답변 내역

안녕하세요.고래는 바다에 살고, 지느러미도 있지만 포유류인데요, 따라서 물고기처럼 알을 낳지 않고 새끼를 낳는데 새끼고래는 사람처럼 엄마 배 속에서 태어나 젖을 먹고 자랍니다. 고래는 전 세계 90여 종류가 있고, 크기도 다양한데요, 어마어마하게 몸집이 큰 고래가 있는가 하면 몸집이 아주 작은 고래도 있습니다. 고래 가운데 몸집이 가장 큰 대왕고래(흰긴수염고래)는 몸길이가 30미터나 되는, 세계에서 가장 큰 동물이며, 대왕고래의 몸길이는 버스 세 대를 한 줄로 세워 놓은 것과 비슷합니다. 고래의 임신기간은 평균적으로 10∼12개월로, 일반적으로 한배에 한마리씩을 낳지만 간혹 쌍둥이를 낳기도 하며, 보통 2~3년에 1번씩 새끼를 낳는 것으로 알려져 있습니다. 따라서 평균적으로 일생동안 10~15마리 정도의 새끼를 낳게 됩니다.

안녕하세요. 사람은 졸리거나 피곤할 때 하품을 하는데요, 하품을 하게되면 눈물이 항상 함께 나는 것을 경험할 수 있습니다. 하품을 유발하는 원인은 몸이 피로하거나 체내에 이산화탄소가 많이 쌓였기 때문인데요, 몸이 피로하다는 것은 몸에 에너지가 부족하다는 것인데, 이때 하품은 에너지를 얻기 위한 자연스러운 몸의 반응이라고 할 수 있습니다. 우리 몸의 세포들이 에너지를 얻기 위해선 산소가 필요하고, 하품을 하면 더 많은 양의 산소를 받아들일 수 있게 됩니다. 피로하지 않더라도 체내에 이산화탄소가 축적되어 산소가 부족해지면 뇌에서 하품하라는 명령을 내립니다. 하품을 통해 인체에서의 산소와 이산화탄소 농도 비율을 맞추게 됩니다. 이때 인체는 하품할 때 많은 양의 산소를 받아들이기 위해서 입을 크게 벌리고 아래턱 근육을 사용하게 되는데, 턱 근육이 늘어나면서 눈 옆에 위치한 눈물주머니인 누낭을 누르게 됩니다. 이때 이때 누낭 안에 고여있던 눈물이 밖으로 배출되면서 눈물이 흐르게 되는 것입니다.

안녕하세요.피부노화 요인은 내인성 요인과 외인성 요인으로 구분하는데요, 전자는 시간이 흘러감에 따라 생기는 자연 노화이고, 후자는 오랫동안 햇빛에 노출되어 생기는 광노화가 대표적입니다. 태양광선은 적외선 52%, 가시광선 34%, 자외선 5%로 이루어져 있는데요, 이 중 자외선이 피부 광노화에 가장 큰 영향을 미치는 것으로 알려져 있습니다. 자외선 A는 파장 320~400나노미터(nm)이며 피부 진피까지 침투하여 노화를 촉진하고 색소침착을 유발하며, 자외선 B는 파장 280~320nm로 표피에만 작용하나 강력한 세포 파괴력이 있고 심하면 피부가 타게 됩니다. 따라서 피부 노화를 방지하기 위해서는 일상생활 중에 자외선 차단제(선블록)을 발라 자외선 노출을 최소화하고, 외출 시 챙이 넓은 모자를 착용하거나 양산을 쓰는 것이 좋습니다.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.