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동물의 IQ는 어떻게 측정한 건가요?
안녕하세요. 동물의 IQ를 측정하는 것은 인간의 IQ 측정과는 다릅니다. 인간의 IQ는 표준화된 시험을 통해 지능을 수치로 표현하는 반면, 동물의 지능은 다양한 행동 실험과 문제 해결 능력을 통해 평가됩니다. 동물의 문제 해결 능력은 그 동물이 환경에서 어떻게 적응하고 새로운 문제에 대응하는지를 측정하는 중요한 기준인데요, 예를 들어, 실험실에서 동물이 특정 목표를 달성하기 위해 여러 가지 방법을 시도하는 실험이 있습니다. 미로 테스트나 도구 사용 실험에서 동물이 문제를 해결하는 능력을 관찰합니다. 돌고래는 물 속에서 공을 사용하거나 특정 도구를 사용하는 능력을 보여 주었고, 이는 높은 수준의 인지 능력을 시사합니다. 다음으로 동물의 학습과 기억 능력도 중요한 지표입니다. 동물이 훈련을 통해 새로운 행동을 배우고, 그 행동을 얼마나 잘 기억하는지가 지능을 평가하는 중요한 기준이 됩니다. 예를 들어, 금붕어는 이전에 통과했던 미로를 기억하고 다시 찾아가는 능력이 있습니다. 이는 짧은 기억 능력뿐만 아니라 공간적 인식 능력도 포함됩니다. 또한 도구 사용 능력은 지능을 나타내는 중요한 지표입니다. 침팬지나 까마귀 같은 동물들은 도구를 사용해 먹이를 얻거나 문제를 해결하는 능력을 보여줍니다. 이는 논리적 사고와 계획 능력을 요구하며, 복잡한 사고 과정을 나타냅니다. 동물이 어떻게 도구를 사용하는지를 분석해 그들의 지능을 평가할 수 있습니다. 이외에 자기 인식 능력도 지능을 평가하는 기준 중 하나입니다. 거울 테스트가 대표적인 예인데, 거울에 비친 자신의 모습을 인식할 수 있는 동물은 자아 인식이 있다고 평가됩니다. 이는 높은 수준의 지능을 요구하는데, 돌고래, 침팬지, 코끼리 등이 이 테스트를 통과한 동물입니다.
학문 / 생물·생명
24.09.16
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일부 동물들은 겨울잠을 자던데 이유가?
안녕하세요. 동물은 크게 항온동물과 변온동물로 나눌 수 있는데요, 항온동물은 외부 온도에 관계없이 체온을 일정하게 유지해야 살 수 있는 동물로, 겨울잠을 자는 항온동물로는 곰과 다람쥐가 있습니다. 변온동물의 경우에도 겨울잠을 자는데요, 예시로 개구리나 뱀이 있습니다. 변온동물의 경우에는 주변의 온도에 따라서 체온이 변하는 특징이 있습니다. 항온동물이 겨울잠을 자는 이유는 에너지 소모를 줄이기 위함인데요, 겨울철에는 식량을 구하는 것이 어렵기 때문입니다. 따라서 항온동물은 가을철에 먹이를 최대한 많이 섭취하여 지방층으로 살을 찌웁니다. 반면 꾸준히 먹이를 제공받을 수 있는 동물원에서 사는 곰이라던가, 일넌 내내 먹이가 충분한 열대지방에 서식하는 동물의 경우 겨울잠을 자지 않습니다. 반면 변온동물이 겨울잠을 자는 이유는 항온동물처럼 에너지 소모를 줄이는 것이 목적이 아니라, 체온이 0도 이하로 내려가면 얼어 죽을 수 있기 때문입니다.
학문 / 생물·생명
24.09.16
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파스최르는 저온살균법을 어떡하다가 고안하게 됐나요?
