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암닭은 수탉없이 처음부터 알을 낳을 수 있는 건가요?
안녕하세요. 네, 맞습니다. 암탉은 수탉없이도 알을 낳을 수 있으며 이를 "무정란"이라고 부릅니다. 닭은 자신이 낳은 알이 없어지면 다음날 다시 알을 낳는 특성이 있습니다. 이것을 “예비능력”이라고 하는데, 새끼를 번식시키기 위해 닭이 개발한 특별한 능력입니다. 이러한 닭의 특성을 이용해 사람들은 매일 달걀을 얻을 수 있습니다. 또한 유정란이란 정자와 난자의 만남(일명 교배)으로 병아리를 만들 수 있는 알(수정란)을 말하며, 정자와의 만남 없이 산란되는 알을 무정란이라 하는데요, 무정란은 난생(卵生) 동물의 암컷 체내에서 난자와 정자의 접합에 의한 수정이 이루어지지 않고 산란된 알이라고 보시면 됩니다.
학문 / 생물·생명
24.10.15
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우리 몸에 있는 호르몬의 종류는 몇 가지나 있나요?
안녕하세요. "호르몬"이란 혈액 속으로 분비되어 특정한 표적기관의 수용체에 결합하여 반응하는 물질이며, 정상적인 대사과정의 속도를 증가시키거나 감소시키는데 작용하여 신체의 항상성을 유지하게 됩니다. 내분비기관은 신체 전신에 퍼져있으며, 이를 조절하는 중추는 뇌하수체에 존재하며, 호르몬은 대부분 화학적으로 아미노산 성분이거나 스테로이드 성분, 그리고 프로스타글란딘으로 이루어져 있습니다. 호르몬은 몸 안의 뇌하수체, 갑상선, 췌장, 부신, 생식선 등에서 분비되는 화학물질로 주변의 혈액이나 간질액으로 분비되어 호르몬마다 특정하게 작용하는 표적기관에서 인체의 변화를 조절하고 항상성을 유지합니다. 주요 조절작용은 생식, 성장 발달, 스트레스에 대항한 신체 방어, 혈중 수분, 전해질 및 영양소 같의 균형 유지, 세포대사, 에너지의 균형을 조절하는 일 등이 있습니다. 이때 체내에서 기능하는 호르몬 중 전문가들에게 알려진 종류는 약 100종 정도이며, 알지 못하는 호르몬까지 합치면 약 4000개의 호르몬이 체내에 생성된다고 전문가들은 보고 있습니다. 또한 호르몬은 보통 갑상선, 부신 등 내분비 기관에서 생성된 후 혈액 내로 분비되고 온몸을 순환, 여러 장기에 작용합니다.
학문 / 생물·생명
24.10.15
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벌통속 벌집은 왜 육각형의 모양으로 만들어져 있나요?
안녕하세요.사실 원래 벌이 만든 벌집의 모양은 육각형이 아닙니다. 진화론으로 유명한 찰스 다윈은 벌집의 구조에 대해서 “육각형 벌집은 낭비가 전혀 없는 완벽한 구조물이다.”라는 찬사를 한 적이 있는데요, 벌집의 육각형 구조는 매우 안정적이고, 재료에 비해 넓은 공간을 얻을 수 있어 경제학적으로 완벽한 구조물이라는 말입니다. 하지만 영국 카디프대 부샨 카리할루가 박사팀은 벌집의 육각형 구조가 표면장력에 의해 만들어진다는 사실을 밝혀내 네이처에 발표한 바 있습니다. 연구팀은 벌이 만들고 있는 벌집에 연기를 불어넣어 벌들을 내쫓은 뒤 내부 구조를 관찰해본 결과 갓 만들어진 공간은 원형모양이라는 사실을 발견했으며, 반면 만들어진지 며칠이 지난 공간은 육각형의 모양을 띄고 있는 것으로 나타났습니다. 원형이었던 공간이 며칠 만에 육각형으로 변한 것에 대해 연구진은 ‘표면장력’ 때문이라고 설명했는데요, 일단 벌들이 원형모양의 벌집을 만들고 나면 체온을 이용해 밀랍을 가열시키는데요, 밀랍의 온도가 45℃에 이르면 말랑말랑한 상태가 되는데, 이 때 다른 공간의 면 3개가 맞닿아 있는 부분에서 표면장력이 작용하면서 육각형 모양으로 변한다는 것입니다.
