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동물의 세계 에서 "부르스 효과" 라는 용어를 쓰는데요..의미를 알려주세요
안녕하세요. "부르스 효과"에 대해서 설명드리겠습니다. 영국의 동물학자 힐다 브루스는 실험실에서 새끼를 밴 암컷이 새로운 수컷과 함께 살게 될 경우 자발적으로 유산하는 현상을 발견하여 일찍이 ‘네이처’에 보고한 바 있습니다. 이른바 이 ‘브루스 효과’가 최근에 야생 원숭이들 가운데서도 관찰되어 ‘사이언스’에 발표되었는데요, 한 원숭이 집단을 새로운 알파 수컷이 장악하자 놀랍게도 그 수컷이 집권한 당일에 암컷들이 일제히 유산을 했는데, 유산하지 않은 두 마리 가운데 하나는 재빨리 배란의 징후를 보여 임신 상태임에도 새 수컷과 짝짓기를 하였고, 그런 기만 행위를 하지 않은 다른 암컷은 결과적으로 그 수컷에게 아이를 잃고 말았습니다. 이는 암컷들의 몸에서 손익계산의 결과에 따라 작동하는 진화적 메커니즘인데요, 태어나면 어차피 새로운 수컷에게 죽임당할 새끼는 일찌감치 포기하고 다음 번식 기회를 찾는 편이 자원과 에너지 측면에서 유리하기 때문입니다. 물론 동물들이 의식적으로 내리는 결정이 아니라 새로 등장한 수컷이 분비하는 페로몬이 암컷의 몸에 생리학적 반응을 일으켜 벌어지는 일이라고 보시면 됩니다.
학문 / 생물·생명
24.10.23
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삼색고양이 공동우성과 중간유전 둘 다
안녕하세요. '삼색털'은 단일 품종이 아니라 모피 종류가 삼색인 고양이를 말하는데요, 한국의 삼색털 고양이는 대부분 한국고양이입니다. 삼색털이 나타나는 유전자는 X 염색체 상에 있기 때문에 삼색털 고양이는 거의 모두 암컷이고, 매우 드물게 수컷이 태어나도 무조건 불임입니다. 염색체는 생명체 유전 정보를 유전자 형태로 운반하는 물질로, 세포 안에 존재하는데요, 부모에게서 염색체 1개씩 물려받아 한 쌍을 이루며, 염색체 하나에는 수백에서 수천 가지 유전자가 들어 있습니다. 성염색체는 생물의 성별을 결정하는 염색체인데요, X염색체와 Y염색체 두 종류가 있습니다. 부모에게 X염색체를 하나씩 물려받아 XX염색체를 가졌다면 암컷이 되며, 엄마에게서 X염색체를, 아빠에게서 Y염색체를 물려받으면 XY라는 염색체 쌍을 가진 수컷이 됩니다. 주황 털과 검은 털을 결정하는 유전자는 X염색체에 들어있고, X염색체 두 개에 각각 주황 털을 만드는 유전자가 있다면 주황색 암컷 고양이가, 모두 검은 털을 만드는 유전자를 가졌다면 검은색 암컷 고양이가 됩니다. 흰 털은 성염색체가 아닌 다른 염색체에 유전자가 있어 성별에 상관없이 어떤 고양이에게서도 날 수 있습니다. 그런데 X염색체 하나에는 주황 털을 만드는 유전자가, 다른 X염색체에는 검은 털을 만드는 유전자가 있다면 어떻게 될까요? 영국의 유전학자 메리 F. 라이언은 이럴 때 세포마다 XX염색체 중 한쪽 유전자가 무작위로 활동하지 않는 현상을 발견했으며, 주황 털 유전자가 활동하지 않는 부분에선 검은 털이 나고, 검은 털 유전자가 활동하지 않으면 주황 털이 나는 것입니다. 이렇다 보니 삼색 고양이의 무늬는 다양한데요, 색깔 조합도 꼭 주황색과 검은색, 흰색만 있는 것이 아닙니다. 흰색과 주황색 털이 번갈아 나서 크림색처럼 보이기도 하고 검정과 주황 털이 섞여 나 청회색처럼 보이기도 하며, 자손에게 유전되는 부분도 무작위입니다. 부모 고양이가 삼색이라도 자식은 삼색이 아닐 수 있습니다.
