가 없습니다. 꼬리지느러미 자체만 (흔히 매우 빠르게) 진동하여 추력을 만듭니다. 이 그룹에는 오스트라치과가 포함됩니다.^[1]

중앙/쌍지느러미 추진

모든 물고기가 위의 그룹에 편안하게 맞는 것은 아닙니다. 예를 들어, 개복치는 완전히 다른 시스템인 tetraodontiform 모드를 가지고 있고, 많은 작은 물고기들은 수영뿐만 아니라 조타와 동적인 양력을 위해 가슴지느러미를 사용합니다. 지노티폼목의 물고기들은 몸의 길이를 따라 전기 기관을 가지고 있으며, 몸을 가만히 유지하면서 긴 항문 지느러미를 휘어 수영을 하는데, 아마도 그것들이 발생시키는 전기장을 방해하지 않기 위해서일 것입니다.

많은 물고기들은 두 가슴지느러미 또는 항문과 등지느러미의 결합된 행동을 사용하여 수영을 합니다. 서로 다른 유형의 중위수 쌍의 지느러미 추진은 다른 지느러미 쌍보다 한 지느러미 쌍을 우선적으로 사용하여 달성할 수 있으며, 라지폼, 디오돈티폼, 아미폼, 짐노티폼 및 발리스티폼 모드가 포함됩니다.^[2]

라지폼

라지폼 운동은 광선과 스케이트의 특징으로, 추력이 크고 잘 발달된 가슴지느러미를 따라 수직으로 회전하여 생성됩니다.^[2]

디오돈티폼

디오돈티폼(Diodontiform) 운동은 고슴도치과(Diodontidae)에서 볼 수 있듯이 큰 가슴지느러미를 따라 기복을 전파하는 물고기를 촉진합니다.^[2]

아미폼

아미폼 운동은 긴 등지느러미의 굴곡으로 이루어져 있으며, 몸의 축은 곧고 안정적으로 유지됩니다.^[2]

지노티폼

짐노티폼 운동은 남미 칼고기 짐노티폼에서 볼 수 있는, 본질적으로 거꾸로 된 아미폼인 긴 항문 지느러미의 기복으로 이루어져 있습니다.^[2]

발리스티폼

발리스틱 형태의 운동에서 항문과 등지느러미는 모두 기복이 있습니다. 방아쇠 물고기과의 특징입니다. Zeidae에서도 볼 수 있습니다.^[2]

진동식

진동은 가슴지느러미 기반의 수영으로 간주되며 모불형 운동으로 가장 잘 알려져 있습니다. 이 움직임은 새의 날개짓과 비슷하게 지느러미에서 반파 미만의 파동이 발생하는 것으로 설명할 수 있습니다. 만타, 카우노스, 독수리, 박쥐 가오리와 같은 원양 가오리는 진동 운동을 사용합니다.^[7]

테트라오돈티폼

테트라오돈티폼 운동에서 등지느러미와 뒷지느러미는 테트라오돈티폼(복어와 복어)에서 볼 수 있듯이 단계적으로 또는 정확히 서로 반대로 하나의 단위로 펄럭입니다. 개복치는 이 모드의 극단적인 예를 보여줍니다.^[2]

래브리폼

래브리폼 운동에서 래브리폼(Labriformes)에서 볼 수 있는 가슴지느러미의 진동 운동은 드래그 기반 또는 리프트 기반입니다. 추진력은 물속에서 노를 젓는 동작으로 지느러미를 끌면서 발생하는 항력에 대한 반작용으로 발생하거나 리프트 메커니즘을 통해 발생합니다.^[2][8]

다이나믹 리프트

물고기의 뼈와 근육 조직은 물보다 밀도가 높습니다. 수심을 유지하기 위해 뼈 있는 물고기는 가스 방광을 통해 부력을 증가시킵니다. 또는 일부 물고기는 같은 목적으로 오일이나 지질을 저장합니다. 이러한 기능이 없는 물고기는 대신 동적 리프트를 사용합니다. 그것은 비행기와 새들이 날개를 사용하는 것과 유사한 방식으로 가슴지느러미를 사용합니다. 이 물고기들이 헤엄칠 때, 가슴지느러미는 물고기가 일정한 깊이를 유지할 수 있는 양력을 만들도록 위치됩니다. 이 방법의 두 가지 주요 단점은 이 물고기들이 물 위에 떠 있으려면 계속 움직여야 한다는 것과 뒤로 헤엄치거나 맴돌 수 없다는 것입니다.^[9][10]