학문 / 생물·생명
24.10.15
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투우경기 속 소는 빨간색을 구별할 수 있나요?
안녕하세요.우리는 가끔 해외 토픽에서 스페인의 투우 장면을 볼 수 있는데요, 투우사는 빨간 천을 소 앞에서 흔들며 소에게 싸움을 겁니다. 그러면 소와 투우사 간에 심한 싸움이 벌어지고 자칫 소의 뿔에 투우사가 다치거나 심할 경우 죽기도 합니다. 그런데 왜 소는 투우사의 빨간 천에 흥분하는 것인지에 대해 설명해보자면, 사실 소에게 빨간 천은 아무런 역할을 하지 않는답니다. 그 이유는 소의 시각 능력에 있지요. 바로 소는 색맹이기 때문입니다. 색을 구분할 수 없다는 얘기입니다. 소는 흰색과 검은색, 회색만을 구분할 수 있기 때문에 빨간 천은 아마 회색으로 보일 것입니다. 그런데 소가 그렇게 흥분하는 것은 눈 앞에서 흔들리는 천을 적으로 착각하기 때문입니다. 투우에서 빨간 천은 소를 흥분시키기 위한 것이 아니라 오히려 구경하는 사람들을 흥분시키기 위한 것이라고 할 수 있습니다.
학문 / 생물·생명
24.10.15
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판다는 왜 대나무를 먹는건가요? 영양이 있나여?
안녕하세요. 판다는 대나무만 먹는 걸로 알려졌지만, 원래는 ‘육식동물’이었는데요, 소와 같은 초식동물들이 식물을 소화시키기 위해 4개의 위를 가지고 있지만, 판다의 소화기관은 다른 육식동물처럼 ‘간단한 위장과 짧은 소장’으로 되어 있습니다. 육식동물이었던 판다가 주로 대나무만 먹게 된 현상에 대해서 현재로서 가장 유력한 학설은 ‘기후변화로 인한 미각의 변화’입니다. 미국 미시간대 생물학과 지안지 장 교수 연구팀은 ‘판다가 고기 맛을 느끼지 못하게 되면서 육식을 그만뒀다.”라는 학설을 발표했습니다. 고기를 먹을 때 느껴지는 ’감칠맛‘은 체내 ‘Tas1r1’라는 수용체(receptor)를 통해 느낄 수 있는데, 판다는 이 수용체가 퇴화했다는 것입니다. 연구팀은 고대 판다의 화석을 분석한 결과, 약 420만 년 전에 이 수용체가 비활성화됐고, 이로 인해 700만~200만 년 전부터는 고기 대신 대나무를 먹기 시작한 것으로 추정된다고 밝혔습니다. 수용체가 퇴화한 이유로는 ‘기후변화’를 꼽았는데, 당시 기후변화로 판다가 먹을 수 있는 고기가 줄어들었기 때문이란 겁니다. 이후 기후가 다시 변해 먹을 수 있는 고기가 많아졌지만 그땐 이미 고기 맛을 느끼는 미각이 없어졌다고 연구진은 분석했습니다. 사람은 생존 본거지인 숲이 줄어들면서 초식 이외에 육식할 수 있는 잡식동물로 진화했지만, 판다는 반대로 대나무만 먹는 ‘초식동물’로 진화하게 된 것입니다.
학문 / 생물·생명
24.10.15
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기억은 왜 시간이 지나면 희미해질까요?
안녕하세요. 서너 살 이전의 일들을 제대로 기억하시는 분들은 거의 없는데요, 이런 현상을 '유년기 기억상실'이라고 부릅니다. 기억에 관한 많은 연구 결과 세 살 이전에 일을 기억하는 사람은 거의 없다고 하는데요, 하지만 2~3살 때 배운 낱말이나 감정, 동작 등은 이후에도 계속 사용하고 있습니다. 이는 특정한 종류의 기억만 대상으로 기억상실이 일어나기 때문인데요, 기억은 보통 외현기억과 내재기억으로 나뉘어 있습니다. 이처럼 기억의 종류를 나눈 것은 기억이 저장되는 뇌의 부위가 다르다고 확인됐기 때문입니다. 해마 (특히 치상회)의 뉴런은 출생 후 몇 년 동안 엄청나게 빠른 속도로 만들어지는데요, 새로 만들어진 뉴런은 기존 뉴런들 사이를 파고들며 뉴런 간의 연결을 끊어버릴 수 있죠. 뉴런의 재생을 조작한 쥐 실험에 따르면 새로운 뉴런이 만들어지면 기존 기억이 사라지고, 새 뉴런이 만들어지지 않으면 기존 기억이 유지되는 결과를 볼 수 있었습니다. 정리하자면, 결과적으로 새로운 뉴런이 만들어지면서 이전에 기억이 지워진다는 것입니다.
