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동물들 중에서 사람들처럼 땀을 흘리는 동물들도 있나요?
안녕하세요. 사람처럼 온몸에서 땀을 흘리는 동물은 극히 드문데요, 실제로 인간은 ‘전신에 땀샘이 분포되어 있고 땀을 흘려 체온을 조절하는 거의 유일한 동물’ 중 하나입니다. 땀은 증발하면서 피부 표면에서 열을 빼앗아 체온을 낮추는 역할을 하는데요, 이것은 "증발열"의 원리를 활용한 효율적인 체온 조절 방법이지만, 땀을 만드는 데 물과 전해질이 소모되기 때문에 진화적으로 많은 동물들은 이 방법을 쓰지 않게 되었습니다. 사람과 유사한 땀샘을 가진 동물은 말이 있는데요, 말은 몸 전체에서 땀을 흘리며, 사람 다음으로 땀 분비가 활발한 동물입니다. 운동 후 몸이 젖고 땀이 거품처럼 일기도 합니다. 이외에도 당나귀와 얼룩말은 말과 비슷하게 땀샘을 가지고 있으며 땀을 흘릴 수 있습니다. 이 외에도 일부 영장류(예: 침팬지, 고릴라)는 손바닥이나 발바닥, 겨드랑이 등 일부 부위에서 제한적으로 땀을 흘립니다. 땀샘이 없거나, 땀으로 체온 조절을 하지 않는 동물들로는 대표적으로 개가 있는데요, 에크린 땀샘은 발바닥에만 존재하여, 전신 발한이 불가능합니다. 이들은 헐떡거리는 행위로 호흡기를 통해 열을 방출합니다.
학문 / 생물·생명
25.08.03
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코뿔소는 *소*과에 속하는 동물인가요?
안녕하세요.질문주신 코뿔소는 ‘소과(Bovidae)’에 속하지 않는데요, 코뿔소는 겉보기에는 뿔이 달려 있고 덩치가 커서 소와 비슷해 보일 수 있지만, 분류학적으로는 완전히 다른 과에 속하는 동물입니다. 코뿔소는 척삭동물문 포유강 기제목 코뿔소과에 속하는데요, 코뿔소과(Rhinocerotidae)는 ‘기제목(홀수 발가락류)’에 속하며, 말, 당나귀, 망아지 등과 더 가깝습니다. 반면에 소의 경우에는 우제목 소과에 속하는 동물입니다. 즉, 코뿔소는 이름에 ‘소’가 들어가 있지만, ‘소과’와는 전혀 다른 과에 속하는 동물이며, 코뿔소는 기제목(홀수발가락류), 소는 우제목(짝수발가락류)에 속하며, 이는 진화적 기원이 다르다는 뜻입니다. 또한 두 동물 모두 뿔이 있지만, 뿔의 구조와 생물학적 기원이 다릅니다.
학문 / 생물·생명
25.08.03
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유당불내증이 요구르트를 먹어도 되는 이유
안녕하세요.네, 말씀하신 것처럼 유당불내증이 있는 사람이 요구르트와 같은 발효유는 비교적 잘 소화할 수 있는 이유는 발효 과정에서 유당이 일부 분해되기 때문인데요, 요구르트를 만들 때는 젖산균(예: Lactobacillus 또는 Streptococcus 종)이 우유에 들어 있는 유당(젖당, lactose)을 먹고 젖산(lactic acid)으로 바꾸며 발효를 일으키기 때문이며 이 과정에서 유당의 양이 원유보다 상당히 감소하기 때문에, 유당불내증이 있는 사람에게 부담이 덜합니다. 또한 요구르트 내 살아 있는 유산균이 장에서 유당을 분해해 주는데요,요구르트에는 살아 있는 유산균(프로바이오틱스)이 남아 있으며, 이들이 장에 도달하면 남아 있는 유당을 직접 분해할 수 있습니다. 즉, 몸 안에서 젖당분해효소(lactase)가 부족하더라도, 유산균이 대신 유당을 분해해 주는 역할을 하며, 요구르트의 점도와 구조가 소화를 늦추어 증상 완화에 도움이 됩니다. 게다가 요구르트는 일반 우유보다 걸쭉한 상태로 위장 내 머무는 시간이 길어지며, 유당이 천천히 소화되기 때문에 한꺼번에 유당이 장으로 몰리는 일이 적으며, 그 결과 복통이나 설사와 같은 증상이 덜 심하게 나타납니다. 또한 요구르트에 포함된 다른 성분이 장내 환경을 개선해주는데요, 요구르트에는 유산균 외에도 단백질, 지방 등이 포함되어 있어 소화 과정을 완화시키고, 장내 미생물 균형을 돕기 때문에 유당불내증 증상을 줄이는 데 간접적으로 도움이 될 수 있습니다.
