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개가 인간보다 청각이 발달한 이유가 뭔가요?
안녕하세요.강아지와 인간의 음파 스펙트럼에서 저주파에 속하는 소리를 감지하는 능력에는 큰 차이가 없지만, 그러나 고주파대의 소리에 관해서는 강아지가 휠씬 더 우수하다고 할 수 있습니다. 우선 인간의 가청 범위는 20Hz~ 2만 hz 전후이지만 강아지는 5만 Hhz까지 들린다고 합니다. 따라서 강아지에게는 컴퓨터, 전화, 전자 시계 등에서 발생하는 잡음까지도 들릴 수 있을 것입니다. 또한 강아지 청력은 인간보다 뛰어나 1km 이상 떨어진 곳에서도 소리를 들을 수 있다고 합니다.
학문 / 생물·생명
25.03.09
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자기전 눈을 감으니 눈이 떨리는 이유가 뭘까요?
안녕하세요.눈이 떨리는 현상(눈꺼풀 경련, myokymia)은 여러 가지 원인으로 발생할 수 있는데요, 억지로 자려고 할 때 눈이 떨리는 것은 다음과 같은 이유 때문일 가능성이 큽니다. 첫번째는 피로와 스트레스입니다. 억지로 잠을 자려는 상황은 종종 신체적으로나 정신적으로 피로한 상태에서 발생합니다. 피로와 스트레스는 눈 주변 근육의 신경을 자극하여 미세한 떨림을 유발할 수 있습니다. 두번째는 눈의 긴장인데요, 잠이 오지 않는 상태에서 눈을 감고 억지로 자려 하면 눈꺼풀과 눈 주변 근육이 긴장하게 됩니다. 이 긴장 상태에서 근육이 불규칙적으로 수축하면서 떨림이 발생할 수 있습니다. 세번째는 수면 부족과 눈 피로입니다. 수면 부족이 있으면 눈 주변 근육의 신경이 과민해져 경련이 쉽게 일어납니다. 특히 장시간 화면을 보거나 눈을 혹사한 경우(예: 스마트폰, 컴퓨터 사용) 더욱 쉽게 발생할 수 있습니다. 마지막은 신경 과민 반응으로, 우리 몸의 신경계는 각성 상태와 휴식 상태를 조절하는데, 억지로 잠을 청하려 하면 교감신경과 부교감신경이 충돌할 수 있습니다. 이 과정에서 신경 신호가 불안정해지면서 눈꺼풀 떨림 같은 미세한 경련이 일어날 수 있습니다. 정리해보자면 눈 떨림은 억지로 자려는 것과 직접적인 관계가 있다기보다는 스트레스, 피로, 눈의 긴장, 신경 과민 반응 등의 요인과 더 관련이 있습니다. 잠이 오지 않을 때는 억지로 자려 하지 말고, 심호흡을 하거나 따뜻한 물을 마시는 등 몸을 이완시키는 것이 도움이 될 수 있습니다.
학문 / 생물·생명
25.03.09
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새들은 장거리 이동을 할 때 어떤 원리로 길을 찾는건가요?
안녕하세요. 새가 날 때 날개 양 끝단에는 새가 일으키는 날갯짓으로 위아래의 공기 흐름에 차이가 생겨 소용돌이가 일어나는데요, 이 소용돌이는 뒤쪽으로 튜브 형태로 늘어지며 난류(亂流)를 형성합니다. 이 기류는 아래쪽을 향하다 중간쯤부터 위쪽으로 흐름을 바꾸게 되어 공중에 뜨게 되는데요, 선두를 뒤따르는 새가 이 위치에서 날갯짓을 하면 상하로 요동치는 난류 흐름을 타기 위해 앞서가는 새의 날갯짓 박자에 맞춰 날개를 움직입니다. 이렇게 한 새의 날개 끝에 다음 새가, 또 그 날개 끝에 그 다음 새가 따라가다 보면 결과적으로 무리의 모양이 V자를 이루게 됩니다. 이때 주로 낮에 이동하는 철새들은 자신들의 생체 시계 속에 내장되어 있는 정보로 빛의 방향을 판단하여 날아갈 방향을 정하고 밤에 이동하는 철새들은 별자리를 이용하거나 지구 자기장(磁氣場)을 감지하여 이동하는 것으로 알려져 있습니다. 기러기, 휘파람새, 찌르래기 등은 신경세포에 ‘제2철염’이라는 자기 광물질 성분을 지니고 있어 이것이 자기장에 따라 움직이게 되며, 수만 km를 쉬지않고 주파하는 것도 바로 이 자각 덕분입니다.