학문 / 생물·생명
24.10.23
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새들의 날개짓은 일분에 몇 번 정도 하나요
안녕하세요.새들이 날아가기 위해 하는 날갯짓 횟수는 종에 따라 매우 다릅니다. 새들의 크기, 비행 스타일, 날개 구조 등이 영향을 미치기 때문입니다. 일반적으로는 작은 새일수록 더 빠른 속도로 날갯짓을 하고, 큰 새는 느린 속도로 날갯짓을 합니다. 예를 들어서 벌새는 1초에 대략 60번~200번까지도 날갯짓을 할 수 있는 것으로 알려져있는데요, 사람이 보통 분당 78회 심박 수를 가졌다면, 비행하는 벌새는 전형적으로 1,200번의 심박수를 지닌다고 합니다. 특히 큰 새들은 지속적으로 날갯짓을 하기보다는 상승 기류를 타거나 활공을 통해 에너지를 절약하며 긴 거리를 이동하는 경향이 있으며, 따라서 새들의 날갯짓 횟수는 그들의 크기와 비행 스타일에 따라 크게 다르지만, 일반적으로 작은 새들은 더 자주, 큰 새들은 덜 자주 날갯짓을 한다고 볼 수 있습니다.
학문 / 생물·생명
24.10.23
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유전자 조작과 유전자 편집은 서로 다른것인가요?
안녕하세요. 유전자 조작과 유전자 편집은 모두 유전 물질을 다루는 기술이지만, 접근 방식과 목적에서 차이가 있습니다. 유전자 조작은 외부의 유전자를 생물체에 삽입하거나, 특정 유전자를 삭제, 수정하여 생명체의 특성을 변화시키는 방식입니다. 이 과정에서는 종종 다른 생물의 유전자를 삽입해 새로운 특성을 부여하는 경우가 많습니다. 예를 들어, GMO 작물처럼 한 생물체에 다른 종의 유전자를 넣어 특정 특성을 만들거나 강화하는 것이 여기에 속합니다. 유전자 재조합 기술을 사용하여, 기존 생물체의 유전자에 외부 유전자를 추가합니다. 유전자 편집은 특정 위치에서 정확하게 DNA를 수정하는 기술입니다. 이 과정에서 다른 생물체의 유전자를 삽입하는 대신, CRISPR-Cas9과 같은 도구를 사용해 특정 유전자를 표적하여 직접 교정하거나 편집합니다. 이는 작은 변화(돌연변이)부터 특정 유전자의 완전한 비활성화까지 가능하게 합니다. 특정 유전자의 활성화 또는 비활성화를 통해 생물체 내에서 이미 존재하는 유전자의 일부를 조정하여 변화를 일으킵니다. 외부 유전자를 추가하는 것이 아니라 기존 유전자를 편집하는 점에서 차별화됩니다. 생명 연구자들은 유전자 조작은 외부 유전자를 추가하여 변형된 생물체를 만드는 방식에 집중하는 반면, 유전자 편집은 생물체의 기존 유전자를 보다 정밀하게 조정하는 기술로 간주합니다. 요약하자면, 유전자 조작이 더 폭넓고 외부 유전자를 도입하는 반면, 유전자 편집은 더 세밀하고, 생물체 자체의 유전자 수정을 강조합니다. 이 두 기술 모두 생명 연구에서 중요한 도구로 활용되며, 특히 유전자 편집 기술은 최근 정밀성과 효율성 덕분에 큰 관심을 받고 있습니다. 생명 연구자들은 두 기술을 목적과 방법론에 따라 다르게 접근하는 편입니다.