유체역학

비행의 공기역학과 유사하게 동력 수영은 동물들이 추력을 생산함으로써 항력을 극복하도록 요구합니다. 그러나, 비행과 달리, 수영하는 동물들은 종종 부력의 효과가 중력의 아래쪽 당김에 대항할 수 있기 때문에, 이 동물들이 큰 힘을 들이지 않고 뜰 수 있도록 하기 때문에 많은 수직 힘을 공급할 필요가 없습니다. 물고기의 움직임에는 매우 다양한 차이가 있지만, 수영 행동은 추력 생성과 관련된 신체 구조에 따라 두 가지 별개의 "모드"로 분류될 수 있습니다. 이러한 각각의 분류 내에는 순수하게 기복적인 것부터 완전히 진동적인 것에 이르기까지 다양한 행동 스펙트럼을 따라 수많은 사양이 있습니다. 비순환 수영 모드에서 추력은 추진 구조(보통 지느러미 또는 전신)의 파동과 같은 움직임에 의해 생성됩니다. 그러나 진동 모드는 파동과 같은 운동 없이 부착점에서 추진 구조를 회전시켜 생성되는 추력을 특징으로 합니다.^[2]

체미지느러미

대부분의 물고기는 꼬리지느러미를 통해 몸 아래로 전파되는 기복파를 생성하여 수영합니다. 이러한 형태의 기복 운동은 사용되는 신체 구조에 기초하여 수영하는 신체-미각(BCF)이라고 합니다; 그것은 진동 추체 모드뿐만 아니라 앵귈리폼, 아카랑기폼, 카랑기폼, 그리고 해면 운동 모드를 포함합니다.^[2][11]

적응.

조류 비행에서의 적응과 유사하게, 물고기에서의 수영 행동은 안정성과 기동성의 균형으로 생각될 수 있습니다.^[12] 신체-미부 지느러미 수영은 강력한 추진력을 후방으로만 유도할 수 있는 더 많은 미부 차체 구조에 의존하기 때문에, 이러한 형태의 운동은 특히 빠르게 가속하고 연속적으로 순항하는 데 효과적입니다.^[2][11] 따라서 신체-미궁지느러미 수영은 본질적으로 안정적이며 장기간에 걸쳐 효율성을 극대화해야 하는 큰 이동 패턴을 가진 물고기에서 종종 볼 수 있습니다. 그러나 중앙쌍을 이루는 핀 수영에서는 몸체의 양쪽에 위치한 여러 개의 핀이 정교한 회전을 할 수 있도록 조정할 수 있기 때문에 추진력이 발생합니다. 결과적으로 중앙 쌍을 이루는 지느러미 수영은 높은 기동성에 잘 적응되어 있으며 정교한 탈출 패턴이 필요한 더 작은 물고기에서 종종 볼 수 있습니다.^[12]

물고기가 차지하는 서식지는 종종 그들의 수영 능력과 관련이 있습니다. 산호초에서, 더 빠르게 헤엄치는 물고기 종은 일반적으로 빠른 물의 흐름 속도를 받는 파도가 밀려오는 서식지에서 살고 있는 반면, 더 느린 물고기는 물의 움직임이 적은 보호된 서식지에서 살고 있습니다.^[13]

물고기는 하나의 기관차 모드에만 의존하는 것이 아니라 다양한 이용 가능한 행동 기법 중에서 행동을 선택하고 결합하는 ^[2]기관차 일반론자입니다. 주로 몸통 꼬리 지느러미 수영자들은 가슴, 항문, 등지느러미의 움직임을 느린 속도로 추가적인 안정화 메커니즘으로 통합하지만,^[14] 빠른 속도로 몸에 밀착시켜 효율성을 높이고 항력을 줄입니다.^[2] 제브라피쉬는 성장과 성숙 과정에서 변화하는 유체역학적 영향에 반응하여 운동 행동을 변화시키는 것으로 관찰되기도 했습니다.^[15]