학문 / 생물·생명
25.03.09
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지구 온난화가 되면 온난화에 최적화된 생물만이 남게 될까요?
안녕하세요.지구 온난화가 진행되면 온난화에 적응한 생물들만 살아남을 가능성이 높지만, 단순히 따뜻한 곳에서 잘 사는 생물만 남는 것은 아닙니다. 생물들은 환경 변화에 따라 이주, 적응, 진화 또는 멸종이라는 네 가지 선택지를 가지게 됩니다. 우선 온난화가 진행되면 일부 생물들은 더운 환경에서 잘 살아남을 수 있도록 적응하거나 진화할 수 있습니다. 예를 들어, 사막 환경에 적응한 생물(낙타, 도마뱀, 선인장 등)이 온난화 환경에서 유리할 수 있습니다. 하지만 그렇다고 해서 추운 환경에 사는 생물들이 전부 사라지는 것은 아닌데요, 일부 생물들은 추운 지역으로 이동하거나 기온 변화에 맞춰 생리적·행동적 변화를 겪을 수 있습니다. 예를 들어, 북극곰이 기온 상승으로 인해 먹이를 찾기 어려워진다면, 더 높은 위도로 이동하거나 갈색곰과의 교배(잡종화)로 새로운 형질을 얻을 수도 있습니다. 즉, 단순히 따뜻한 곳에서 잘 사는 생물만 남는 것이 아니라, 변화에 적응하는 생물들이 살아남게 됩니다. 또한 생물들은 기후 변화에 적응하거나, 이동하거나, 멸종하는 세 가지 방식으로 반응합니다. 적응은 자연선택을 통해 온난화에 강한 개체들이 살아남아 후손을 남기며 점진적으로 변화인데요, 예를 들어, 온난화가 지속되면 털이 짧고 얇은 동물들이 살아남아 점점 유전적으로 우세해질 가능성이 있습니다. 일부 곤충들은 온난화로 인해 빠르게 번식 주기를 조절하거나, 더운 환경에서도 생존할 수 있도록 생리적인 변화를 겪을 수 있습니다. 이외에도 일부 생물들은 더 시원한 지역으로 이동하여 생존을 시도할 수 있습니다. 반면 적응도 못 하고, 이동도 못 하는 생물들은 멸종할 가능성이 높아집니다. 예를 들어, 기온이 오르면 일부 양서류(개구리, 도롱뇽 등)는 건조한 환경에서 살아남기 어렵기 때문에 멸종 위험이 큽니다. 북극곰처럼 서식지가 사라지는 동물들도 적응할 시간이 부족하면 멸종할 수 있습니다.
학문 / 생물·생명
25.03.09
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추운 겨울철의 냉해 피해가 식물에게 미치는 영향에는 어떤 것이 있나요?
안녕하세요. 냉해(冷害)는 예년보다 기온이 낮은 날이 계속되는 자연 재해를 말하는데요, 작물의 생육에 지장을 초래할 정도의 저온이 오래 지속되어 농작물의 성장과 수확에 나쁜 영향을 미치는 현상입니다. 빙점이하(0℃)에서 세포의 결빙으로 동결피해를 입는 것을 말하며 세포의 원형질막 파손에 의한 탈수현상에 의하여 즉시고사에 이르게 되기 때문에 식물에게 미치는 영향이 크다고 할 수 있습니다.
학문 / 생물·생명
25.03.09
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캥거루는 번식 능력이 어느 정도로 좋나요?
