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미래 숲에는 어떤 동물들이 살아가게 될까요?
안녕하세요. 지구 온난화와 환경 파괴가 계속되면서 미래의 숲은 지금과는 매우 다른 모습으로 변화할 가능성이 높은데요, 이에 따라 그 숲에서 살아가는 동물들의 구성도 크게 달라질 수밖에 없습니다. 먼저, 기후 변화에 강한 동물들, 즉 적응력이 뛰어난 종들이 미래 숲의 주인이 될 가능성이 높습니다. 예를 들어, 고온과 건조한 환경에서도 생존할 수 있는 파충류나 설치류, 그리고 먹이가 다양하고 생태계 변화에 잘 적응하는 잡식성 동물들이 대표적입니다. 반면, 기후 변화에 민감하거나 특정한 서식지나 먹이에 의존하는 전문화된 동물들, 예를 들어 북극곰이나 큰 유인원 같은 동물들은 더욱 위기에 처할 수 있습니다. 또한 인간의 도시 확장과 숲의 단절로 인해 서식지 파편화가 심해지면, 이동성이 낮은 동물들은 생존이 어렵고, 도시 주변 환경에 적응한 종들(예: 까치, 고양이, 너구리 등)이 더 많아질 수 있습니다. 하지만 희망적인 점도 있는데요, 인간의 노력에 따라 멸종 위기 동물들이 다시 숲으로 돌아오는 사례도 존재합니다. 예를 들어, 보전 생물학과 복원 생태학의 발전으로 인해 보호구역 조성, 재도입 프로그램, 인공 번식 등의 방식으로 멸종 위기 종을 되살리려는 시도가 활발히 이루어지고 있습니다. 대표적인 예로는 유럽의 늑대, 한국의 산양, 일본의 따오기 등이 있습니다. 정리하자면, 미래의 숲은 기후 변화와 인간의 영향을 받아 더 적응력 있는 동물들이 중심이 되는 생태계로 변화할 가능성이 크며, 동시에 인간의 보존 노력이 어느 정도 이루어지느냐에 따라 멸종 위기 동물의 생존 여부도 달라질 수 있습니다. 숲의 생태계는 인간과 동물이 함께 만들어가는 공간이기에, 우리의 선택이 그 미래를 크게 좌우하게 될 것입니다.
학문 / 생물·생명
25.05.18
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비만이 왜 안좋은 것인가요?????
안녕하세요.비만이 건강에 해로운 이유는 단순히 체중이 많이 나간다는 '결과' 자체보다, 그 과정과 비만 상태가 우리 몸에 미치는 생리적 영향 때문입니다. 물론 에너지를 저장한다는 점에서는 생존에 유리할 수 있지만, 현대 사회에서는 그 균형이 무너진 경우가 많기 때문에 건강 문제로 이어질 수 있습니다. 먼저, 비만 자체는 단순한 에너지 저장 이상의 문제인데요, 비만 상태에서는 체내에 과도한 지방 조직이 쌓이면서 호르몬 불균형, 만성 염증 반응, 인슐린 저항성 등이 유발되어 당뇨병, 고혈압, 심혈관 질환, 지방간, 일부 암의 발생 위험이 높아집니다. 특히 복부비만은 내장지방이 장기 기능에 직접적인 악영향을 미치기 때문에 더 위험한 것으로 알려져 있습니다. 또한, 비만은 종종 고지방·고당분·저영양 식품의 과잉 섭취와 운동 부족, 스트레스, 수면 부족 등 건강하지 않은 생활 습관과 밀접하게 연관되어 있어서, 그 자체만이 아니라 비만에 이르는 생활습관이 건강에 좋지 않은 경우가 많습니다. 물론 말씀하신 것처럼 구석기 시대나 기근이 많던 과거에는 에너지를 저장해 두는 것이 생존에 유리했기 때문에, 비만 경향은 진화적으로 생존 전략 중 하나였을 수 있습니다. 그러나 현대 사회는 음식이 풍부하고 움직임은 줄어든 환경이기 때문에, 그 전략이 오히려 건강에 부담이 되는 경우가 많아졌습니다. 따라서 요약하면, 비만은 단순히 에너지를 비축하는 것 이상의 생리적·의학적 영향을 가지며, 비만 상태 자체와 그 원인이 되는 생활 습관 모두가 현대인의 건강을 위협하는 주요 요인이 되는 것입니다.
학문 / 생물·생명
25.05.18
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가스가 차는 이유는 무엇인지 궁금합니다.