학문 / 생물·생명
24.10.23
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미역은 수생식물이 아니라는데 정말 사실인가요
안녕하세요.결론부터 이야기하자면 해조류는 식물이기도 하고 아니기도 한데요 동, 식물을 분류하는 방법에 따라 식물이 아닐 수도 있고, 넓은 의미로 식물에 포함되는 해조류의 종류가 있기도 합니다. 식물은 줄기의 아래쪽에 뿌리가 연결되어 있고, 그 뿌리를 통해 땅속의 물과 양분을 빨아들이며 살아갑니다. 하지만 해조류는 그런 의미로 보았을 때에는 식물로 보기가 어렵습니다. 해조류도 마찬가지로 뿌리를 가지고 있지만 뿌리의 역할은 흙 속의 물과 양분을 흡수하는 것이 아닌 바위나 땅 위에 붙어 있는 역할을 하기 위함인데요, 하지만 식물의 잎사귀에 해당하는 엽상체를 통해 양분을 얻고 빛을 받아 광합성을 하여 산소를 만들어 내는 점에서는 공통점도 있다고 할 수 있습니다. 해조류는 생물학적인 분류 군을 따로 받을 정도의 위상을 가졌지만 계통분류학의 발달로 분류학적 지위를 잃었다고 하는데요, 분류학의 초창기 동, 식물로 만 생물을 나눌 때엔 해조류는 식물에 속했지만 이후 동, 식물 이외에 원생생물이라는 분류가 생기면서 조류는 식물과 다른 특징으로 인해 조류라는 별도의 카테고리로 묶였고 다시 진핵생물이라는 이름으로 분류되기도 하였답니다. 최근 DNA 염기서열을 기준으로 계통 군의 정리가 이루어지면서 원생생물계라는 분류 군이 해체되고 홍조류, 녹조류, 회색 조류 등의 일부 해조류들이 넓은 의미의 식물계에 포함이 되었어요. 나머지는 각각의 계통으로 뿔뿔이 흩어졌습니다. 해조류는 자라는 바다의 깊이와 색깔, 광량에 따라 크게 녹조류, 갈조류, 홍조류로 나뉘는데요, 다시마, 미역, 톳 등이 속한 갈조류와 김, 우뭇가사리 등의 홍조류, 파래 등은 녹조류에 속합니다. 우리나라에 서식하는 500여 종의 해조류 중 50여 종이 식용으로 이용되고 있습니다. 주로 김, 미역, 다시마 파래, 톳 등을 식재료로 많이 이용하고 있습니다.
학문 / 생물·생명
24.10.23
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일벌이나 일개미가 이타적인 행동을 하는 이유는 무엇인가요?
안녕하세요.일벌이나 일개미가 자신은 생식 능력이 없으면서도 여왕벌이나 여왕개미가 낳은 새끼를 보살피고, 집단을 위해 헌신하는 이타적인 행동은 친족 선택과 포괄적 적합도(inclusive fitness) 개념으로 설명할 수 있습니다. 일벌과 일개미는 여왕과 매우 가까운 유전적 친족 관계를 가지고 있습니다. 사회성 곤충에서 자매들 간의 유전적 유사성은 특히 높으며, 일개미나 일벌은 여왕벌과 동일한 부모에게서 태어나므로 형제자매에게 자신과 유사한 유전자를 공유합니다. 따라서 자신이 직접 자손을 남기지 않더라도 형제자매의 자손을 돌봄으로써 간접적으로 자신의 유전자를 퍼뜨릴 수 있습니다. 이를 친족 선택이라고 하며, 이는 곤충들이 이타적인 행동을 통해 자신과 유전적으로 가까운 개체들을 돕는 방식으로 진화한 것입니다. 개체의 적합도는 단순히 자신이 번식하는 능력뿐만 아니라, 자신과 유전적으로 유사한 개체들이 번식하도록 돕는 능력도 포함됩니다. 일벌이나 일개미는 자신이 여왕의 자손을 돌보고 보호함으로써, 결국 자신의 유전자 일부를 공유하는 여왕의 후손을 퍼뜨리는 데 기여하게 됩니다. 이 방식으로, 이타적인 행동도 결국 진화적 이익을 가져다주며, 포괄적 적합도가 증가하게 됩니다. 따라서, 일벌이나 일개미의 이타적인 행동은 자신의 유전자를 간접적으로 퍼뜨리기 위한 진화적 전략입니다. 이를 통해 개체는 자신이 직접 번식하지 않더라도, 집단 내에서 유전적 성공을 거두는 방식으로 적응해 온 것입니다.