비행

주로 수영으로 직접 이동하는 것의 전환은 단일 해양 물고기 과인 Exocoetidae에서 진화했습니다. 하늘을 나는 물고기는 동력 비행을 하지 않는다는 점에서 진정한 비행사가 아닙니다. 대신, 이 종은 "날개"를 펄럭이지 않고 해수면 위를 바로 미끄러지듯 미끄러지듯 나아갑니다. 하늘을 나는 물고기는 비정상적으로 큰 가슴지느러미를 진화시켜 에어포일 역할을 하고 물고기가 물 밖으로 스스로를 발사할 때 양력을 제공합니다. 추가적인 전방 추력과 조향력은 꼬리 지느러미의 아래쪽(즉, 아래쪽) 로브를 물에 담그고 매우 빠르게 진동시킴으로써 생성됩니다. 이 힘들이 추진에 사용되는 것과 같은 기관차 모듈에 의해 생성되는 다이빙 새와는 대조적입니다. 현존하는 64종의 날치 중에서, 단 두 개의 뚜렷한 신체 계획만이 존재하며, 각각은 두 개의 다른 행동을 최적화합니다.^[16][17]

트레이드오프

대부분의 물고기는 균일한 크기의 엽을 가진 꼬리지느러미를 가지고 있지만, 날치는 꼬리의 일부만을 물 위로 다시 담그는 것을 용이하게 하여 추가적인 추력 생산과 조종을 위해 배엽이 넓습니다.^[17]

날치는 주로 수생 동물이기 때문에 부력 안정성을 위해서는 신체 밀도가 물에 가까워야 합니다. 그러나 이 수영에 대한 기본 요구 사항은 날치가 다른 습관적인 비행기보다 무겁고(질량이 더 크다), 비슷한 크기의 새에 비해 날치의 날개 하중과 항력 비율이 더 높다는 것을 의미합니다.^[16] 날개 면적, 날개 간격, 날개 하중 및 종횡비의 차이는 이러한 다양한 공기역학적 설계를 기반으로 날치를 두 가지 별개의 분류로 분류하는 데 사용되었습니다.^[16]

복면체도

복면 또는 Cypselurus 바디 플랜에서 가슴지느러미와 골반지느러미가 모두 확대되어 비행 중에 양력을 제공합니다.^[16] 이 물고기들은 또한 "더 납작한" 몸을 가지고 있는 경향이 있어서 전체 양력 생산 면적을 증가시켜 더 유선형보다 공중에 더 잘 매달릴 수 있습니다.^[17] 이 높은 리프트 생산으로 인해 이 물고기는 뛰어난 글라이더이며 비행 거리와 지속 시간을 극대화하는 데 잘 적응되어 있습니다.

비교적으로, Cypselurus flying fish는 Exocoetus 모노플레인에 비해 날개 하중이 낮고 종횡비(즉, 더 넓은 날개)가 작기 때문에 이러한 대체 신체 계획을 가진 물고기보다 더 먼 거리를 비행할 수 있는 능력에 기여합니다. 복면 디자인의 날치는 물 위에서 발사할 때 높은 양력 생산 능력을 이용해 몸통이 수면을 맑게 하고 작은 공격각으로 날개를 열어 추력을 발생시키는 '택시 활공'을 활용해 물 위에서 발사할 때 높은 양력 생산 능력을 활용합니다.^[16]

모노플레인바디플랜

Exocoetus 또는 모노플레인 바디 플랜에서는 가슴지느러미만 확대하여 양력을 제공합니다. 이 몸통 계획을 가진 물고기는 양면 몸통 계획을 가진 물고기보다 더 유선형의 몸통, 더 높은 종횡비(길고 좁은 날개) 및 더 높은 날개 부하를 갖는 경향이 있으므로 이 물고기들은 더 높은 비행 속도에 잘 적응합니다. 단일 비행체 계획을 가진 날치는 이중 비행체와 다른 발사 행동을 보여줍니다. 추력 생산 기간을 연장하는 대신, 모노플레인 물고기는 큰 공격 각도(때로는 45도까지)로 물에서 빠른 속도로 발사됩니다.^[16] 이러한 방식으로, 모노플레인 물고기는 빠른 비행 속도를 위해 적응하는 반면, 양면 디자인의 물고기는 이륙 중 리프트 생산 능력을 이용합니다.

걷기

"걸어다니는 물고기"는 장시간 동안 육지 위를 여행할 수 있는 물고기입니다. 비표준적인 물고기 이동의 일부 다른 경우에는 수중 물고기 또는 개구리 물고기와 같은 해저를 따라 걷는 물고기가 포함됩니다.

