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덩치가 있는 생물은 암에 잘 안걸린다던데 사실인가요?
안녕하세요. 지상에서 가장 크고 가장 많은 세포를 가진 동물인 코끼리가 암에 잘 걸리지 않습니다. 암은 세포 안에 든 유전정보에 돌연변이가 생기거나 망가지면서 발생하는데요, 이 때문에 원래 큰 동물일수록 세포 수가 많고, 세포 수가 많은 만큼 암에 걸릴 확률도 높습니다. 하지만 코끼리는 암에 잘 걸리지 않는 것으로 알려져 있으며, 인간의 경우 11~25%가 암으로 사망하는 반면, 코끼리는 암으로 인한 사망율이 5% 이하입니다. 미국 유타대 허츠먼암센터 교수팀의 연구에 의하면 코끼리가 항암 유전자를 인간보다 20배 더 많이 갖고 있어 암에 잘 걸리지 않는 것이라고 합니다. 종양 억제 기능으로 잘 알려진 p53 단백질은 암으로 발전하는 세포를 파괴하는 방식으로 암을 억제하는데요, 연구팀은 아프리카 코끼리의 게놈을 분석해 이 단백질을 만드는 유전자가 총 40개가 있다는 사실을 확인했습니다. 상식적으로 수명도 길고 세포가 많은 코끼리는 심각한 암에 시달려야 하지만 40개나 되는 p53 단백질이 암으로부터 지켜주기 때문에 오히려 암에 덜 걸리는 것입니다.
학문 / 생물·생명
24.08.27
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가을이되면 나무의 낙엽이 저절로 떨어지는데
안녕하세요. 가을철이 되면 나무는 월동준비를 위해 나뭇잎을 떨어뜨리는데 나뭇잎이 떨어지는 원인은 나뭇잎과 가지 사이에 떨켜층이 형성되기 때문입니다. 떨켜층이 형성되기 시작하면 나뭇잎은 뿌리에서 충분한 물을 공급받지 못하나 잎에서는 계속 햇빛을 받아 광합성이 진행되며, 이때 생성된 양분은 떨켜층 때문에 줄기로 이동하지 못하고 잎내에 남게 되고 이로 인해 잎내 산성도가 증가합니다. 이에 엽록소는 파괴되고 대신 엽록소 때문에 보이지 않던 카로틴(Carotene)이나 크산토필(X anthophyll)과 같은 색소가 나타나고 안토시아닌(Anthocyanin)이 생성되어 나뭇잎의 색이 붉게 혹은 노랗게 보이는 것입니다. 낙엽은 앞에서 말했듯이 잎의 잎자루와 가지가 붙어 있는 부분에 떨켜라는 특별한 조직이 생겨나서 잎이 떨어지는 현상인데요, 떨켜는 잎이 떨어진 자리를 죽은 세포인 코르크로 바꿔 수분이 증발해 나가거나 해로운 미생물이 침입해 들어오는 것을 막는 성질을 갖고 있습니다. 보통 생물체는 주위환경의 변화에 대해 반응하는데 이 변화를 감지하고 반응할 때 이를 전달하는 신호 물질이 호르몬입니다. 식물의 호르몬 중 앱시스산은 식물의 겨울나기를 알려주는 호르몬인데요, 이 호르몬은 낙엽이 지는 나무가 겨울에 잠을 자도록 유도하는 것입니다. 결국 낙엽은 식물이 온도와 수분 부족에 적응해서 생긴 현상인데요, 겨울에 물이 부족해 식물이 스트레스를 받게 되면 물의 손실을 방지하기 위해 잎의 호흡을 담당하는 기관인 기공을 닫아야 합니다. 그런데 기공은 수분을 증발시키는 곳일 뿐 아니라 광합성에 필요한 이산화탄소가 들어오는 통로이기도 한데요, 그렇기 때문에 수분 부족을 피하기 위해 기공을 닫으면 잎에서 광합성이 일어날 수 없게 됩니다. 또 주변의 온도가 낮으므로 잎에서의 생화학 반응의 속도는 더욱 느려져 잎은 죽고 떨어지게 되는 것입니다.
학문 / 생물·생명
24.08.27
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멸종위기 생물을 복원할 수 있을까요?