학문 / 생물·생명
25.08.03
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사람 몸이 온도를 유지할 수 있는 원리는 무엇인가요?
안녕하세요.사람을 포함한 포유류가 항상 일정한 체온을 유지할 수 있는 이유는 복잡한 생리학적 조절 체계, 특히 뇌의 시상하부(hypothalamus)와 신경계, 내분비계, 그리고 혈관·피부·근육·땀샘 등의 말초 기관들이 정교하게 협력하기 때문인데요, 이 과정을 체온 항상성(homeostasis)이라고 합니다. 우선 사람의 뇌에 있는 시상하부(hypothalamus)는 체온 조절의 "중앙 온도 조절기" 역할을 하는데요, 이 시상하부는 혈액의 온도나 말초에서 오는 감각신경 자극을 감지하여 다음과 같은 반응을 조절합니다. 체온이 올라가면 땀 분비, 혈관 확장, 호흡 증가가 나타나며, 반면에 체온이 내려가면 근육 떨림(떨림 열 생성), 혈관 수축, 대사 증가가 나타납니다. 이ㅡ태 사람의 체온은 약 36.5~37.5℃ 정도로 조절되는데, 이 수치는 인간 세포와 효소가 가장 안정적으로 작동하는 온도인데요, 효소의 활성이 가장 효율적인 온도가 약 37℃이며, 이는 면역세포가 병원체를 잘 제거할 수 있는 온도이기도 합니다. 즉, 이 온도는 수백만 년의 진화 과정에서 선택된 생존에 최적인 온도 범위입니다. 체온 조절은 복합적인 메커니즘에 의해 유지되는데요, 우선 기초대사율(Basal Metabolic Rate)이란 우리가 가만히 있어도 에너지를 소비하면서 열을 만드는 것을 말하며, 몸을 움직이면 근육 수축으로 많은 열이 발생합니다. 또한 추울 때 자동적으로 일어나는 근육 떨림은 열 생성 효과가 크며, 갈색지방(brown fat)이란 유아나 일부 성인의 경우 갈색지방이 열을 생성합니다 (비떨림성 열생산, non-shivering thermogenesis). 이와에도 피부 혈관이 확장되면 열이 빠져나가고, 수축되면 열이 보존되며, 더울 때 땀을 분비하여 증발을 통해 체온을 낮춥니다. 호흡을 봤을 때에는 빠르고 얕은 호흡으로 열이 배출되며, 옷 입기, 그늘 찾기, 몸을 움츠리기 등의 행동도 포함됩니다. 또한 체온 유지에는 음성 피드백 시스템(negative feedback)이 작용하는데요, 체온이 상승하면 시상하부가 감지하고 땀 분비, 혈관 확장을 통해 체온이 낮아지며, 반대로 체온이 하강하면 시상하부가 감지하고 떨림 유도, 혈관 수축을 통해 체온 상승이 유발되며, 이런 조절은 자동적이며, 매우 정밀하게 조절됩니다. 체온이 1℃만 벗어나도 신체에 큰 이상이 생길 수 있기 때문입니다.