안녕하세요. 음식 섭취 후 배에 가스가 차는 것은 우리 몸의 소화 과정에서 자연스럽게 일어나는 현상인데요, 체내 가스는 주로 두 가지 경로로 생깁니다. 첫 번째는 우리가 음식을 먹거나 말할 때 함께 삼키는 공기(질소, 산소 등) 때문이고, 두 번째는 장내 세균이 음식물 특히 탄수화물을 분해하는 과정에서 발생하는 가스입니다. 이때 수소, 메탄, 이산화탄소 같은 기체가 만들어지는데, 바로 이들이 복부 팽만이나 방귀의 원인이 됩니다. 방귀는 이렇게 생긴 가스를 몸 밖으로 배출하는 자연스러운 방법입니다. 가스가 계속 몸속에 머물면 복통이나 불편감을 유발할 수 있기 때문에, 몸은 항문을 통해 이를 배출하는 방식으로 균형을 맞추는 것입니다. 즉, 방귀는 건강한 소화 과정의 일부이자, 체내 압력을 조절하는 중요한 기능입니다. 이러한 현상은 사람에게만 있는 것이 아니라, 강아지, 고양이, 소, 말, 심지어는 고래나 뱀과 같은 동물들에게도 나타납니다. 특히 초식동물들은 섬유소가 많은 식물을 소화하면서 장내에서 가스가 더 많이 생기는 경향이 있어 방귀를 자주 뀌는 경우도 많습니다. 따라서 가스가 차는 이유는 공기의 삼킴 + 장내 세균의 활동 때문이며, 방귀는 이를 자연스럽게 배출하는 생리 현상이고, 사람뿐 아니라 대부분의 동물들도 비슷한 과정을 겪는다는 점에서 매우 보편적인 생물학적 현상이라 할 수 있습니다.
학문 / 생물·생명
25.05.18
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미라쿨린의 작용원리가 어떻게 되는지 잘모르갰어요
안녕하세요. 해당 그림은 미라쿨린(miraculin)이 단맛 수용체(TAS1R2/TAS1R3)에 어떻게 작용해서 신맛을 단맛으로 바꾸는 원리를 설명한 것입니다. 그림을 하나씩 단계별로 해석하면서 왜 산성 환경에서 단맛을 느끼는지, 그리고 중성 상태에서는 왜 단맛을 느끼지 않는지 설명해드리겠습니다. 우선 TAS1R2/TAS1R3: 단맛을 감지하는 수용체 단백질 복합체, MCL (Miraculin): 미라쿨린. 단맛 수용체에 붙지만 중성 상태에서는 활성화되지 않는다, ATD, CRD, TMD: 수용체의 구조적 영역들, His590: 수용체 상의 히스티딘 아미노산으로, pH에 따라 반응합니다. Neutral pH (중성 상태)인데요, 미라쿨린(MCL)은 이미 수용체에 결합해 있지만 "inactive (비활성화)" 상태입니다. 단맛 수용체(TAS1R2/TAS1R3)가 ‘휴지 상태(resting state)’에 있으며, 이 상태에서는 단맛을 거의 느끼지 못합니다. 그래서 중성 상태에서는 미라쿨린이 있어도 단맛을 유발하지 않습니다. Extracellular acidification (세포 외부가 산성)에서 산(예: 레몬즙 등)이 들어오면 pH가 낮아지고, 수소 이온(H⁺)이 많아집니다. 이때 미라쿨린의 구조가 변하면서 '활성화된 형태'로 바뀝니다. (Active MCL) 수용체 일부가 부분적으로 자극되어 '부분적 활성화(partial activation)' 상태가 되며, 여기서부터 단맛을 조금 느끼게 되기 시작합니다. Intracellular acidification (세포 내부까지 산성화됨)의 경우 약한 산성 환경이 세포 내쪽으로도 영향을 주면, 수용체 내 특정 잔기(예: His590)까지 변성됩니다. 이로 인해 미라쿨린이 단맛 수용체를 완전히 활성화시킵니다 (Full activation). 입에 신맛 나는 음식을 먹었지만, 단맛 수용체가 완전히 자극되어 ‘달게’ 느껴지는 현상이 발생하게 되는 것입니다. 이러한 미라쿨린이 영양치료에 유용한 것은, 미라쿨린은 신맛 나는 음식(비타민C가 많은 과일 등)을 달게 느끼게 해주기 때문에, 항암치료 등으로 미각이 둔해진 환자나 식욕이 없는 사람에게 식욕을 도와주는 데 활용될 수 있습니다.