안녕하세요.네, 멸종된 생명체도 복원될 가능성은 있습니다. 미국에서는 4000년 전 멸종한 털매머드의 복원이 다가왔다는 소식이 전해졌는데요, 복원에 필요한 아시아코끼리의 체세포를 이용해 줄기세포를 만드는 데 성공했다고 하는 것입니다. 멸종 시점이 4000년 전으로 다소 ‘최근’이라 냉동 상태로 발견된 사체가 여러 구 있기 때문인지 털매머드를 복원하고자 하는 움직임은 이미 2010년대 중반부터 시작됐습니다. 미국 하버드대학 의과대학원의 조지 처치 교수와 연구진은 2015년부터 시베리아 얼음 속에서 얻은 털매머드의 신체 조직에서 유전자 정보를 밝혀내 이를 현존하는 동물 가운데 털매머드와 유전적으로 가장 가까운 아시아코끼리의 유전체 안에 끼워 넣는 연구를 계속하고 있습니다. 이들의 연구에 큰 진전이 있었다는 내용이 발표됐습니다. 아시아코끼리의 피부 조직을 이용해 줄기세포를 만드는 것에 성공했고, 이로 인해 털매머드의 복원 가능성이 더욱 커졌다는 것입니다. 이들은 이번에 개발된 줄기세포를 시험적으로 배양해 털매머드와 거의 같은 유전자를 가진 수정란으로 만들어 2028년까지 출산까지 이루겠다는 목표를 내놨습니다.
학문 / 생물·생명
24.08.27
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바다에도 육지처럼 식물과 비슷한 해초류들이
안녕하세요. 바다에 서식하는 해조류와 해초류는 생김새와 서식지 모두 비슷해 우리가 주로 혼용해서 사용하곤 하는데요, 하지만 이 둘은 엄연히 다른 종입니다. 먼저 해조류는 바다에 서식하는 조류를 통틀어서 이르는 말인데요, 해조류는 꽃을 피우지 않는 은화식물로 물속에 살면서 엽록소로 동화 작용을 한다는 특징이 있습니다. 쉽게 말해 꽃을 피우지 않고 물속에 살며 광합성을 하는 식물이라고 보면 됩니다. 다음으로 해초류는 해양에 사는 꽃을 피우는 식물인 현화식물의 일종인데요, 해초류는 줄기가 뿌리처럼 퇴적물 속에 있기 때문에 줄기는 보이지 않고 줄기가 바깥으로 나온 잎만 보인다는 특징이 있습니다. 해조류와 해초류의 가장 큰 차이점은 ‘번식방법’으로 구분할 수 있는데요, 해조류의 경우 포자에 의해 번식해 뿌리와 줄기, 잎이 명확하게 구분돼 있지 않고 전체가 잎으로 이루어져 있습니다. 반면 해초류는 육상식물과 같이 꽃을 피우고 씨앗을 통해 발아하기 때문에 뿌리, 줄기, 잎이 명확하게 구분됩니다.
학문 / 생물·생명
24.08.27
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자녀들에게 어떻게 생물 과목에 관심을 갖게 만들 수 있을까요?
안녕하세요. 자녀들이 생물 과목에 흥미를 느끼고 적극적으로 학습하도록 유도하기 위해서는 몇 가지 접근 방법이 도움이 될 수 있습니다. 특히 중학생으로 올라가면서 새로운 과목에 대한 호기심을 자극하는 것이 중요합니다. 먼저 생물학은 우리의 일상생활과 밀접하게 관련이 있기 때문에, 자녀들이 주변 환경에서 생물학적 개념을 발견하고 이해할 수 있도록 도와주는 것이 좋습니다. 예를 들어, 집에서 키우는 식물이나 반려동물의 성장과 발달 과정을 관찰하게 하고, 그 과정에서 발생하는 생물학적 현상에 대해 이야기하는 것이 좋습니다. 다음으로 자녀들의 호기심을 자극할 수 있는 질문을 던져보는 것도 도움이 될 수 있습니다. 예를 들어, “왜 나뭇잎은 계절에 따라 색이 변할까?”, “우리 몸은 어떻게 음식을 에너지로 바꿀까?” 등의 질문을 통해 자연스럽게 생물학적 원리에 대해 궁금해하도록 유도할 수 있습니다. 또는 직접 경험을 통해 배우는 것이 가장 효과적입니다. 과학 박물관, 동물원, 식물원, 아쿠아리움 같은 곳을 방문해 생물의 다양성과 생태계를 직접 눈으로 볼 수 있는 기회를 주는 것이 좋습니다. 또한, 간단한 실험을 통해 생물학적 개념을 직접 체험할 수 있는 활동을 함께해보는 것도 좋습니다. 예를 들어, 씨앗을 심고 발아 과정을 관찰하거나 미생물 배양 실험을 간단히 해보는 것도 좋은 방법입니다.
