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인간은 어떻게 만들어지나요?????
안녕하세요. 인간은 부모로부터 받은 정자와 난자의 결합으로 만들어지는데요, 정자와 난자는 각각 23개의 염색체를 가지고 있는데, 결합하면 46개의 염색체를 가진 수정란(접합자)이 됩니다. 이 수정란이 세포 분열을 반복하며 배아 → 태아 → 신생아 → 성장한 인간으로 발달하게 되는 것입니다. 유전자는 신체의 형태, 기능, 대사 등 많은 부분을 결정하는 설계도 역할을 하는데요, 얼굴뼈 모양, 피부색, 머리카락 유형, 키, 근육량, 발 크기 등 대부분의 신체 특성은 유전자의 영향을 크게 받습니다. 하지만 유전자가 모든 것을 완벽히 결정하는 것은 아닙니다. 환경, 생활습관, 영양 상태, 운동, 스트레스, 질병 등은 신체의 발달과 특성에 중요한 영향을 줄 수 있는데요, 후천적 요인과 유전자는 상호작용하며, ‘표현형(실제 신체 모습)’을 결정합니다. 이처럼 유전자는 ‘잠재적 설계도’이고, 환경은 ‘설계도를 실행하는 과정에서의 조절자’라고 볼 수 있습니다. 일반적으로 개인의 세포 내 유전 정보(DNA 염기서열)는 동일하게 유지됩니다. 단, 예외로 돌연변이(mutation)가 일어날 수 있는데요, 돌연변이는 자연 발생, 방사선, 화학물질, 바이러스 등 외부 요인에 의해 발생하며, 대부분의 돌연변이는 특정 세포에 국한되어 암 등 질병의 원인이 되기도 합니다.
학문 / 생물·생명
25.07.12
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사람이 태어나고 그 부모를 만나는것은 100퍼 운명이고 랜덤이죠?
안녕하세요.네, 사람이 어떤 부모에게서 태어나는 건 100% 자신의 의지와 무관한 우연이라고 할 수 있는데요, 수정란이 형성되기 위해선 수많은 정자 중 단 하나가 난자와 결합해야 합니다. 인간의 몸에서는 한 번의 사정에서 약 1억 개 이상의 정자가 방출되며, 그 중 단 하나가 난자에 도달해 수정을 일으킵니다. 어떤 정자가 난자와 결합할지는 수많은 변수에 따라 결정되며, 인간의 의지로 선택하거나 제어할 수 없는데요, 따라서, 지금의 “나”가 태어난 것은 철저히 확률과 우연, 즉 생물학적으로는 ‘랜덤한 결과’입니다. 즉, 유전적 정체성은 부모님 각각의 유전자로부터 절반씩 전달받아 만들어진 것입니다. 이 말은, 다른 사람이 부모였거나, 심지어 지금의 부모님이더라도 수정이 다른 날 또는 몇 초만 달라졌더라도 완전히 다른 유전자 조합의 다른 사람이 되었을 가능성이 높다는 뜻입니다. 또한 같은 유전자를 가진 사람은 이론적으로도 다시 태어나기 매우 어려운데요, 동일한 유전자를 갖기 위해서는 같은 정자+같은 난자 조합이 필요합니다. 자연적인 조건에서 같은 정자·난자가 다시 만들어질 확률은 사실상 0에 가깝습니다. 일란성 쌍둥이만이 유일하게 완전히 동일한 유전자를 가진 사람이지만, 이 경우도 정자와 난자가 한번 수정된 후 분열이 일어난 특별한 상황에서만 발생한다고 할 수 있습니다.
학문 / 생물·생명
25.07.12
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고생물의 먹이사슬은 화석에서 어떻게 추정하나요?