학문 / 생물·생명
25.05.18
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공룡의 배설물도 화석으로 남아있다는데 그것이 공룡의 배설물이라는 것은 어떻게 알 수 있나요?
안녕하세요. 공룡의 배설물 화석, 즉 '코프로라이트(coprolite)'는 실제로 고생물학에서 매우 중요한 연구 자료입니다. 그렇다면 어떻게 이것이 공룡의 배설물이라는 걸 알 수 있을까요? 단순히 생긴 모양이나 연대만으로는 단정할 수 없기 때문에, 여러 과학적 분석과 근거를 바탕으로 판단합니다. 우선, 지질학적 층위, 즉 화석이 발견된 지층의 연대가 중요한데요, 그 지층이 중생대(트라이아스기~백악기)에 형성된 것이라면, 그 시기에 살았던 생물들의 후보가 좁혀지게 됩니다. 만약 공룡이 지배하던 시대와 일치하는 층에서 발견되면, 그 배설물도 공룡의 것일 가능성이 커지지요. 다음으로, 배설물의 크기와 형태도 판단 근거가 됩니다. 예를 들어, 매우 큰 코프로라이트는 작은 동물들이 만들 수 없는 것이므로, 대형 동물인 공룡과 같은 생물의 것일 가능성이 큽니다. 내용물 분석도 매우 중요합니다. 어떤 코프로라이트 안에는 소화되지 않은 뼈 조각, 비늘, 식물 조직 등이 남아 있는데, 이를 통해 초식공룡인지 육식공룡인지까지 유추할 수 있습니다. 또한 같은 지층에서 발견된 공룡 발자국, 뼈 화석 등과의 거리나 분포 관계도 고려됩니다. 이런 자료들이 서로 일치하면, 그 배설물이 공룡의 것일 가능성이 매우 높아집니다. 마지막으로, X선 촬영, 현미경 분석, 화학 성분 분석 같은 과학적 방법으로 내부 구조와 성분을 조사하여 일반적인 암석과 구분하며, 생물학적 기원을 확정합니다. 결론적으로, 공룡의 배설물인지 여부는 지층 연대, 크기와 형태, 내부 내용물, 주변 화석 분포, 그리고 과학적 분석 결과 등 여러 요소를 종합적으로 고려해서 판단합니다. 단순한 추정이 아닌 과학적 근거에 기반한 결론이기 때문에 고생물학 연구에서 신뢰할 수 있는 정보로 활용됩니다.
학문 / 생물·생명
25.05.17
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뇌가 클수록 머리가 좋을 확률이 높나요?
안녕하세요. 뇌의 크기와 지능 사이에는 어느 정도 상관관계가 있지만, 단순히 뇌의 절대적인 크기만으로 지능을 판단할 수는 없습니다. 실제로 중요한 것은 뇌의 크기보다 '뇌-신체 비율(뇌량지수, EQ)'입니다. 이 수치는 뇌의 크기를 몸무게에 비례해 측정한 것으로, 생물마다 적절한 비교를 가능하게 해줍니다. 예를 들어, 고래나 코끼리는 뇌 자체는 매우 크지만 몸집도 워낙 커서 뇌-신체 비율은 그렇게 높지 않습니다. 반면, 사람은 뇌가 체중에 비해 매우 큰 편이며, 복잡한 사고, 언어, 도구 사용 등 고도의 인지 능력을 갖추고 있지요. 사람 다음으로는 돌고래, 일부 영장류(예: 침팬지), 까마귀, 앵무새 등이 높은 뇌량지수를 보여주며 비교적 높은 지능을 가지고 있습니다. 개나 고양이도 뇌는 작지만, 훈련 능력이나 사회적 상호작용 등에서 상당한 지능을 보이는 동물입니다. 특히 개는 인간의 말을 어느 정도 이해하고 복잡한 명령을 수행할 수 있으며, 고양이도 문제 해결 능력과 기억력이 좋습니다. 결론적으로 말하자면, 뇌의 절대 크기보다는 뇌-신체 비율과 뇌의 구조, 특히 대뇌피질의 발달 정도가 지능에 더 큰 영향을 미칩니다. 그래서 머리가 크다고 반드시 더 똑똑한 건 아니며, 작아도 효율적인 뇌 구조를 가진 동물은 충분히 높은 지능을 가질 수 있습니다.