학문 / 생물·생명
24.08.27
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사람은 태어나서 성인 될때까지 성장을
안녕하세요. 사람이 태어나서 성인이 될 때까지 성장하다가 일정 시기가 되면 성장이 멈추는 이유는 주로 호르몬 조절과 유전자에 의해 결정됩니다. 성장 과정과 그 종료 시기를 이해하기 위해서는 몇 가지 중요한 요소를 고려해야 하는데요, 우선 성장판의 닫힘과 관련이 있습니다. 사람의 뼈는 성장판이라고 불리는 연골 조직을 통해 길이가 늘어나는데요, 성장판은 어린 시절과 청소년기에 열려 있어 뼈가 자랄 수 있게 하지만, 성호르몬(에스트로겐, 테스토스테론 등)이 증가하면서 성장판이 서서히 닫히기 시작합니다. 성장판이 완전히 닫히면 뼈의 길이 성장이 멈추게 됩니다. 이는 보통 남성은 18~21세, 여성은 16~18세 정도에 일어납니다. 또한 성장 호르몬은 뼈와 근육의 성장을 촉진하는 주요 호르몬인데요, 이 호르몬은 뇌하수체에서 분비되며, 성장판에 작용하여 뼈의 길이 성장을 촉진합니다. 하지만 사춘기 이후 성호르몬의 분비가 증가하면 성장 호르몬의 영향이 줄어들고, 그 결과 성장판이 닫히면서 성장이 멈추게 됩니다. 다음으로 유전적으로 부모로부터 물려받은 성장 패턴도 중요한 역할을 합니다. 부모님의 키와 성장 패턴이 자녀의 성장에 영향을 미칩니다. 어떤 사람들은 유전적으로 성장판이 빨리 닫히기도 하고, 반대로 늦게 닫히는 경우도 있습니다. 마지막으로 성장이 멈추는 것은 단순히 '더 이상 클 필요가 없기 때문'이라고 볼 수 있습니다. 성장이 멈추면 에너지가 다른 중요한 생리적 기능(예: 생식, 면역 기능 유지 등)에 집중될 수 있습니다. 이는 생존과 번식이라는 생물학적 목적에 부합하는 현상입니다.결과적으로 성장이 멈추는 것은 자연스러운 생물학적 과정이며, 이를 통해 몸은 성숙한 상태를 유지하면서 여생을 살아가게 됩니다.
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24.08.27
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산에사는 동물들은 추운겨울이되면 모두
안녕하세요. 김지호 박사입니다.우선 모든 동물들이 겨울잠을 자는 것은 아닙니다. 겨울에는 날씨가 추워지면서 동물들이 먹잇감을 구하기 어려운 시기인데요, 겨울동안 먹잇감을 찾기 어려운 동물들은 사용하는 에너지를 최소화하기 위해 겨울잠을 자곤 합니다. 대표적으로 겨울잠을 자는 동물로는 곰이 있는데요, 곰은 나무나 바위로 된 구덩이에서 얕은 수면 상태로 가을에 저장한 지방을 소모하면서 지냅니다. 겨울잠을 자면서도 중간에 일어나서 배설을 하거나 먹이를 먹곤 합니다. 반면에 여우, 사슴, 호랑이의 경우 털갈이를 해서 털이 많아지므로 추위를 잘 견딜 수 있기 때문에 겨울잠을 자지 않습니다.
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24.08.27
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인간 뇌의 수명은 어떻게 되나요?궁금합니다
안녕하세요.인간의 뇌는 이론적으로 사람의 전체 수명과 거의 동일하게 기능할 수 있습니다. 평균적으로 인간의 수명은 70~90년 정도이며, 뇌 역시 이 기간 동안 기능을 유지할 수 있습니다. 다만 뇌의 수명이 정확히 몇 년인지를 따지는 것은 어렵습니다. 왜냐하면 뇌의 건강과 기능은 개인의 생활습관, 유전적 요인, 질병, 사고 등에 의해 큰 영향을 받기 때문입니다. 뇌는 태어날 때부터 노화 과정을 겪기 시작하며, 일반적으로 나이가 들면서 신경세포의 수가 줄어들고 신경 전달 속도가 느려지기도 합니다. 중추신경계에 있는 축삭(신경섬유)의 길이는 10년에 10%씩 손상되는데요, 나이가 들면서 뇌가 차지하는 부분은 줄어들고 물이 더 많이 보이는데 이는 20대 중반부터 뇌의 부피가 매년 0.5%씩 줄어들기 때문입니다. 그러나 건강한 생활습관(균형 잡힌 식사, 꾸준한 운동, 정신적 활동 유지 등)은 뇌의 기능을 유지하고, 노화의 영향을 줄이는 데 도움을 줄 수 있습니다.또한 알츠하이머병이나 파킨슨병과 같은 신경퇴행성 질환은 뇌 기능에 치명적인 영향을 미칠 수 있으며, 이러한 질병들은 노년기에 주로 발생합니다. 이를 예방하고 건강한 뇌를 유지하기 위해서는 평소 뇌 건강을 지키는 것이 중요합니다.