학문 / 생물·생명
24.10.23
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근친혼시에 돌연변이가 생기는 이유가 궁금합니다.
안녕하세요. 근친혼에서 유전병과 돌연변이와 같은 문제가 빈번하게 발생하는 이유는 유전자 풀(gene pool)의 제한과 관련이 있습니다. 이를 이해하려면 열성 유전병과 유전적 다양성의 개념을 알아야 합니다. 인간의 유전자는 우성 유전자와 열성 유전자로 나뉩니다. 열성 유전병은 두 개의 열성 유전자가 함께 만나야 발현됩니다. 일반적으로 부모가 서로 다른 유전자 구성을 가지고 있을 때, 한쪽 부모로부터 우성 유전자를 받으면 열성 유전병이 발현되지 않습니다. 그러나 근친혼에서는 부모가 같은 조상을 공유하고 있기 때문에, 유전적으로 유사한 열성 유전자를 가지고 있을 확률이 매우 높습니다. 이로 인해 자손이 두 개의 열성 유전자를 물려받아 유전병이 발현될 가능성이 커집니다. 유전적 다양성은 종이 건강하고 환경 변화에 적응할 수 있도록 도와줍니다. 근친혼이 반복되면 한 집단 내의 유전적 변이가 크게 줄어들어 유전자 풀이 좁아집니다. 이는 자손이 다양한 유전자 조합을 갖추지 못하고, 돌연변이나 유전병의 발생 확률이 높아지는 원인이 됩니다. 근친혼이 반복되면 해로운 돌연변이가 축적될 가능성이 커집니다. 일반적인 경우에는 한쪽 부모로부터만 돌연변이가 전달되어도 우성 유전자에 의해 보상되지만, 근친혼에서는 돌연변이를 가진 동일한 유전자를 물려받을 확률이 높아 돌연변이가 자손에게서 발현될 수 있습니다. 실제로 역사적으로 유럽 왕족이나 귀족 가문들에서 근친혼이 자주 이루어졌습니다. 이러한 경우에 유전병이나 신체적 기형이 발현된 사례가 다수 기록되어 있으며, 이는 가까운 혈연 간의 결혼으로 인해 유전적 다양성이 부족했기 때문입니다. 따라서 근친혼에서 유전병과 돌연변이가 빈번히 나타나는 이유는 동일한 유전적 결함을 지닌 유전자가 자손에게 전달될 확률이 매우 높아지기 때문입니다.
학문 / 생물·생명
24.10.23
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곤충은 왜 다양한 색깔과 무늬를 가지고 있나요?