가장 일반적으로 걷는 물고기는 수륙양용 물고기입니다. 물 밖에서 더 오랜 시간을 보낼 수 있기 때문에, 이 물고기들은 샘솟는 것, 뱀처럼 생긴 측면 회전, 그리고 삼각대처럼 생긴 걷기를 포함한 많은 이동 수단을 사용할 수 있습니다. 머드스키퍼는 아마도 현대 물고기 중 최고로 육지에 적응하고 물 밖으로 이동하는 데 며칠을 보낼 수 있으며, 비록 약간의 높이이지만 맹그로브를 오를 수도 있습니다.^[18] 흔히 클라이밍 구라미는 실제로는 걷지 않지만, 아가미 판의 확장된 가장자리에 몸을 지탱하고 지느러미와 꼬리로 몸을 밀면서 육포처럼 움직입니다. 일부 보고서에 따르면 나무를 오를 수도 있습니다.^[19]

걸어다니는 메기처럼 실제 걷는 데 덜 능숙한 물고기들이 많이 있습니다. "땅 위를 걷는 것"으로 알려져 있음에도 불구하고, 이 물고기는 보통 꿈틀거리면서 가슴지느러미를 이용하여 움직임을 돕습니다. 걷기 메기는 며칠 동안 물 밖에서 살 수 있는 호흡기를 가지고 있습니다. 일부는 침입종입니다. 미국에서 악명 높은 사례는 북방 가물치입니다.^[20] 폴립테리드는 기본적인 폐를 가지고 있으며 다소 어설프기는 하지만 육지에서도 이동할 수 있습니다. 맹그로브 강은 물 밖에서 몇 달 동안 생존할 수 있고 속이 빈 통나무 같은 곳으로 이동할 수 있습니다.^{[21][22][23][24]}

해저를 따라 "걸어도" 육지에서는 걷지 못하는 물고기 종들이 있습니다; 그러한 동물들 중 하나는 날지 못하는 날지 않는 구르나르입니다 (그것은 실제로 날지 않으며 날지 않는 물고기와 혼동되어서는 안 됩니다). 오그코세팔리과(Ephippidae)의 박쥐 물고기들은 해저를 걸을 수도 있습니다. "삼족어"라고도 알려진 Bathypterois grallator는 바다 바닥의 세 개의 지느러미 위에 서서 먹이를 사냥합니다.^[25] 아프리카 폐어(P. annectens)는 육지에서 양서류와 육지 척추동물이 팔다리를 사용하는 방식과 유사한 방식으로 지느러미를 사용하여 수조 바닥을 "걸을 수" 있습니다.

굴을 파다

많은 물고기들, 특히 참장어, 털장어, 가시장어와 같은 뱀장어 모양의 물고기들은 모래나 진흙을 굴릴 수 있습니다.^[29] 뱀장어인 오피치드는 앞이나 뒤로 굴을 파낼 수 있습니다.^[30]

유충에서

수영하기

물고기 유충은 많은 성인 물고기들처럼 몸을 굴곡시켜 헤엄칩니다. 작은 동물들이 큰 동물들보다 더 느린 속도로 수영하는 경향이 있다는 점에서 수영 속도는 동물들의 크기에 비례하여 달라집니다. 유충의 유동 체계에 의해 수영 메커니즘이 제어됩니다. 레이놀즈 수(Re)는 점성력에 대한 관성력의 비율로 정의됩니다. 작은 유기체는 마찰력과 같은 점성력의 영향을 더 많이 받고 레이놀즈 수가 적을수록 수영을 합니다. 더 큰 유기체는 레이놀즈 수가 많을수록 수영하기 위해 압력과 같은 관성력을 더 많이 사용합니다.^[31]

가오리 지느러미 물고기의 유충인 Actinopterygii는 레이놀즈 수(Re ≈10~900)에서 꽤 큰 범위에서 수영합니다. 이는 관성력과 점성력이 모두 중요한 역할을 하는 중간 흐름 체제에 놓입니다. 유충의 크기가 커짐에 따라 레이놀즈 수보다 높은 곳에서 헤엄칠 수 있는 압력력의 사용이 증가합니다.