안녕하세요.파스퇴르가 저온살균법을 고안하게 된 계기는 다음과 같습니다. 어느날 파스퇴르의 연구실로 한 양조업자가 찾아왔다고 하는데요, 그는 맥주와 와인이 식초처럼 시큼해져 팔 수 없게 됐다며 그 원인을 밝혀달라고 파스퇴르에게 부탁했고, 파스퇴르는 연구를 거듭한 끝에, 발효는 효모가 일으키고 산패는 초산균이 일으킨다는 사실을 발표했습니다. 또한 와인을 발효할 때 마지막 단계에서 일어나는 젖산 발효는 젖산균이 작용해서 일어난다는 사실도 알아냈습니다. 당시에도 이미 발효의 화학적 원리는 알려졌지만, 발효나 산패는 효모ㆍ젖산균ㆍ초산균이 작용하기 때문이 아니라 그냥 저절로 발생한다는 자연발생설을 믿고 있었는데요, 파스퇴르가 이를 뒤집는 발견을 한 것입니다. 원인을 알았으니 이제 해법을 찾을 차례였는데, 파스퇴르는 처음에 와인을 가열해 미생물을 사멸시키는 방법을 시도했습니다. 그러나 이 방법은 미생물을 사멸시키는 동시에 와인의 알코올과 풍미마저 날려버렸고, 그는 풍미와 알콜을 보존하면서도 살균하는 방법을 찾아야 했는데, 그 방법이 바로 저온살균법입니다. 섭씨 60~65도 정도로 일정 시간 가열하면 웬만한 미생물을 없애면서도 와인의 알콜과 풍미를 지킬 수 있었던 것입니다. 이처럼 저온살균법을 이용하면 우유와 맥주도 장기 보관과 장거리 운송이 가능했습니다. 파스퇴르와 그의 동료 베르나르는 액체 속의 병원균과 부패균을 부분적으로 살균하기 위해 100℃ 이하의 온도로 가열하는 저온 살균법을 처음 실시해 성공했고 이를 파스퇴라이제이션이라 명명하게 되었습니다. 이 발견으로 주류의 장기 보존과 우유 등의 기본 식품을 부패 없이 장거리 운송할 수 있게 됐고 인류의 식생활은 크게 개선되었습니다.
학문 / 생물·생명
24.09.16
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식물은 광합성을 통해 어떻게 햇빛을 에너지로 전환하나요?
안녕하세요. 식물은 동물과는 달리 스스로 움직일 수 없기 때문에 스스로 양분을 합성해야 하는데요, 이 과정이 바로 '광합성'입니다. 광합성이란 식물이 뿌리로부터 흡수한 물과 기공을 통해 공기중으로부터 흡수한 이산화탄소를 태양의 빛에너지를 이용하여 포도당으로 합성하는 과정을 말합니다. 식물이 광합성을 통해 햇빛을 에너지로 전환하는 과정은 매우 정교한 생화학적 메커니즘으로 이루어져 있으며, 이것은 엽록체라는 세포 소기관에서 일어납니다. 사람에게는 없는 이 엽록체가 식물 세포에만 존재하며, 햇빛을 이용해 에너지를 생성하는 역할을 합니다. 광합성은 엽록체 내부에서 일어납니다. 엽록체는 엽록소(Chlorophyll)라는 색소를 포함하고 있는데, 이 엽록소가 햇빛을 흡수하는 중요한 역할을 합니다. 엽록소는 특히 빨간색과 파란색 빛을 흡수하며, 반사되는 녹색 빛 때문에 식물이 초록색으로 보입니다. 이때 광합성의 명반응에서 엽록소가 햇빛을 흡수하는데, 빛의 에너지가 엽록소의 전자를 고에너지 상태로 만듭니다. 고에너지 전자는 엽록체 내의 여러 단백질과 효소를 통해 전자 전달 사슬을 따라 이동합니다. 이 과정에서 전자는 에너지를 방출하며, 그 에너지가 사용되어 ATP(아데노신 삼인산)와 NADPH(니코틴아마이드 아데닌 다이뉴클레오타이드 인산)라는 에너지 저장 분자가 생성됩니다. 전자 전달 사슬에서 전자가 소모되면 이를 보충하기 위해 물(H₂O)이 분해됩니다. 이 과정에서 산소(O₂)가 방출되고, 남은 전자와 양성자가 에너지 생성에 참여합니다. 이 단계에서 식물은 산소를 방출하며, 이 산소가 우리가 호흡하는 산소인 것입니다.
학문 / 생물·생명
24.09.16
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생태계에서 생물 다양성이 중요한 이유는 뭔가요?