학문 / 생물·생명
25.08.03
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조혈모세포이식이후 삶이 더힘든가요?
안녕하세요.조혈모세포(혈액 줄기세포) 이식 후 삶이 더 어려워졌다는 설문조사 결과는 실제로 존재하며, 과학적 연구 결과와도 어느 정도 일치하는 면이 있는데요, 한국혈액암협회 설문 결과 응답자 155명 중 59%가 “이식 후 삶이 이식 전보다 더 힘들어졌다”고 답했으며, 54%는 전반적인 삶의 질이 악화됐다고 평가했습니다. 주요 어려움으로는 피로·무력감(75%), 피부·발진문제(63%), 체중 변화(54%), 정신적 스트레스(68%), 불임·성기능 장애(42%), 사회복귀 실패(45%), 경제적 부담(40% 이상) 등이 보고됐으며, 과학적 연구 결과로 단기적 영향 (입원 및 초기 회복기)으로는 조혈모세포 이식은 고강도 화학·방사선 치료 후 이루어지며, 면역이 크게 억제된 상태에서 감염, 구내염, 영양 불균형, 심한 피로 등이 나타납니다. 치료 후 1~2주 내에 신체 기능 저하와 우울 증상이 증가하며, 회복까지 상당한 시간이 소요됩니다. 장기 생존자 대상의 연구를 보면 한국에서 장기 생존자(≥2년)에 대한 연구에서는 피로가 80.6%, 만성 GVHD(이식편대숙주질환), 불안·우울, 스트레스 유지 등이 삶의 질을 크게 저하시킨 요인으로 나타났는데요, 특히 60세 미만, 여성, ALL 환자, 만성 GVHD, 면역억제제 장기 복용자에서 삶의 질 저하와 우울 증상이 더 심했습니다. 왜 많은 환자가 삶이 더 힘들다고 느낄지에 대해 생각해보자면 신체적 부담, 극심한 피로, 면역 억제 상태, 만성 GVHD, 불임, 피부 이상,정신·정서적 부담 불안, 우울, 암 재발에 대한 지속적 두려움, 사회·경제적 부담, 의료비용 부담, 직장 복귀 어려움, 관계 변화 회복의 지연 완전 회복까지 수개월~1년 이상 소요 등이 작용하는 것으로 나타났으며, 회복 기간이 길고, 만성 합병증 및 후유증이 지속될 수 있으며, 이는 삶의 질 저하로 이어집니다. 또한 환자 자신뿐 아니라 가족·돌봄자도 함께 심리적, 경제적 압박을 겪게 됩니다. 즉 한국혈액암협회의 설문 결과는 실제 의료 현장에서 느끼는 환자들의 경험을 보여주고 있으며, 국내 학술 연구와도 대체로 일치한다고 볼 수 있겠습니다.
학문 / 생물·생명
25.08.03
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생물은 어떻게 생겨 났는지 궁금합니다
안녕하세요. 지구는 약 45억 년 전에 형성되었고, 현재 가장 오래된 생명의 흔적은 약 38억~35억 년 전으로 추정되고 있으며, 따라서 생명은 지구 형성 후 약 5~10억 년 이내에 등장한 것으로 보입니다. 최초 생명의 기원은 '화학적 진화' 이론을 따르는데요, 가장 널리 받아들여지는 이론은 다음과 같은 단계입니다. 우선 지구 초기는 산소가 거의 없고, 메탄, 암모니아, 수소, 물 등으로 구성된 원시 대기 상태였는데요, 여기에 번개, 자외선, 화산 활동 등 에너지가 가해지면서아미노산, 핵산, 지방산 등 기본적인 유기 분자들이 자연적으로 형성되었다는 이론입니다. 이를 실험으로 증명한 것이 밀러-유리(Miller-Urey, 1953) 실험입니다. 현재의 유전 정보는 DNA가 담당하지만, 초기에는 RNA가 먼저 등장했을 것이라는 것이 RNA 세계 가설인데요, RNA는 유전 정보 저장 가능 (정보성), 자기 복제 가능 (효소처럼 작용)하며 이 두 가지 역할을 할 수 있는 만능 분자이므로, 생명의 기원에서 핵심으로 주목됩니다. 