학문 / 생물·생명
24.10.15
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귤을 달게먹는 방법이있나요? 궁금합니다
안녕하세요.오래전부터 ‘귤을 더 달콤하게 먹는 법’이라며 알려진 정보가 있었는데요, 바로 귤을 먹기 전 주무르거나 떨어뜨리면 귤의 당도가 올라가 더 달콤하고 맛있게 먹을 수 있다는 것입니다. 이 정보는 몇 년 전부터 급격하게 확산됐고, 이에 따라 귤을 먹기 전 귤을 굴리고, 주무르고, 떨어트리며 이른바 ‘귤을 괴롭히는’ 과정을 필수로 거치는 사람도 많아졌습니다. 이들의 주장은 ‘에틸렌’이라는 성분과 연관이 있습니다. 에틸렌은 과일의 성숙을 담당하는 기체로 된 식물 호르몬인데, 귤에 인위적으로 충격을 주면 스트레스를 받고 이 호르몬을 뿜어낸다는 것인데요, 이 성분이 단기간에 귤을 숙성시켜 단맛이 더욱 올라간다는 주장입니다. 하지만 이는 사실로 보기는 어렵습니다. 에틸렌이 과일이 숙성을 돕는 것은 사실이지만, 시중에 판매되는 귤은 이미 완숙이 마무리 된 상태로, 대부분 당도가 이미 결정되어 있기 때문입니다. 즉, 이 상태에서 더 숙성되거나, 당도가 올라가는 게 생각보다 쉬운 일은 아닙니다. 이와 관련해 2021년 농촌진흥청 감귤연구소는 “실제로 주무르는 시간은 아주 짧아서 이로 인해 특정 성분 변화가 일어나 맛의 차이를 낸다고 보기는 어렵다”라고 밝힌 바 있습니다. 그렇지만 여전히 "주무른 뒤 먹는 귤이 더 달콤했다"라고 주장하는 사람도 많습니다. 이렇게 느껴지는 데에도 나름의 이유가 있어요. 바로 ‘온도’ 때문이죠. 단맛이 가장 잘 느껴지는 온도는 30℃에서 40℃로, 체온에 가까울 때 가장 강하게 느껴집니다. 귤을 손으로 주무르는 과정에서 손의 온기로 인해 차가웠던 귤이 체온과 엇비슷할 정도로 따뜻해지며 단맛이 더욱 잘 느껴지는 것이라고 보시면 됩니다.
학문 / 생물·생명
24.10.15
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우리 몸에 유전자를 변형 시킬수도 있는건가요?
안녕하세요.네, 부모님으로부터 전달받은 유전자는 일평생 온전하게 유지되는 것이 아니라 여러 요인으로 인해 돌연변이가 발생하여 염기서열이 변할 수도 있습니다. 유전자는 기본적으로 부모로부터 물려받은 것이지만, 다양한 요인에 의해 변화할 수 있는 가능성이 있습니다. 이러한 유전자 변형은 자연적으로 발생할 수도 있고, 과학적인 기술을 이용해 인위적으로 조작할 수도 있습니다. 유전자는 외부 요인이나 자연적인 복제 오류 등으로 인해 변형될 수 있는데요 이를 돌연변이라고 부르며, 이는 유전적 변화의 가장 기본적인 원인입니다. 예를 들어 강한 자외선이나 방사선은 DNA 구조를 손상시킬 수 있어 유전자에 돌연변이를 일으킬 수 있고, 특정 화학물질(예: 담배 속 발암 물질)은 DNA에 변화를 일으켜 유전적 손상을 유발할 수 있습니다. 돌연변이는 대부분 중립적이거나 해롭지만, 일부는 진화 과정에서 생명체가 환경에 적응하는 데 유리한 변화를 가져올 수 있습니다. 하지만 많은 경우 돌연변이는 암과 같은 질병으로 이어질 수도 있습니다. 이외에도 유전자가 변화하지 않더라도, 후성유전학을 통해 유전자 발현이 바뀔 수 있습니다. 후성유전학은 DNA 서열 자체를 바꾸지는 않지만, 환경 요인이나 생활 방식에 의해 유전자의 작동 방식이 바뀌는 현상입니다. 또한 최근 과학 기술의 발전으로 인해 유전자를 인위적으로 변형할 수 있는 방법도 개발되었습니다. 가장 유명한 기술 중 하나가 CRISPR-Cas9입니다. 이 기술은 유전자를 정확하게 편집할 수 있는 도구로, 특정 유전자 부분을 잘라내거나 수정할 수 있습니다. 이를 통해 특정 질병을 유발하는 유전자를 제거하거나 바꾸는 것이 가능합니다.