비배양 수영자들은 일반적으로 적어도 두 가지 종류의 각성을 흘립니다: 카랑기형 수영자들은 연결된 소용돌이 고리를 흘리며, 앵귈기형 수영자들은 개별 소용돌이 고리를 흘립니다. 이 와류 고리는 와류가 방출되는 후미 가장자리의 모양과 배열에 따라 달라집니다. 이러한 패턴은 수영 속도, 수영 속도 대 체파 속도의 비율 및 체파의 모양에 따라 달라집니다.^[31]

자연스러운 한판 수영은 세 단계가 있습니다. 첫 번째 단계는 시작 또는 가속 단계입니다. 이 단계에서 유충은 몸을 회전시켜 'C' 모양을 만드는 경향이 있으며, 이를 준비 뇌졸중이라고 합니다. 그리고 나서 몸을 펴기 위해 반대 방향으로 밀어내는데, 이것은 추진성 뇌졸중이라고 불리며, 이것은 유충이 앞으로 나아갈 수 있도록 동력을 제공합니다. 두 번째 단계는 순환 수영입니다. 이 단계에서 유충은 거의 일정한 속도로 헤엄칩니다. 마지막 단계는 감속입니다. 이 단계에서 유충의 수영 속도는 점차 느려져 완전한 정지 상태가 됩니다. 준비 뇌졸중에서는 몸이 휘어짐으로 인해 유충이 몸 주위에 4개의 소용돌이를 일으키며, 그 중 2개는 추진 뇌졸중에서 떨어져 나갑니다.^[31] 감속 단계에서도 비슷한 현상을 볼 수 있습니다. 그러나 감속 단계의 와류에서는 시작 단계에 비해 상승된 와류 영역이 크게 관찰될 수 있습니다.

애벌레 물고기의 수영 능력은 생존에 중요합니다. 이것은 특히 포식자에게 더 취약한 대사율이 높고 크기가 작은 유충 어류에 해당됩니다. 암초 물고기 유충의 수영 능력은 적절한 암초에 정착하고 먹이를 찾아 종종 서식지 암초에서 고립되기 때문에 서식지를 찾는 데 도움이 됩니다. 따라서 암초 물고기 유충의 유충의 유영 속도는 다른 유충에 비해 상당히 높습니다(초당 ≈12cm - 100cm/s). 두 곳에서 같은 과 유충의 유충의 유영 속도는 비교적 비슷합니다.^[32] 그러나 개인마다 편차가 상당히 큽니다. 종 수준에서 길이는 수영 능력과 상당한 관련이 있습니다. 그러나 가족 수준에서 수영 능력의 변화를 길이로 설명할 수 있는 것은 16%에 불과합니다.^[32] 암초 물고기 유충의 미세성 비율(몸길이 대 최대폭)과 유충의 유영 능력 사이에도 음의 상관관계가 있습니다. 전체적인 드래그를 최소화하고 볼륨을 최대화하는 것을 제안합니다. 암초 물고기 유충은 분류군마다 중요한 수영 속도 능력이 크게 다르므로 지속 가능한 수영 속도의 높은 변동성을 초래합니다.^[34] 이것은 다시 분산 패턴, 전체 분산 거리를 변경하고 정착의 시간적 및 공간적 패턴을 제어하는 능력의 지속 가능한 가변성으로 이어집니다.^[35]