다음으로 지방산이나 인지질(lipid)들이 물 속에서 자연적으로 작은 방울(소포체, micelle, vesicle)을 만들 수 있는데요, 이 막 속에 RNA나 단백질 같은 유기분자가 들어가면, 외부와 구분된 공간에서 반응이 일어나는 '원시 세포'가 만들어질 수 있으며, 이러한 구조를 "원핵생명체의 조상(protocell)"이라고 부릅니다. 과학적으로 가장 초기 생명체의 공통 조상을 우리는 LUCA (Last Universal Common Ancestor)라고 부르는데요, LUCA는 우리가 아는 모든 생물(박테리아, 고세균, 진핵생물)의 공통 조상입니다. 단세포 원핵생물, DNA 기반의 유전 정보, RNA, 리보솜, 단백질 합성 능력 보유, 막으로 둘러싸인 구조, 열수 분출구 근처에서 살았을 가능성 (심해)이 특징으로 여겨지고 있으며 우선 지구상에는 단세포 생물이 서로 협력하며 집단을 이루는 군체가 먼저 등장했으며, 이후 세포 간 신호 전달, 역할 분화, 유전자 조절이 복잡해지며조직과 기관을 갖춘 다세포 생물로 진화하게 되었습니다. 이 과정은 약 10억 년 이상에 걸쳐 천천히 일어났으며, 가장 초기의 다세포 생물은 해면동물(스펀지류)과 같은 단순한 구조였을 가능성이 큽니다.
학문 / 생물·생명
25.08.03
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역노화발전에대해궁금해서질문합니다.
안녕하세요.역노화(Reverse aging), 다시 말해 생물학적 나이를 젊게 되돌리는 기술이 앞으로 수십 년 안에 실현 가능한가에 대해 답변드리자면, 현재 과학은 단순히 ‘노화 속도를 늦추는’ 수준을 넘어서 노화된 세포나 기관을 젊은 상태로 되돌리는 기술에 도전하고 있습니다. 즉 완전히 허황된 공상과학이 아니라, 실제로 세계적인 연구기관들과 바이오 기업들이 이 분야에서 활발히 연구 중입니다. 현재 진행 중인 핵심 연구와 기술들로는 우선 세포 리프로그래밍 (Cellular Reprogramming)이 있는데요, 일본의 야마나카 신야 박사가 개발한 ‘야마나카 인자(Yamanaka Factors)’는 성체세포를 줄기세포처럼 되돌리는 기술로, 최근에는 이 인자를 이용해 노화된 세포를 젊게 되돌리는 연구가 동물실험에서 성공하고 있습니다. 이외에도 SIRT1, FOXO, mTOR, p16 등 노화 관련 유전자 경로를 조절하는 방식으로 세포의 수명을 연장하거나 기능을 회복시키는 연구가 활발합니다. 이외에도 몸속에 쌓이는 노화된 세포(senescent cells)를 제거하는 약물이 연구되고 있는데요, 이 세포들은 염증, 암, 조직 손상과 관련이 있으며, 현재 일부 실험에서 근육·간·신경기능이 젊은 상태로 회복되는 결과도 나왔습니다. 또한 젊은 쥐의 혈액 성분을 노화된 쥐에 이식하면, 뇌·근육·간 기능이 개선되는 실험이 여러 번 재현되었는데요, 이를 토대로 젊은 혈장 유래 물질을 추출한 노화 억제 단백질이 주목받고 있습니다 (예: GDF11). 그렇다면, 20~30년 뒤엔 실제로 가능할지에 대해 답변드리자면, 우선 ‘부분적 역노화’는 충분히 현실적인데요, 피부, 근육, 간, 신경세포의 재생 및 회춘 치료 및 인공지능, 유전자 분석, 노화 바이오마커 측정을 통해 정밀 노화 제어 가능할 것입니다. 하지만 아직 해결해야 할 과제도 많은데요, 우선 세포를 너무 무리하게 젊게 만들면 종양화될 가능성이 있으며 기술의 비용 문제로 초기에는 초고가로, 일부 부유층만 접근 가능할 가능성이 있습니다.