안녕하세요. 호주의 상징동물인 캥거루는 ‘유대목’ 캥거루과 캥거루속 중에서 덩치가 큰 4종을 칭하는데요,유대목은 복부에 새끼주머니를 가지고 있는 동물을 말합니다. 캥거루에 있어서 가장 흥미로운 것은 새끼의 출생과 육아 방법인데요, 임신 기간이 31~36일로 1마리를 낳으며 연중 번식이 가능합니다. 즉 이 부분에서 알 수 있듯이 캥거루의 번식 능력은 매우 좋습니다. 또한 대부분의 어미는 출산 후 수일 내 짝짓기를 하게 되는데요, 어미가 포유 중일 경우 배아 발달이 중지되는 휴면상태에 들어가고 주머니에 있는 새끼가 밖으로 나오면 다시 자랍니다. 생존환경이 좋은 조건에서는 어미가 각기 다른 성장단계의 3마리 새끼를 동시에 기를 수도 있으며, 어린 새끼는 주머니 안에서 젖을 먹고 좀 더 큰 새끼는 주머니 밖에 머물며 세 번째는 어미의 자궁 안에서 배아 상태로 있습니다.
학문 / 생물·생명
25.03.09
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사람은 왜 동물중에서 암에 많이 걸리나요
안녕하세요. 사람이 다른 동물들보다 암에 많이 걸리는 이유는 긴 수명, 세포 수 증가, 환경적 요인, 생활 습관, 그리고 유전적 요인이 복합적으로 작용하기 때문입니다. 우선 암은 세포의 돌연변이가 축적되면서 발생하는 질병인데요, 대부분의 야생 동물들은 포식, 질병, 사고 등의 이유로 오래 살지 못합니다. 반면, 인간은 평균적으로 70~80년 이상 살기 때문에 돌연변이가 축적될 시간이 많아지고 암 발생률이 높아집니다. 예를 들어, 개나 고양이는 대략 10~20년을 살지만, 인간은 그보다 훨씬 오래 살아서 암에 걸릴 확률이 더 높아집니다. 또한 인간은 몸이 크고 그렇기 때문에 세포 수가 많습니다. 몸집이 클수록 세포 수가 많아지고, 세포 분열 횟수도 증가하는데요, 세포 분열이 많을수록 DNA 복제 오류(돌연변이)가 축적될 가능성이 커집니다. 하지만 흥미로운 점은, 고래나 코끼리처럼 인간보다 훨씬 몸집이 큰 동물들은 암 발병률이 낮다는 것입니다. 이를 "페토의 역설(Peto’s Paradox)"이라고 합니다. 연구에 따르면, 코끼리는 TP53이라는 강력한 암 억제 유전자가 여러 개 존재하기 때문에 암 발생률이 낮다고 합니다. 반면, 인간은 TP53 유전자가 적어서 암 억제 능력이 상대적으로 떨어집니다. 이외에도 과거의 인류는 암에 걸리기 전에 감염병, 사고, 기근 등으로 일찍 사망하는 경우가 많았습니다. 하지만 현대 사회에서는 의료 기술이 발전하면서 감염병을 예방하고 오래 살 수 있게 되었습니다. 대신, 환경 오염, 발암 물질, 흡연, 알코올 섭취, 가공식품 섭취, 스트레스 등 암을 유발하는 요소에 더 많이 노출되었습니다. 특히 서구화된 식습관(육류, 지방, 가공식품 증가)과 운동 부족, 비만 증가도 암 발병률을 높이는 원인 중 하나입니다.
학문 / 생물·생명
25.03.09
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코끼리가 덩치가 큼에도 암에 잘 안걸리는 이유가 무엇인가요
안녕하세요. 원래 키가 큰 사람일수록 또는 몸집이 큰 개나 고양이가 암에 잘 걸리는데요, 암을 일으키는 돌연변이가 발생할 확률이 몸집이 커 세포 수가 많을수록 커지기 때문입니다. 사람은 17%가 암으로 사망하지만 그 비율이 동물원 코끼리에서는 5%가 안되는데요, 코끼리나 사람이나 세포 크기는 비슷합니다. 또 코끼리는 사람만큼 오래 살면서 100배나 무겁습니다. 세포에 돌연변이가 일어날 확률이 같다면 코끼리의 발암 위험은 사람보다 100배는 높아야 하지만 실제론 그렇지 않은데요, 이는 암 발생을 억제하는 유전자를 코끼리가 인간보다 많이 가지고 있기 때문입니다. 더 구체적으로는 코끼리는 자연적으로 인간보다 20배나 많은 TP53 유전자를 소유하고 있다고 알려져 있는데요, 이처럼 암을 억제할 수 있는 유전자를 많이 가지고 있어 일부 유전자에 돌연변이가 일어나더라도 작용할 수 있는 여벌의 유전자가 존재하기 때문에 코끼리는 암에 잘 걸리지 않는 것입니다.