안녕하세요. 생물다양성은 인간을 포함한 지구상의 모든 생명의 생존과 번영을 책임지는 '안전망'을 제공하며, 이런 자연 생태계가 균형을 이룰 땐 스스로 물과 공기의 오염 물질을 정화하고, 토양을 유지하고, 기후를 조절하며, 질병 발생을 막고, 영양분을 재활용하여 인간에게 음식물을 제공할 수 있습니다. 즉, 생태계에서 생물 다양성(biodiversity)이 중요한 이유는 그것이 생태계의 안정성과 지속 가능성을 유지하는 핵심 요소이기 때문입니다. 생물 다양성은 생태계가 외부 충격에 대해 더 탄력성을 가지도록 돕습니다. 다양한 종들이 존재하면, 어떤 환경 변화나 스트레스가 생겼을 때 그 변화에 적응할 수 있는 종이 존재할 가능성이 높아집니다. 예를 들어, 한 종이 병에 걸리거나 멸종해도 다른 종들이 그 역할을 대신할 수 있어 전체 생태계가 무너지지 않게 됩니다. 이처럼 다양한 종들이 서로 상호작용하여 생태계를 더 안정적으로 유지하게 됩니다. 또한 생물 다양성은 먹이 사슬(food chain)과 먹이 그물(food web)의 복잡성을 유지합니다. 다양한 생물 종이 서로 포식자-피식자 관계를 이루고, 그들이 서로 다른 자원을 소비하기 때문에 어느 한 종의 과도한 증식이나 고갈을 막습니다. 한 종이 갑자기 사라지면 그 종에 의존하던 다른 종들 역시 위기에 처할 수 있기 때문에, 다양한 종들이 상호 의존하며 균형을 유지하는 것이 중요합니다.
학문 / 생물·생명
24.09.16
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생물중 뱃속에서 알을 어떻게 만드는건가요
안녕하세요.알을 낳는 생물, 특히 파충류나 조류는 알 형성 과정을 통해 몸 안에서 알을 만들어 외부로 낳습니다. 이 과정은 여러 단계로 이루어져 있으며, 각각의 단계는 생리학적으로 중요한 역할을 합니다. 우선 알을 낳는 동물들은 난소에서 난자를 생성하는데요, 난소는 여성 생식 기관으로, 여기서 난자가 형성되고 성숙합니다. 난자는 세포 분열 과정을 통해 생성되며, 이때 성적으로 성숙한 개체는 호르몬의 영향으로 정기적으로 난자가 배출됩니다. 난자가 난소에서 배출되면, 수컷의 정자와 결합해 수정이 일어날 수 있습니다. 수정이 일어나면 이 수정란이 알이 될 준비를 합니다. 일부 동물은 수정되지 않은 상태에서도 알을 낳을 수 있습니다. 예를 들어, 닭은 수컷 없이도 난자를 배출해 알을 낳을 수 있지만, 이런 알은 수정되지 않아 부화하지 않습니다. 수정된 난자는 난관(oviduct)이라고 불리는 관을 통해 이동하는데요, 난관에서 알의 여러 부분이 차례로 형성됩니다. 우선 난자는 알의 내부 물질, 즉 영양분을 담고 있는 난황(yolk)과 난백(albumen)으로 둘러싸이기 시작합니다. 난백이 형성된 후, 난각막(egg membrane)이 덧붙여져 알을 보호합니다. 난관의 끝부분에서 알의 껍질이 만들어집니다. 이 껍질은 주로 칼슘 성분으로 구성되어 있으며, 단단한 껍질이 형성되어 외부 환경으로부터 알을 보호합니다. 이 과정은 주로 칼슘이온이 혈액에서 추출되어 알껍질을 만드는 데 사용됩니다.
학문 / 생물·생명
24.09.16
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광합성의 재료와 생성물은 무엇인가요?
안녕하세요.식물은 동물과는 달리 움직일 수 없기 때문에 스스로 양분을 합성할 수 있어야 생존이 가능합니다. 광합성이란 식물의 '엽록체'라는 세포소기관에 일어나는 동화작용으로, 대기 중으로부터 흡수한 이산화탄소와 뿌리로부터 흡수한 물을 태양의 빛에너지를 이용하여 포도당을 합성하는 과정을 말합니다. 이때 포도당과 함께 광합성의 부산물로 산소가 발생하는데요, 식물의 잎의 기공을 통해 공기 중으로 다시 배출이 됩니다.