학문 / 생물·생명
25.08.03
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왜 비가 오기 전에 달팽이들이 나타날까요?
안녕하세요.달팽이가 비 오기 전이나 비 오는 날 도로 위나 정원에 많이 나타나는 이유는 과학적으로 보면 여러 가지 생리적·환경적 이유와 감각 능력이 복합적으로 작용한 결과인데요, 달팽이는 피부가 매우 얇고, 몸 전체가 수분에 매우 민감합니다.비가 오기 전에는 대기 중 습도가 높아지면서, 달팽이의 몸이 마르지 않고 활동하기 좋은 환경이 됩니다. 이때 달팽이의 피부와 촉수에는 습도 변화를 감지할 수 있는 감각 수용체가 있어, 습도가 오를 때 몸 밖으로 나와 이동하기 시작합니다. 특히 야간이나 흐린 날, 햇볕에 노출될 위험도 적고, 수분 손실도 줄어들기 때문에 더 활발해집니다. 일부 연구에서는 무척추동물들이 기압의 미세한 변화를 감지할 수 있다는 가설도 있는데요, 비가 오기 전 기압이 떨어지면 이를 감지해 이동하거나 은신처에서 나오는 행동이 유발될 수 있습니다. 또한 달팽이는 외부 수분이 많은 상태에서 몸을 쉽게 이동시킬 수 있는데요, 마른 날에는 땅 표면이 건조해서 점액을 분비해도 금방 말라버리므로, 이동하는 데 더 많은 에너지가 필요하고 탈수 위험도 큽니다. 반면, 비 오는 날에는 표면이 미끄럽고 촉촉해 이동이 훨씬 수월합니다. 게다가 비가 오면 포식자(특히 새)도 줄어들고, 어두운 환경에서 비교적 안전하게 먹이를 찾을 수 있습니다. 비가 그치고 날씨가 다시 건조해지면, 달팽이들은 돌 아래, 나무껍질 밑, 흙 속 틈이나 잡초 덤불 사이 같은 서늘하고 습기 있는 곳으로 숨어 들어가는데요, 이곳에서 점액으로 입구를 봉하고 일시적 휴면 상태로 들어가 수분 손실을 막습니다. 다른 동물들도 날씨를 예측할 수 있을지에 대해 답변을 드리자면 실제로 많은 동물들이 날씨 변화에 대한 민감한 반응을 보이는데요, 개구리는 기압 변화와 습도에 민감해 비 오기 전에 더 많이 울거나 활동합니다. 개, 고양이는 청각, 기압 감지 때문에번개나 천둥이 오기 전 불안한 행동을 보이기도 하며 새는 폭풍 전 고도로 낮게 비행하거나 조용히 움직이며 은신하기도 합니다. 이런 현상은 진화적으로 환경 변화에 먼저 반응하여 생존 가능성을 높이는 전략이라고 할 수 있겠습니다.