안녕하세요.고생물의 생태계와 먹이사슬은 이미 수천만~수억 년 전에 멸종한 생물들로 구성되어 있기 때문에, 현재처럼 직접 관찰이 불가능하지만, 고생물의 이빨 모양, 턱 구조, 입 크기는 무엇을 먹었는지를 알려주는 결정적 단서입니다. 또한 고생물의 배설물 화석을 분석하면 실제 먹은 생물의 유해(잔해)가 발견되기도 하는데요, 뼈 조각, 갑각, 식물 섬유 등이 들어있는지에 따라 식성 파악이 가능합니다. 매우 드물게, 고생물의 위 속에 있던 먹이 화석이 같이 보존되는 경우가 있는데요, 이 경우는 직접적 먹이 관계를 증명하는 가장 확실한 증거가 됩니다. 또한 같은 지층에서 발견되는 여러 생물 화석을 종합하여, 같은 생태계 구성원임을 확인하며, 몸 크기, 이동 능력, 분포 범위 등을 고려해 포식자-피식자-분해자 관계를 추정합니다. 이외에도 고생물의 뼈나 치아에 남은 탄소·질소 동위원소 비율을 측정하면, 먹이의 영양 단계(Trophic level)를 추론할 수 있습니다. 이때 육식동물일수록 질소 동위원소 비율이 높게 나타납니다. 고생물학자들은 이러한 다양한 증거들을 종합하여 ‘고생물 생태계 모델’을 구성하는데요, 어떤 생물들이 함께 살았는지 확인 (공존 화석, 지층 정보)하고, 각 생물의 식성·행동·생태적 지위 파악한 후, 먹이사슬 단계(1차 생산자 → 초식자 → 포식자 → 최상위 포식자 → 분해자)로 정렬하고 화석 증거에 기반한 고생태계 복원도 또는 3D 시뮬레이션 모델로 시각화하게 됩니다.
학문 / 생물·생명
25.07.12
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러브버그가 최근에 출몰하는 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 러브버그(Lovebug, Plecia nearctica)의 출몰이 눈에 띄게 잦아지고 있으며, 개체 수도 과거보다 많아진 것처럼 느껴지는데요. 이 현상은 단순한 우연이나 주기적인 번식만으로 설명되기보다는, 기후 변화, 도시화, 생태계 변화 등이 복합적으로 작용한 결과라고 볼 수 있습니다. 러브버그는 파리목 두나방파리과의 곤충으로, 암수가 엉킨 채로 비행하며 출몰하는 모습이 독특해 ‘러브버그’라는 이름을 얻었는데요, 원래 중남미와 미국 남부 지역(특히 플로리다)에서 흔히 관찰되던 곤충이었으나, 최근에는 우리나라를 포함한 다른 지역에서도 보고되고 있습니다. 우선 러브버그는 따뜻하고 습한 기후를 좋아하는데요, 지구온난화로 인해 봄~여름철 고온다습한 날씨가 길어지면서, 이들의 활동기와 번식 기간이 길어지고 알에서 성충으로의 부화 성공률도 높아진 것입니다.
학문 / 생물·생명
25.07.12
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장내 미생물 연구가 맞춤형 영양학과 의학에 준 영향은?
안녕하세요.장내 미생물 연구는 최근 10~20년 사이 정밀의학과 맞춤형 영양학 분야에서 획기적인 전환점을 만들어내고 있으며, 이로 인해 의료, 식품, 헬스케어 산업의 패러다임이 바뀌고 있는데요, 인간의 장 속에는 100조 개 이상의 미생물이 살고 있으며, 이는 유전자의 수로만 보면 인간 유전자보다 약 100배 많습니다. 이 미생물 군집은 단순한 소화 보조 기능을 넘어서, 면역 조절, 대사 조절, 뇌-장 연결(장뇌축) 등 전신 건강과 밀접하게 연관되어 있습니다. 장내 미생물 분석이 정밀의학에 주는 핵심 영향에 대해서 말씀드리자면, 맞춤 의학 분야에서는 개인별 장내 미생물 패턴을 분석하여 당뇨, 고혈압, 암, 비만, 자가면역질환 등의 발병 위험을 예측하고, 예방 가능한 맞춤 치료 전략 수립 가능합니다. 또한 약물 반응 예측 측면에서는 어떤 장내 미생물은 약물의 대사를 촉진하거나 저해할 수 있어서, 개인의 마이크로바이옴에 따라 약의 효과나 부작용 정도가 달라질 것입니다. 맞춤형 영양학과 식품산업에 미치는 구체적 변화에 대해서 말씀드리자면, 장내 미생물 유전자 분석을 통해 어떤 음식이 개인에게 유익한지 판단해, 혈당 반응이나 소화 효율에 최적화된 식단 제공 가능할 것입니다.