학문 / 생물·생명
25.05.17
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나비도 여러 종류가 있는데,사람에게 피해를 주는 나비들이 있나요?
안녕하세요. 나비는 대체로 사람에게 직접적인 피해를 주지 않는 곤충이지만, 일부 종류는 농작물에 간접적인 피해를 줄 수 있습니다. 특히 나비의 애벌레 시기, 즉 유충 단계에서 잎을 갉아먹는 습성 때문에 농민들에게는 해충으로 여겨지는 경우도 있습니다. 예를 들어 배추흰나비의 애벌레는 배추, 무와 같은 채소를 갉아먹어 농작물 수확에 지장을 줄 수 있습니다. 이런 점에서 유해한 나비도 존재한다고 볼 수 있지만, 대부분의 나비는 꽃의 꿀을 빨아먹으며 살아가고 식물의 수분을 도와주는 등 생태계에서 중요한 역할을 하므로 유익한 존재로 평가됩니다. 일반적으로 나비는 성충이 되면 꽃의 꿀을 주로 먹지만, 종류에 따라 썩은 과일, 수액, 동물의 분변, 시체에서 나는 수분 등을 빨아 먹기도 합니다. 이는 꿀 외에도 아미노산이나 무기질 같은 영양분을 보충하기 위한 행동입니다. 나비의 생애주기는 네 단계로 구성되며, 알 → 애벌레(유충) → 번데기 → 성충(어른나비)의 과정을 거칩니다. 각 단계의 기간은 나비의 종류와 주변 환경에 따라 달라지며, 전체 생애는 몇 주에서 몇 달까지 다양합니다. 성충이 된 나비는 보통 며칠에서 몇 주 정도 살며, 일부는 한두 달까지도 생존합니다. 겨울에는 대부분 알이나 번데기 상태로 겨울잠을 자며 다음 해에 다시 활동을 시작합니다. 즉 대부분의 나비는 인간에게 직접적인 피해를 주지 않으며 오히려 자연 생태계에서 중요한 역할을 합니다. 하지만 애벌레 시기에 일부 농작물에 피해를 줄 수 있어 유해한 나비도 존재한다고 할 수 있습니다.
학문 / 생물·생명
25.05.17
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우리 주변에 자주 보이는 일반적인 거미는 보통 알을 어느정도 낳고 얼마나 사는건가요?
안녕하세요. 우리 주변에서 자주 볼 수 있는 일반적인 거미는 종류에 따라 차이가 있지만, 대부분 한 번에 수십 개에서 많게는 수백 개의 알을 낳습니다. 예를 들어 흔히 볼 수 있는 집거미는 한 번에 약 50~100개의 알을 낳으며, 일생 동안 여러 번 산란을 합니다. 어떤 종은 알을 부드러운 실로 감싸 낭 모양의 알주머니를 만들고, 이를 안전한 곳에 붙여두거나 몸에 지니고 다니며 보호하기도 합니다. 거미의 수명은 역시 종류에 따라 다양한데, 대부분의 일반적인 거미는 약 1년 정도 살며, 짧게는 몇 달에서 길게는 2~3년까지 사는 종도 있습니다. 특히 열대나 온대 지역에 사는 일부 대형 거미나 타란툴라 종류는 환경이 좋고 천적이 없다면 10년 이상 살기도 합니다. 거미줄은 단백질로 구성된 실크(silk)로, 거미의 배 쪽에 있는 '실샘(spinneret)'이라는 기관에서 분비됩니다. 이 실은 공기 중에 노출되면 빠르게 고체화되어 단단한 실로 변합니다. 놀라운 점은 이 거미줄이 같은 굵기의 강철보다 인장강도가 높고 매우 유연하다는 점입니다. 거미는 용도에 따라 서로 다른 종류의 실을 만들어내며, 그물 제작용, 알주머니 제작용, 먹이를 감싸는 용, 이동용(예: 밧줄처럼 쓰는 드래깅 라인) 등 다양한 용도로 활용합니다. 정리하자면 우리가 흔히 보는 거미는 비교적 많은 수의 알을 낳고 짧은 생애를 가지며, 고도로 발달한 생물학적 능력을 통해 주변 환경에서 성공적으로 살아갑니다. 거미줄은 그 생존 전략의 핵심 도구라 할 수 있습니다.
학문 / 생물·생명
25.05.17
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AI관련 바이오산업의 발전은 어느정도 수준인가요?