학문 / 생물·생명
25.08.03
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인간이 만약에 계속 진화를 거듭해서 몇 백만 년 이상으로 흐른다면 완전히 지금의 인간하고 차이날만큼 다를 수 있을까요
안녕하세요.생물학적 진화는 생물 집단 내 유전적 변이가 자연선택이나 돌연변이, 성 선택, 유전자 이동, 유전적 부동(drift) 등에 의해 세대를 거치며 축적되는 과정인데요, 이에 인간도 예외는 아닙니다. 인간의 진화는 현재도 진행 중이며, 몇 백만 년의 시간이 흐른다면 지금의 인간과 전혀 다른 모습의 후손이 나타날 가능성이 충분히 있습니다. 침팬지와 인간은 약 600만~700만 년 전 공통조상에서 갈라졌으며, 그 결과 오늘날엔 외형·두뇌·행동·사회성 등 전반에 걸쳐 극적인 차이를 보입니다. 그렇기 때문에 미래 인간도 그렇게 달라질 수 가능성이 충분히 있는데요, 자연선택의 방향성 또는 인위적 개입이 지속될 경우, 기후 변화, 식량 자원, 질병, 생식 성공률 등의 차이에 의해 다른 유전자가 선택될 가능성, 혹은 유전자 편집, 인공두뇌, 기계와의 융합 등 기술적 진화가 병행될 경우가 전제되어야합니다. 인간의 뇌 크기 변화도 200만 년에 걸쳐 점진적으로 일어난 현상입니다. 그만큼의 시간이 흐른다면 현재 인간과 완전히 다른 형태, 인지능력, 생리기능을 가진 인간형 존재가 등장할 수 있습니다.
학문 / 생물·생명
25.08.03
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인공지능이 우리 감정을 완벽하게 이해하게 된다면 어떤 일이 벌어질까요?
안녕하세요.AI가 인간의 감정을 완벽히 이해하게 된다면, 만약 인공지능이 미묘한 감정 변화까지 실시간으로 파악하고 그에 맞춰 적절한 언어, 표정, 행동, 톤으로 반응할 수 있다면, 인간-기계 간의 관계는 지금과는 전혀 다른 차원으로 진입할 가능성이 있는데요 우선 변화의 양상은 크게 세 가지로 예상해볼 수 있습니다. 첫번째는 사회적 동반자(Social Companion)로 AI는 단순한 도구를 넘어 친구, 멘토, 심리 상담사, 혹은 가족 대체자로 여겨질 수 있으며, 외로움 해소, 정신적 지지, 공감 기반 맞춤형 대화, 정서적 안정을 위한 지속적인 피드백 제공이 가능할 것입니다. 다음으로 인간이 감정을 소비하면서 해야 하는 ‘정서노동’ (예: 고객응대, 간호, 교육, 육아 등)을 AI가 부분적으로 또는 전면적으로 대체할 수 있게 되는데요, 이는 산업적으로도 큰 변화이지만, 동시에 인간 고유의 역할에 대한 정체성 문제를 불러올 수도 있습니다. 하지만 사람들은 점점 더 AI에 의존하게 될 수 있는데요, "AI는 날 판단하지 않아", "언제나 내 편이야" 같은 감정이 인간-인간 관계보다 AI와의 관계에 정서적으로 몰입하게 만들 수 있으며 이로 인해 자율성 상실, 고립, 인간관계 약화 등의 부작용도 발생할 수 있습니다. 공감을 단순히 감정의 ‘이해와 반응’으로 볼지, 아니면 ‘그 감정을 느끼는 것’까지 포함할지는 철학적 논쟁거리아데요 예를 들어, 사람이 우울할 때 AI가 "그런 일이 있었군요. 정말 힘들었겠어요."라고 말한다고 해서, 우리가 정말 위로받는 이유는 그 말보다는, 상대가 진짜 내 감정을 느끼고 있다는 믿음 때문입니다. 물론 AI는 감정을 ‘느낄’ 수 없습니다. 지금까지의 기술, 그리고 당분간의 기술적 전망상, AI는 감정을 ‘계산’할 수는 있어도 ‘경험’하지는 못하며 즉, 공감처럼 보이는 AI의 반응은 고도로 정교화된 시뮬레이션일 뿐입니다. 하지만 인간은 그 시뮬레이션에 ‘감동’받을 수 있는데요, 우리가 영화 속 캐릭터에게 감정을 느끼듯, AI가 표현하는 공감에 대해 실제 위로를 느끼고 정서적 유대를 형성할 수 있습니다. 이는 인간의 뇌가 의도된 반응보다 결과된 감정에 반응하기 때문입니다.
학문 / 생물·생명
25.08.03
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