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24.08.27
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안드로이드라는 뜻은 무엇인지 우주생명체 인공지능인지 궁금합니다.
안녕하세요. '안드로이드'라는 단어는 과학 및 공상과학 분야에서 자주 사용되며, 그 의미는 두 가지로 나눌 수 있습니다. 우선 "안드로이드"는 그리스어 "ἀνδρ-" (andr-, "남성" 또는 "인간")와 "-ειδής" (-eides, "모양" 또는 "형태")에서 유래한 단어로, 문자 그대로 "인간의 형태를 가진"이라는 뜻입니다. 안드로이드는 인간처럼 보이는 로봇 또는 인공 생명체를 뜻합니다. 영화나 문학 작품에서 흔히 등장하는 안드로이드는 인공지능(AI)을 탑재한 로봇으로, 인간과 매우 흡사한 외형을 가지고 있으며, 복잡한 사고와 감정을 가지는 경우도 있습니다. 또 다른 의미로 '안드로이드'란 휴대폰용 운영체제, 미들웨어, 응용프로그램을 한데 묶은 소프트웨어 플랫폼을 말합니다. 세계 각국의 이동통신 관련 회사 연합체인 '오픈 핸드셋 얼라이언스(OHA；Open Handset Alliance)'가 2007년 11월에 공개했는데요, 실질적으로는 세계적 검색엔진 업체인 구글(Google)사가 작은 회사인 안드로이드사를 인수하여 개발하였으며, 따라서 '구글 안드로이드'라고도 부릅니다. 컴퓨터에서 소프트웨어와 하드웨어를 제어하는 운영체제인 '윈도'에 비유할 수 있는데, 휴대폰에 안드로이드를 탑재하여 인터넷과 메신저 등을 이용할 수 있으며, 휴대폰뿐 아니라 다양한 정보 가전 기기에 적용할 수 있는 연동성도 갖추고 있습니다. 인공지능은 다양한 분야에서 급격히 발전하고 있으며, 우리의 삶을 크게 변화시키고 있습니다. 인공지능 기술이 점점 더 많은 작업을 자동화하고, 인간의 능력을 증강하는 데 사용될 것입니다. 하지만 영화와 달리, 인공지능이 인간을 지구에서 몰아낼 정도로 위협적이 될 가능성은 아직 이론적인 논의에 가깝습니다. 그러나 인공지능의 사용과 개발에 있어 윤리적, 안전한 접근이 필요하다는 점은 널리 인식되고 있습니다.
학문 / 생물·생명
24.08.26
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우리나라에도 파리매라는 곤충이 서식하나요?
안녕하세요.네, 우리나라에도 파리매라는 곤충이 서식하고 있습니다. 파리매는 파리목 파리매과에 속하는 곤충으로, 외형적으로 파리와 비슷하지만 크기가 훨씬 크고, 강력한 포식성을 가지고 있습니다. 파리매는 일반적인 파리보다 훨씬 크며, 길이는 보통 1~3cm 정도입니다. 머리는 큰 눈과 짧은 더듬이로 이루어져 있고, 몸은 강한 털로 덮여 있어 다소 거칠어 보입니다. 육식성 곤충으로, 다른 곤충들을 사냥하여 체액을 빨아먹습니다. 이들은 날아다니는 곤충들을 공중에서 빠르게 잡아채고, 강력한 침을 이용해 독을 주입한 후 체액을 섭취합니다. 파리매는 주로 햇볕이 잘 드는 산림, 초원, 농경지 등에서 발견됩니다. 전 세계에 널리 분포하며, 우리나라를 포함한 한반도 전역에서도 볼 수 있습니다. 파리매는 주로 자연환경에서 활동하며, 인간이 주로 활동하는 도시 지역이나 실내에서는 잘 나타나지 않기 때문에 평소에 눈에 띄지 않을 수 있습니다. 그러나 여름철이나 가을철, 야외 활동을 많이 하는 지역에서는 종종 발견될 수 있습니다. 특히 숲 속이나 들판에서 파리매를 볼 가능성이 높습니다.
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24.08.26
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