학문 / 생물·생명
24.09.16
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알을 몸속에서 어떻게 만들어져서 나오는 건가요?
안녕하세요. 조류나 파충류와 같은 동물들이 몸속에서 알을 형성하는 과정은 난소에서 시작되어 난관을 거쳐 외부로 배출되는 복잡한 과정을 거칩니다. 우선 난소는 암컷 동물의 생식 기관으로, 난자가 형성되는 장소입니다. 난소에는 이미 미성숙한 난자가 존재하며, 이 난자가 성숙하면서 알의 핵심 부분인 난자가 형성됩니다. 난자는 일반적으로 한 번에 하나씩 배란되며, 난자가 난소에서 나와 난관(oviduct)으로 이동하게 됩니다. 난관은 난자가 알로 발달하는 주요 장소로, 여러 부분으로 나뉘어 각각의 단계에서 특정한 층이 형성됩니다. 난자가 난소에서 배출된 후, 난관의 가장 첫 번째 부분인 깔대기에서 포획됩니다. 이곳에서 수정이 이루어질 수 있습니다. 수컷과 교미가 이루어지면 정자가 이곳에서 난자와 만나 수정란이 형성됩니다. 이후 난관의 두 번째 구간에서 알을 감싸는 난백(흰자)이 형성됩니다. 난백은 난자를 보호하고 영양을 제공합니다. 그다음 단계에서는 알을 둘러싸는 얇은 막인 난각막이 형성됩니다. 이 막은 알 내부의 수분과 영양분을 보호하는 역할을 합니다. 마지막으로 자궁(때로는 '쉘 글랜드'라고도 함)에서 알의 가장 바깥 층인 단단한 난각이 형성됩니다. 난각은 주로 칼슘으로 이루어져 있으며, 외부 환경으로부터 알을 보호하는 역할을 합니다.
학문 / 생물·생명
24.09.15
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뱀은 원래 처음부터 다리가 없었던건가요? 아니면 있다가 퇴화한건가요?
안녕하세요. 뱀도 원래는 다리를 가졌던 것으로 알려져 있습니다. 미국 연구팀은 다리가 네 개 달린 뱀의 화석을 처음으로 발견했다고 밝힌 바 있는데요, 브라질에서 발견된 이 화석은 1억 천만년 전으로 추정되며, 네발이라는 점에 아주 특별한 뱀의 화석입니다. 몸길이 20cm의 이 뱀은 앞다리에 손이 달렸으며, 앞다리보다 약간 긴 뒷다리에도 발이 달렸는데요, 이 손과 발은 뱀이 걷기를 중단하고 기어 다니기 시작했을 때에도 여전히 유용했을 것으로 보입니다. 하지만 뱀이 땅을 파고 사는 생활을 시작하면서 서서히 다리가 불필요해졌다고 보고 있으며, 시간의 흐름에 따라 자연스럽게 다리가 퇴화되어 오늘날의 형태가 된 것으로 보입니다.
학문 / 생물·생명
24.09.15
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영원히 사는 생물은 있는건지 궁금합니다.
안녕하세요. 네, 이론적으로 영원히 살 수 있는 생명체가 존재하는데요, 바로 '작은보호탑해파리'입니다. 작은보호탑해파리(Turritopsis nutricula)는 길이가 약 5㎜고 카리브해에서 처음 발견되었는데요, 원래 동물 세포는 시간이 흐르면 늙고 죽게 마련이지만, 이 해파리의 세포들은 시간의 힘에 저항할 수 있습니다. 이 해파리도 다른 종의 해파리와 마찬가지로 똑같은 모습을 갖고 있으며, 성체가 된 후 번식을 끝내면 수명이 얼마 남아있지 않은데요, 수명이 끝나거나 자신이 위기 상황에 처하면 몸을 뒤집고 촉수와 세포들이 몸 안으로 흡수됩니다. 그렇게 세포 덩어리로 돌아가 다시 특수한 세포 분화과정을 통해 폴립 형태가 된다고 합니다. 이 해파리가 이러한 특징을 가질 수 있는 것은 다른 해파리와는 다르게 DNA 복제 및 복구와 관련된 유전체의 수가 2배가 넘기 때문인 것으로 알려져 있습니다.
학문 / 생물·생명
24.09.15
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