유체역학

물고기 유충과 같은 작은 배반 수영하는 사람들은 관성력과 점성력을 모두 경험하며, 그 상대적인 중요성은 Reynolds number(Re)로 표시됩니다. 레이놀즈 수는 신체 크기와 수영 속도에 비례합니다. 유충의 수영 성적은 수정 후 2-5일 사이에 증가합니다. 유충 어류는 성충에 비해 점성력이 상대적으로 높습니다. 성인과 동등한 수준으로 추력을 향상시키기 위해 꼬리 비트 주파수를 증가시켜 진폭을 증가시킵니다. 제브라피쉬에서 꼬리 비트 빈도는 수정 후 2일 동안 80 Hz에서 수정 후 3일 동안 95 Hz로 유충 연령에 걸쳐 증가합니다. 이렇게 빈도가 높아지면 수영 속도가 빨라져 수정 후 약 5일에 먹이를 먹기 시작하면 포식을 줄이고 먹이를 잡는 능력이 증가합니다. 소용돌이 쉐딩 역학은 흐름 레짐에 따라 역 비선형 방식으로 변화합니다. Strohal number는 Vortex Sheding 메커니즘의 설계 파라미터입니다. 그것은 진폭을 가진 꼬리 비트 주파수의 곱과 평균 수영 속도의 비율로 정의할 수 있습니다.^[36] Reynolds number(Re)는 유동 레짐의 주요 결정 기준입니다. 다양한 유형의 유충 실험에서 느린 유충이 Stroouhal 수는 더 높지만 레이놀즈 수는 더 낮다는 것이 관찰되었습니다. 그러나 더 빠른 유충은 반대 조건, 즉 Stroouhal 수는 낮지만 레이놀즈 수는 더 높은 조건에서 독특하게 헤엄칩니다. 유사한 속도 범위의 성어에 대해 스트라우할 수는 일정합니다. 스트러할 수는 수영하는 사람의 작은 크기뿐만 아니라 흐름 방식에 따라 다릅니다. 점성 또는 고마찰 흐름 시스템에서 수영하는 물고기의 경우와 같이 높은 신체 항력을 생성하여 Strohal 수를 증가시킵니다. 반면, 점성이 높은 시스템에서는 성체가 더 낮은 보폭에서 수영하여 꼬리 비트 주파수가 낮아지고 진폭이 더 낮아집니다. 이로 인해 동일한 변위에 대한 추력이 높아지거나 추진력이 높아져 만장일치로 레이놀즈 수가 감소합니다.^[37]

애벌레 물고기는 수정 후 5-7일에 먹이를 먹기 시작합니다. 그리고 수유를 시작한 후 며칠 안에 극심한 사망률(≈ 99%)을 경험합니다. 이러한 '임계 기간'(Hjort-1914)의 이유는 주로 유체역학적 제약 때문입니다. 애벌레 물고기는 먹이를 충분히 만나도 먹이를 먹지 못합니다. 섭식 성공의 주요 결정 요인 중 하나는 애벌레 몸의 크기입니다. 더 작은 유충은 더 낮은 레이놀즈 수(Re) 체제에서 기능합니다. 나이가 들수록 유충의 크기가 커져 수영 속도가 빨라지고 레이놀즈 수가 많아집니다. 레이놀즈의 스트라이크 성공 횟수(Re~200)가 레이놀즈의 스트라이크 실패 횟수(Re~20)보다 훨씬 높다는 것이 많은 실험을 통해 관찰되었습니다.^[38][39] 낮은 레이놀즈 수에서 흡입 공급을 수치적으로 분석한 결과, 입을 여는 데 투자된 약 40%의 에너지가 입으로 향하는 유체를 가속시키는 데 기여하기보다는 마찰력에 의해 손실된다는 결론을 내렸습니다.^[40] 감각계의 개체발생학적 개선, 조정 및 경험은 유충의 섭식 성공을 결정하는 동안 중요하지 않은 관계임 성공적인 타격은 타격 시 유충의 최대 유속 또는 속도에 긍정적으로 의존합니다. 최고 유량 속도는 또한 먹이를 포획하기 위해 틈 속도 또는 협강을 여는 속도에 따라 달라집니다. 유충이 나이를 먹을수록 몸의 크기가 커지고 틈의 속도도 빨라져 성공적인 타격 결과가 누적적으로 증가합니다.^[39]

포식자와의 조우에서 살아남는 유충의 능력은 공격을 감지하고 회피하는 능력에 전적으로 달려 있습니다. 성어는 유충에 비해 빠른 흡입 먹이 타격을 보입니다. 속도와 흐름장에 대한 유충의 민감성은 유충에게 포식에 대한 중요한 방어책을 제공합니다. 많은 먹이들이 빛이 있을 때 그들의 시각 시스템을 이용하여 포식자를 감지하고 회피하지만, 밤에 포식자를 감지하는 것은 먹이가 어려워 공격에 대한 반응이 늦어집니다. 물고기에는 측면선 시스템이라고 불리는 물을 둘러싼 다른 움직임과 몸 사이에서 발생하는 다른 흐름을 식별하는 기계적 감각 시스템이 있습니다.^[41] 애벌레는 포식자를 감지한 후 '빠른 출발' 또는 'C' 반응으로 공격을 피합니다. 헤엄치는 물고기는 몸에 가까울수록 증가하는 유속으로 자신의 몸 앞에 있는 물의 양을 방해합니다. 이 특정한 현상을 활파라고 부르기도 합니다.^[42] 'C' 시작 응답의 타이밍은 탈출 확률에 역으로 영향을 미칩니다. 공격 시 포식자와의 거리에 따라 탈출 확률이 증가합니다. 일반적으로, 먹이는 포식자와의 중간 거리(3-6mm)에서 포식자의 공격을 성공적으로 피합니다.^[41]