안녕하세요. 한국의 AI 기반 바이오산업은 최근 몇 년 사이 빠르게 성장하고 있으며, 정부와 민간의 협력이 활발히 이루어지고 있습니다. 보건복지부는 AI를 활용한 신약 개발을 적극 지원하고 있는데요 예를 들어, AI 신약개발 경진대회를 개최하여 국내외 연구자들에게 AI 모델 개발 기회를 제공하고 있으며, 이를 통해 AI와 제약산업의 융합을 촉진하고 있습니다. 또한, 과학기술정보통신부는 'AI 바이오 확산전략'을 수립하여 바이오 연구개발(R&D)의 효율화를 목표로 하고 있는데요, 이 전략은 분자 단위의 3D 생체분자 기능 예측, 신약 스크리닝 및 안전성 예측, 개인 맞춤형 진단 및 약물 반응 예측 등을 포함하고 있으며, 이를 통해 신약 개발 시간과 비용을 절감하려는 노력이 진행 중입니다 . 국내 주요 제약사들도 AI를 활용한 신약 개발에 적극 참여하고 있습니다. 예를 들어, 삼성바이오로직스는 미국의 생성형 AI 기반 단백질 설계 기업인 제너레이트 바이오메디슨에 투자하여 AI-항체의약품 설계 기술을 확보하고자 하고 있습니다. 또한, SK바이오팜은 자체 AI 신약 개발 플랫폼을 구축하여 후보 물질 설계와 탐색 단계에 활용하고 있으며, 한미약품은 AI 기반 약물 설계 기술을 활용하여 비만 치료제 후보 물질을 발굴하는 등 다양한 노력이 이루어지고 있습니다 . 그러나 이러한 발전에도 불구하고, 인프라와 인재 부족, 제도적 한계 등은 여전히 해결해야 할 과제로 남아 있는데요 특히, AI 연구에 필요한 GPU와 같은 인프라 부족, 데이터 접근의 어려움 등이 연구의 발목을 잡고 있다는 지적이 있습니다. 그럼에도 불구하고, 정부와 민간의 지속적인 노력과 협력을 통해 한국의 AI 기반 바이오산업은 더욱 발전할 것으로 기대됩니다.
학문 / 생물·생명
25.05.17
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식물원 변화, 계절 따라 달라지는 모습이 신기한데 이유가 있을까요?
안녕하세요. 식물원에서 계절마다 식물들의 모습이 달라지는 이유는 식물들이 계절 변화에 따라 생장, 휴면, 개화, 낙엽 등의 생리적 반응을 보이기 때문인데요, 이는 주로 온도, 일조량(햇빛의 양), 강수량, 낮과 밤의 길이(광주기) 같은 환경 요인에 의해 조절됩니다. 예를 들어서 봄에는 기온 상승과 일조량 증가로 인해 식물들이 휴면에서 깨어나 새싹을 틔우고 꽃을 피웁니다. 여름에는 햇빛이 풍부하고 온도가 높아 광합성 활동이 활발해지면서 잎이 무성해지죠. 가을이 되면 낮이 짧아지고 온도가 떨어지면서 낙엽이 들고 열매를 맺는 시기가 됩니다. 겨울에는 대부분의 식물이 휴면 상태에 들어가 생장 활동을 멈춥니다. 식물원은 이런 자연스러운 생장 주기를 존중하면서도 방문자에게 다양한 식물의 모습을 사계절 내내 보여주기 위해 일부 인공적인 환경 조절도 합니다. 예를 들어 온실에서는 열대나 아열대 식물을 사계절 감상할 수 있도록 온도와 습도를 조절하고, 계절별로 꽃이 피는 식물들을 배치해 항상 볼거리가 있도록 기획합니다. 또한 식물원 조성 시에는 다음과 같은 요소들도 고려됩니다. 첫째 기후대별 식물 구역 구성 (온대, 열대, 사막 식물 등), 둘째. 계절감을 살린 경관 디자인 (봄에는 벚꽃, 여름엔 수국, 가을엔 단풍 등), 셋째. 교육적 가치 (희귀종, 자생종, 약용식물 등 소개), 넷째. 생물 다양성 보전 및 연구 목적입니다. 이처럼 식물원의 계절별 변화는 단순히 보기 좋기만 한 것이 아니라, 식물의 자연 생태적 리듬을 보여주는 소중한 교육의 장이기도 하며, 계절마다 다른 모습을 관찰하는 건 매우 의미 있는 경험이라고 할 수 있습니다.
학문 / 생물·생명
25.05.15
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