안녕하세요. 나비, 잠자리, 매미와 같은 곤충들의 화려한 색과 다양한 무늬는 주로 생존과 진화적 압력에 의해 형성된 특징입니다. 그 이유는 크게 세 가지로 나눌 수 있습니다. 많은 곤충의 색과 무늬는 그들의 서식지에 잘 녹아들도록 진화했습니다. 예를 들어, 나비의 날개 무늬는 잎사귀나 나무 껍질과 비슷해 포식자로부터 자신을 숨길 수 있습니다. 매미 또한 나무에 붙어 있을 때 그 무늬와 색깔이 나무 껍질과 비슷하게 보여 보호를 받습니다. 일부 곤충들은 화려한 색상과 독특한 무늬를 통해 포식자에게 자신이 독이 있거나 맛이 없다는 신호를 보냅니다. 이러한 현상을 경고색이라 하며, 특히 나비에서 많이 볼 수 있습니다. 이런 색상은 포식자가 한 번 물어본 후 그 곤충이 먹기 불쾌하다는 것을 기억하게 만들어 다시 공격하지 않도록 합니다. 곤충의 색과 무늬는 짝을 끌어들이는 데 중요한 역할을 합니다. 특히 수컷 곤충이 화려한 색이나 독특한 무늬를 가지고 있어 암컷에게 더 매력적으로 보일 수 있습니다. 이는 성 선택이라는 진화적 메커니즘의 일환입니다. 따라서 곤충의 색과 무늬는 단순히 미적인 요소가 아니라 생존, 포식자 회피, 번식과 같은 다양한 생물학적 요구에 의해 진화한 결과입니다.
학문 / 생물·생명
24.10.23
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땅에 심겨진 식물에 침을 뱉으면 죽나요?
안녕하세요. 사람의 침이 식물에 미치는 영향은 몇 가지 요인에 따라 달라질 수 있지만, 일반적으로 사람의 침이 식물에 치명적인 영향을 주거나 즉시 죽이는 것은 아닙니다. 그러나 침 속의 세균과 효소가 식물에 다양한 방식으로 작용할 수 있습니다. 사람의 침에는 다양한 성분이 포함되어 있습니다. 아밀라아제, 리소자임 같은 소화 효소, 또한 사람의 구강 내에는 수많은 미생물(박테리아, 바이러스, 곰팡이)이 존재합니다. 침의 주성분은 물로, 침 대부분이 물이기 때문에 일반적으로 식물의 수분 공급에 영향을 주지 않습니다. 구강 세균은 사람의 구강에 적응한 세균이기 때문에, 일반적으로 식물에서 활발하게 자라거나 영향을 크게 미치는 경우는 드뭅니다. 다만, 식물이 약하거나 이미 병에 걸린 상태라면 추가적인 스트레스 요인이 될 수 있습니다.
학문 / 생물·생명
24.10.23
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샤인머스캣이 2024년에 쌋던 이유가 뭘까요?
안녕하세요. 한때 ‘명품 포도’로 불리며 소비자들에게 큰 사랑을 받았던 샤인머스캣의 몸값이 계속 하락세인데요, 포도 주산지인 경북지역에서는 올해 추석이 예년보다 빠른 탓에 또다시 품질이 낮은 샤인머스캣이 대량 유통되는 것 아니냐는 우려가 나오기도 했습니다. 경북도에 따르면 지난해 샤인머스캣 2㎏ 상품 기준 가락시장 평균 도매거래 가격은 1만896원으로 집계되었는데요, 2020년(2만2454원)·2021년(2만486원)과 비교하면 절반가량 떨어진 셈입니다. 인머스캣 가격 폭락은 2022년 1만2107원을 기록하며 시작되었습니다. 원인은 생산량 증가와 품질 저하라고 볼 수 있는데요, 한국농촌경제연구원의 자료를 보면, 국내 재배면적(추정치)은 2016년 278㏊에서 지난해 6576㏊로 24배가량 증가했습니다. 수요보다 공급이 크게 늘면서 가격이 내려갔다는 것입니다. 품질 저하도 가격 폭락을 부추겼는데요, 농가들이 수확량을 늘리기 위해 단위면적당 생산량을 늘리거나 추석 등 대목을 맞추려고 제대로 익지도 않은 포도를 수확해 출하한 탓입니다.
학문 / 생물·생명
24.10.22
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