육상 생물의 출현과 골격 발달, 수중과 육상에서 부력과 수압,기압

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저는 고등학생이고. 제가 가지고있는 화학1 참고서에 이런 문제가 있습니다.

 

문제:모든 생명체에 있어서 그들의 몸을 구성하는 물질 중 가장 많은 성분을 차지하는 것은 공통적으로 물이다. 물은 생명 현상에 있어서 꼭 필요한 물질 중 하나이다. 이러한 이유에서 화성에서 물이 발견되었다는 사실로부터 화성에 생명체가 살고 있을지도 모른다는 추측이 가능했던 것이다. 지구상에서 최초로 출현한 생물체 또한 육상이 아닌 물속에서 발견되었다. 바다에서 출현한 생물이 경직된 골격을 형성하는 쪽으로 진화를 하면서 육상으로 올라온 것이다. 육상 생물의 골격 구조가 수중 생물의 골격 구조보다 좀더 경직되고 복잡한 것은 물의 어떤 특성과 관련이 있는지 설명하시오.

 

책에 실려있는 풀이:물속에서는 물의 부력으로 인하여 육상에서보다 더 적은 중력을 느끼게 된다. 어떤 물체가 유체 속에 있을 때 그 물체에 작용하는 부력=dgV (V:물체의 부피,

g:중력 가속도, d:유체의 밀도)가 된다. 따라서 진공이 아닌 유체 속에서 어떤 물체에 작용하는 알짜힘은 중력에서 유체의 부력을 뺀 F=mg-dgV가 된다. 수중과 육상을 비교해 볼 때 수중은 물이라는 유체에, 육상은 공기라는 유체에서 생명체가 살아가게 된다. 그런데 물의 밀도가 공기에 비하여 훨씬 크므로 같은 물체라 할지라도 공기 중보다 물속에서 더 적은 힘을 받게 되는 것이다. 그러므로 육상에서 살기 위해서는 수중에서 살 때보다 더 큰 힘에 견디기 위하여 더 복잡하고 경직된 골격 구조를 형성한다.

 

이 문제에 대해서 이해를 못하겠는것은 아닙니다. 어차피 몸은 육상에서나 물속에서나 그 중력은 똑같고, 물에서는 유체 밀도가 커서 부력이 큰데, 부력은 중력의 반대방향 이므로

알짜힘이 물속에서 더 작다는 것 아닙니까?

 

그런데 이 책의 다른 부분을 읽다가 이러한 내용을 알게되었습니다. 공기보다 물의 밀도가 크므로 대기압보다 수중에서 받는 수압이 훨씬 크다는 것을요.

육상에서는 부력이 적어 알짜힘을 많이받고 수상에서는 부력이 커 알짜힘을 적게 받는다 해도 깊숙한 바다로 가면 수압이 커서 더 많은 압박을 받지 않을까요? 그런데 왜 생물체는 육상생물로 진화하면서 골격 구조의 발달을 필요로 했을까요? 수압으로 받는 압박을 견디려면 더 튼튼한 골격 구조가 필요하지 않을까요?