학문 / 생물·생명
25.03.09
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코끼리는 언제부터 몸이 커지고 그 배경이 무엇인가요
안녕하세요. 코끼리의 조상은 원래 몸집이 작았지만, 오랜 진화 과정을 거쳐 현재처럼 거대한 몸을 가지게 되었는데요, 코끼리의 몸집이 커진 이유는 환경 변화, 생태적 경쟁, 포식자로부터의 방어 등의 요인과 관련이 있습니다. 코끼리의 조상은 약 6000만 년 전 신생대 초기(팔레오세~에오세)에 등장한 작은 포유류였습니다. 모에리테리움 (Moeritherium, 약 3700만 년 전)은 코끼리의 초기 조상으로, 몸길이 약 1~2m, 하마와 비슷한 크기였으며, 긴 코 대신 짧고 뭉툭한 주둥이를 가졌고, 늪지대에서 생활하며 물가 식물을 먹었습니다. 코끼리가 오늘날과 같이 거대해진 이유는 포식자로부터의 방어를 위함입니다. 초기 코끼리 조상들은 작은 포유류였고, 당시에는 대형 육식동물(예: 검치호랑이, 거대한 악어 등)이 많았는데요, 몸집이 커지면서 천적에게 쉽게 잡아먹히지 않는 방어 전략이 되었습니다. 또한 약 2000만 년 전, 기후가 점점 건조해지면서 숲이 줄어들고 초원이 확대되었는데요, 커다란 몸집과 긴 코, 상아가 나무껍질, 풀, 나뭇가지 등 다양한 먹이를 먹기에 유리했습니다. 이외에도 덩치가 크면 체온 변화에 덜 영향을 받는데요(베르그만의 법칙), 넓은 귀를 이용해 체온을 방출하면서 더운 환경에서도 생존 가능합니다.
학문 / 생물·생명
25.03.09
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양서류와 파충류는 포유류와 성장단계가 어떻게 다른가요
안녕하세요.양서류와 파충류는 포유류와 비교했을 때 성장 단계에서 큰 차이가 있습니다. 가장 큰 차이는 변태(metamorphosis) 여부, 태생/난생 방식, 성장 방식에서 나타납니다. 양서류(예: 개구리, 도롱뇽)는 물속 유생기 → 육상 성체기로 변화하는 변태 과정을 거칩니다. 알 → 올챙이 (유생기)에는 물속에서 부화하며, 아가미로 호흡합니다. 다리 발생 → 아가미 소실하는데요, 뒷다리와 앞다리가 자라고, 폐가 발달합니다. 이후 성체 개구리의 경우 꼬리가 사라지고 완전히 육상 생활이 가능해집니다. 즉 양서류는 어릴 때와 성체 때의 생활 방식이 다릅니다. 파충류(예: 뱀, 거북이, 도마뱀)는 태어날 때부터 어른과 비슷한 형태이며, 단순히 크기가 커지는 방식으로 성장합니다. 알(또는 난태생의 새끼)에서 부화하는데요, 작은 형태의 새끼가 나옵니다. 이후 먹이를 먹으며 점차 몸집이 커지는데요, 성체가 되면 크기가 커질 뿐, 형태 변화는 없습니다. 즉 파충류는 포유류처럼 점진적으로 성장하지만, 난생과 난태생 방식이 존재합니다. 마지막으로 포유류는 태생이며, 어릴 때부터 어른과 비슷한 형태로 태어나 점진적으로 성장합니다. 태아의 경우에는 태반을 통해 영양 공급을 받으며, 출생 후에는 젖을 먹으며 성장하며, 서서히 어른과 비슷한 크기로 커지게 됩니다. 정리하자면 포유류는 태아 상태에서 모체로부터 영양을 공급받고, 태어난 후 점진적으로 성장합니다.
학문 / 생물·생명
25.03.09
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