• 다른 물고기의 유충
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  갓 부화한 애벌레와 함께 대서양 청어 알
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  갓 부화한 청어 유충은 성냥머리에 비해 물 한 방울에.
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행동

복잡하고 다양한 운동 레퍼토리와 신경계에 의해 고등 척추동물에서 객관적인 정량화는 복잡합니다. 그러나 어린 뇌의 상대적 단순성과 기본적인 신경 경로를 가진 물고기의 단순한 신경계는 제브라피시 유충이 척추동물의 운동 레퍼토리와 신경계 사이의 상호 연결을 연구하는 데 적합한 모델이 될 수 있습니다. 행동은 유기체의 건강과 생존을 결정하는 내재적 힘과 외재적 힘 사이의 독특한 인터페이스를 나타냅니다.^[43] 애벌레 제브라피시는 탈출 반응, 먹이 추적, 광운동 반응 등과 같은 많은 운동 행동을 수행합니다. 이러한 동작은 신체 위치에 따라 'C'-스타트, 'J'-턴, 느린 스쿠트, 일상적인 턴 등으로 분류할 수 있습니다. 물고기 유충은 뚜렷한 운동 행동으로 조도의 급격한 변화에 반응합니다. 유충은 어두운 것에 비해 밝은 빛의 기간 동안 높은 운동 활동을 보입니다. 이러한 행동은 유충이 어둠 속에서 먹이를 먹지 않는 반면, 빛 속에서 먹이를 찾는다는 생각으로 이어질 수 있습니다.^[44] 또한 빛 노출은 포유류에서 볼 수 있는 것과 매우 유사한 어두운 상태보다 어두운 상태에서 더 높은 운동 활동으로 빛과 어둠의 일주기 동안 유충의 운동 활동을 직접 조작합니다. 어둠이 시작된 후, 유충은 점진적으로 떨어지기 전에 과활동적인 스쿠트 움직임을 보입니다. 이 행동은 해가 지기 전에 대피소를 찾는 것과 관련이 있을 수 있습니다. 또한 유충은 이 갑작스런 밤을 잔해 밑으로 처리할 수 있으며 이러한 과잉 활동은 유충이 조명이 켜진 지역으로 다시 이동하는 것으로 설명할 수 있습니다.^[44] 어두운 기간이 길어지면 유충의 명암 반응성이 떨어질 수 있습니다. 유충은 빛의 소멸 후 사라지는 광원을 향해 큰 각도로 회전하기 때문에 유충의 항해 반응을 설명합니다.^[44] 급성 에탄올 노출은 유충의 시각적 민감도를 감소시켜 밝고 어두운 기간 변화에 반응하는 잠복기를 유발합니다.^[43]

참고 항목

• 수중 운동 – 액체 매체를 통해 생물학적으로 추진되는 운동; 수동적인 수영(부유)과 대조적으로; 원하는 위치로 이동하기 위해 에너지를 소모합니다. 위키데이터 설명을 폴백으로 표시하는 페이지
• 마이크로스위머
• 운동에서 피부의 역할 – 동물의 운동에서 외피 시스템의 사용
• 공기와 물에서의 운동에 대한 절충 – 수영과 비행, 진화와 생물물리학의 비교
• 기복 운동 – 동물을 앞으로 나아가게 하는 파도와 같은 움직임 패턴이 특징인 운동입니다. 예: 뱀을 기어다니거나, 램프리에서 수영하는 것. 일반적으로 사지가 없는 동물이 사용합니다. 위키데이터 설명을 폴백으로 표시하는 페이지

참고문헌

더보기

외부 링크

• 물고기가 수영하는 방법: 연구는 근육의 신비를 해결합니다.
• 모의 물고기 이동
• 생물학적으로 영감을 받은 수영 로봇의 기본 원리에 대한 기본 소개
• 수영의 생체역학.