학문 / 생물·생명
24.10.15
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냉장고와 냉동실 같은 차갑고 얼어붙을 수 있는 공간에 바이러스가 들어가면??
안녕하세요. 바이러스가 냉장고나 냉동실 같은 차가운 환경에 들어가면 어떻게 될지에 대한 답은 "바이러스가 죽지 않는다"는 것입니다. 그러나 해당 환경 조건에서 비활성화될 수는 있습니다. 바이러스는 스스로 대사 활동을 하지 않기 때문에 "살아있다"라고 말하기 어렵습니다. 바이러스는 숙주 세포(예: 인간, 동물, 식물 세포)에 감염되었을 때만 증식할 수 있습니다. 그 외에는 단지 비활성 상태로 존재하는 것이죠. 이 때문에 바이러스가 냉장고나 냉동실에 들어가도 스스로 죽지는 않습니다. 냉장고의 낮은 온도에서는 바이러스가 비활성화될 수 있지만, 완전히 사라지거나 파괴되지는 않습니다. 많은 바이러스는 추운 온도에서 더 오래 생존할 수 있습니다. 예를 들어, 독감 바이러스와 같은 호흡기 바이러스는 추운 환경에서 더 잘 유지될 수 있으며, 이것이 겨울철에 독감이 더 유행하는 이유 중 하나입니다. 냉동실의 경우 온도가 더 낮아 바이러스는 더 오랫동안 비활성 상태로 남아있을 수 있습니다. 냉동 상태에서는 대부분의 바이러스가 오래 생존하며, 나중에 다시 따뜻한 환경에 놓이게 되면 활동을 재개할 수 있습니다. 실제로 실험실에서는 바이러스를 장기간 보관하기 위해 냉동 보관하기도 합니다. 실제로 4만8500년 동안 시베리아 영구동토층 안에서 언 상태로 있던 바이러스가 되살아났다는 연구결과도 존재합니다.
학문 / 생물·생명
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인간이 카페인만 먹으면 어떻게 되나요?
안녕하세요. 만약 사람이 순수한 카페인만을 섭취하게 된다면, 이는 매우 위험할 수 있습니다. 카페인은 신경 자극제이기 때문에 소량으로도 각성 효과를 줄 수 있지만, 고농도의 순수 카페인은 체내에서 심각한 부작용을 초래할 수 있습니다. 카페인 자체는 커피, 차, 에너지 음료 등에서 흔히 섭취되지만, 농축된 순수 카페인을 대량으로 섭취할 경우 인체에 여러 가지 급격한 반응을 일으킬 수 있습니다. 카페인은 뇌에서 아데노신 수용체를 차단하여 졸음과 피로를 느끼지 않도록 만드는데요, 이 과정에서 도파민, 노르에피네프린과 같은 각성 물질이 더 많이 분비되어 각성 상태가 유지됩니다. 카페인은 교감 신경계를 자극하여 심박수를 증가시키고 혈압을 상승시키며, 체온과 신진대사를 높입니다. 적정량에서는 기분을 좋게 하거나 집중력을 높이는 효과를 줄 수 있지만, 고용량에서는 위험할 수 있습니다. 적은 양의 순수 카페인을 섭취하면 몸이 활력을 얻고 졸음이 가시며, 집중력과 기민함이 증가하며, 적당한 카페인은 근육의 수축력을 증가시키고, 운동 중 피로를 덜 느끼게 해 운동 능력을 일시적으로 향상시킬 수 있습니다. 하지만 카페인은 심장 박동수를 급격히 높일 수 있습니다. 심장이 과도하게 빨리 뛰면 혈액순환에 문제가 생길 수 있으며, 심각할 경우 심부정맥(부정맥)이 발생할 수 있습니다.
학문 / 생물·생명
24.10.15
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