학문 / 생물·생명
25.07.12
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모기들도 생존을 위해서 물을 마시나요?
안녕하세요.네, 모기처럼 작고 단순해 보이는 곤충도 생존을 위해 물과 영양소의 섭취를 균형 있게 조절해야 합니다. 모기도 생존을 위해서는 물을 따로 마시며, 피는 일부 영양 공급원일 뿐, 순수한 수분 섭취를 대체할 수 없습니다. 암컷 모기가 피를 빠는 주된 이유는 알을 만들기 위한 단백질(특히 헤모글로빈)을 얻기 위해서인데요, 피 속에도 수분이 포함되어 있지만, 목적은 수분 보충이 아닌 번식을 위한 영양 섭취입니다. 게다가 수컷모기의 경우에는 피를 섭취하지 않으며 꽃의 꿀등을 섭취하는 것으로 알려져 있는데요, 실험과 야외 관찰에 따르면, 모기는 이슬, 물방울, 심지어 젖은 표면 등에서 수분을 직접 섭취합니다.
학문 / 생물·생명
25.07.12
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웃는 다는 것은 동물학적으로 어떤 의미가 있는건가요?
안녕하세요.네, ‘웃음’이라는 표현은 인간에게 매우 자연스럽고 중요한 감정 표현 중 하나지만, 대부분의 동물은 인간처럼 웃는 표정을 짓지 않으며, 그 이유는 진화적·해부학적·행동학적 차이에서 비롯됩니다. 인간의 웃음은 단순한 기쁨의 표현이 아니라, 사회적 유대를 강화하는 복잡한 신호인데요, 웃음은 타인에게 “나는 위협이 아니야”, “함께 있어도 안전해”라는 비언어적 메시지를 전달할 수 있으며, 이는 인간이 집단생활을 하면서 언어 이전의 의사소통 수단으로 발전한 것으로 보입니다. 대부분의 동물은 인간처럼 얼굴 표정을 다양하게 만들 수 있는 근육(표정근)이 발달되어 있지 않은데요, 사람은 얼굴에 40개 이상의 미세한 근육을 가지고 있어, 정교한 표정 조절이 가능하지만, 대부분의 동물은 이런 근육이 제한적이거나 존재하지 않습니다. 웃음은 인간의 뇌에서 복합적인 인지와 감정, 언어적 맥락까지 결합되어 나타나는 고등 표현인데요, 동물들은 기분이 좋아도 그것을 꼭 웃는 표정으로 표현할 필요가 없고, 대신 행동이나 울음소리, 몸짓으로 표현합니다.
학문 / 생물·생명
25.07.12
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유전병 치료에 사용되는 유전자 가위 기술은 무엇인가요?
안녕하세요. 유전병 치료에 사용되는 유전자 가위(gene editing) 기술은 현대 생명과학에서 가장 혁신적인 도구 중 하나로, DNA의 특정 부위를 정밀하게 잘라내거나 교체, 삽입하여 유전병을 치료하는 데 활용되며, 그중에서도 가장 널리 사용되고 있는 대표 기술이 바로 CRISPR-Cas9 시스템입니다. 이는 생물의 유전체(DNA 서열) 중 원하는 부분을 정밀하게 자르고, 수정하거나 새 유전자를 삽입할 수 있는 기술인데요, 이는 오작동된 유전자를 제거하거나 정상 유전자를 삽입함으로써, 유전 질환의 근본 원인을 수정할 수 있는 방식입니다. 더 구체적으로 말하자면, CRISPR-Cas9 기술은 박테리아가 바이러스 공격에 대항하기 위해 사용하는 면역 체계를 모방하여 특정 유전자를 편집하는 기술입니다. CRISPR-Cas9은 CRISPR 영역에서 전사된 가이드 RNA와 Cas9 단백질로 구성되며, 가이드 RNA는 편집하고자 하는 DNA 서열에 결합하여 Cas9 단백질을 그 위치로 유도하고, Cas9 단백질은 유전자를 자르는 역할을 합니다. 해당 기술의 장점은 간편한 설계 높은 효율성 및 다중 유전자 타겟팅 가능 저렴한 비용 상대적으로 소요시간 빠름 다양한 생물 종과 조직에 적용 가능하다는 점입니다.
학문 / 생물·생명
25.07.12
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진화는 생물학적으로 어떻게 발전하게 되는 건가요?
안녕하세요.생물학적 진화는 유전 가능한 생물 집단의 형질이 시간이 지남에 따라 변화하는 현상, 세대를 거치며 유전자 풀(gene pool)의 구성비가 바뀌는 것, 즉 집단의 유전적 변화를 의미하는데요, 이는 유전적 변이가 자연 선택, 유전적 부동 등과 같은 과정을 거쳐 특정 형질이 집단 내에서 더 흔해지거나 드물어지는 결과로 나타납니다. 이러한 과정을 통해 생물 다양성이 증가하고 새로운 종이 출현하게 됩니다. 즉, 단순히 "더 나은" 쪽으로 발전하는 것이 아니라, 주어진 환경에서 더 잘 살아남고 번식할 수 있도록 유전자가 '선택'되는 과정이라고 볼 수 있습니다. 말씀하신 대로, 후천적 능력은 유전자를 변화시키지 않기 때문에 자손에게 전달되지 않습니다. 그렇다면 진화는 어떻게 일어나는지에 대해서 설명하자면, 돌연변이는 DNA 복제나 세포 분열 중 우연히 생기는 유전적 변화입니다. 이때 대부분은 무의미하거나 해롭지만, 아주 드물게 유리한 변이가 생기기도 합니다. 자연선택은 환경에 더 잘 적응한 개체가 더 많이 살아남고 번식하면서, 그 유전자가 다음 세대로 더 많이 전달됩니다. 예를 들자면 추운 지역에서 털이 두꺼운 개체가 더 잘 살아남아 그 유전자가 퍼지는 것입니다. 즉 말씀하신 것처럼 후천적 특성은 유전되지 않지만, 돌연변이와 자연선택, 유전, 우연 등 다양한 요인이 작용하여 유전자 구성이 세대마다 조금씩 바뀌면서 생물은 점차 진화하게 됩니다.
학문 / 생물·생명
25.07.12
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일하지 않는 일개미는 무엇을 하나요?
안녕하세요. 네, 개미 사회는 매우 조직적이고 체계적으로 보이지만, 실상 그 내부를 들여다보면 일을 하지 않는 일개미들(비활동성 개미)이 상당수 존재한다는 사실은 과학자들도 오랫동안 주목해온 주제인데요, 연구에 따르면, 일개미의 약 20~50%는 언제나 비활동적이며, 하루 중 거의 대부분의 시간을 가만히 있거나 쉰 채로 보냅니다. 이들은 단순히 게으르거나 쓸모없는 개미가 아니라, 집단 전체의 생존과 효율성을 유지하는 데 중요한 역할을 수행하고 있다고 여겨집니다. 또한 눈에 띄지 않지만 유충 청소, 알 정리, 여왕개미 돌봄 등 내부 업무를 수행하는 경우도 많습니다. 이외에도 항상 모든 개미가 바쁘게 움직이기보다는, 일부는 사회적 안정과 신호 조절에 기여한다고도 추정됩니다. 예를 들어, 페로몬 감지와 전달, 군체 내부의 혼잡 완화 등의 역할을 수행할 수 있습니다.
학문 / 생물·생명
25.07.12
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