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바이러스의 치명율이 보통 낮아지는 이유는 무엇인가요?
안녕하세요.새로운 형태의 바이러스가 처음 등장했을 때 치명률이 높더라도, 시간이 지나면서 점점 낮아지는 이유는 바이러스와 숙주(인간)의 상호 적응 과정 때문이라고 보시면 됩니다. 바이러스는 돌연변이를 통해 계속 변이하면서 더 생존에 유리한 방향으로 진화하는데요, 이때 치명률이 높은 바이러스는 감염된 숙주를 빠르게 사망시키기 때문에 전파력이 제한될 수 있습니다. 반면, 숙주를 오래 살아남게 하면서도 전파력이 높은 변이가 진화적으로 더 유리하게 작용합니다. 따라서 시간이 지나면서 자연스럽게 전파력이 높고 치명률이 낮은 변종이 우세종이 될 가능성이 큽니다. 실제로 COVID-19 바이러스(사스코로나바이러스-2, SARS-CoV-2)도 델타 변이(치명률↑)보다 오미크론 변이(전파력↑, 치명률↓)가 우세하게 퍼지면서 치명률이 낮아졌습니다. 이러한 이유 외에도 바이러스에 감염되거나 백신을 접종한 사람들이 많아지면서 면역을 가지게 됩니다. 면역력이 형성된 인구가 많아질수록 바이러스가 전파되더라도 중증으로 진행될 가능성이 줄어듭니다. COVID-19의 경우도 초기에는 백신이 없었지만, 백신 접종이 진행되면서 중증과 사망률이 현저히 감소했습니다.
학문 / 생물·생명
25.02.16
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문어는 피부색도 바꾸지만, 질감도 바꾸는 것을 자주 보는데 어떻게 그렇게 할 수가 있나요?
안녕하세요.피부는 몸을 보호하고 체온을 조절하는 것 외에도 다양한 역할을 합니다. 피부는 인체 가장 바깥에 위치해 외부로부터 인체를 보호하는 것은 물론 체온 조절이나 감각 기능 등 다양한 역할을 하고 있는데요, 이때 동물들에게 피부는 더욱 중요한 역할을 한다고 볼 수 있습니다. 문어는 '바다의 카멜레온'이라고 불릴 만큼 피부색을 잘 바꾸는 것으로 유명한데요, 특히 주위 사물과 온도를 인식해 주변과 거의 비슷하게 몸의 색을 바꿔 위장하게 됩니다. 문어가 자유자재로 몸 색깔을 바꿀 수 있는 비밀은 바로 피부 세포에 분포된 흑과 적, 황색의 작은 색소 주머니 때문인데요, 근육 섬유와 연결된 색소 주머니는 근육이 수축하면 반대로 커지면서 주변의 피부를 주머니 속의 색소와 같은 색깔을 띠게 합니다. 반면 근육이 이완되면 주머니는 다시 축소되며 색깔은 사라지게 되는 것입니다.
학문 / 생물·생명
25.02.16
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에스트로겐은 무엇인가요? 문어도 에스트로겐을 품는다고 하는데, 사람에게는 어떤 영향이 있나요?
안녕하세요."에스트로겐"이란 생리, 임신, 그리고 폐경에 이르는 여성의 일생을 조절하는 여성 호르몬의 하나입니다. 에스트로겐은 인체에서 분비되는 가장 강력한 호르몬들 중 하나로서, 300여 개에 이르는 다양한 조직들이 에스트로겐 수용체를 지니고 있습니다. 이러한 에스트로겐은 자궁내막을 증식시켜 임신을 준비할 뿐 아니라 심혈관 건강과 골밀도를 유지하는데 중요한 역할을 하며, 프로게스테론은 자궁내막의 증식을 억제하고 자궁근육의 수축을 방지함으로써 임신이 유지되도록 돕는 역할을 수행합니다. 여성호르몬이 만성적으로 결핍되면 비뇨생식기계의 위축에 따른 증상(질 건조감, 성교통, 질염, 방광염)이 반복적으로 발생할 수 있고, 골밀도 감소에 의해 골감소증 및 골다공증으로 진행되어 골절이 발생할 확률이 높아지게 됩니다.
학문 / 생물·생명
25.02.16
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단백질 접힘 과정에서 샤페론의 역할은 무엇인가요?
안녕하세요."샤페론(chaperone)"은 단백질이 올바르게 접히도록 도와주는 보조 단백질로, 단백질의 기능적 3차 구조가 형성되는 과정에서 매우 중요한 역할을 합니다. 단백질이 합성될 때, 1차 아미노산 서열은 자동으로 3차원 구조를 형성해야 하는데요, 하지만 세포 내에서는 다음과 같은 요인 때문에 오접힘(misfolding)이 발생할 가능성이 큽니다. 예를 들어서 세포 내 단백질 농도가 높아서 비정상적인 응집이 가능하며, 열, 산화 스트레스 등 외부 환경 변화로 인해 단백질 변성이 발생할 수 있습니다. 이러한 문제를 방지하기 위해 샤페론 단백질이 작용하는데요, 일부 샤페론은 새롭게 합성된 폴리펩타이드가 올바르게 접히도록 돕는 역할을 합니다. 예를 들어서 Hsp70(Heat Shock Protein 70)은 막 형성되지 않은 단백질에 결합하여 잘못된 접힘을 방지하고 올바른 구조를 형성할 시간을 줍니다. 또한 심각하게 오접힌 단백질은 되돌릴 수 없기 때문에, 샤페론은 이를 분해 시스템(예: 유비퀴틴-프로테아좀 경로)으로 보내어 제거하도록 합니다. 하지만 만약 단백질이 올바르게 접히지 못하면 단백질 응집(aggregation)이 일어나거나, 비정상적인 기능을 가진 단백질이 세포 내에서 축적될 수 있습니다. 이로 인해 다양한 질병이 발생할 수 있습니다. 예를 들어서 알츠하이머병의 경우 β-아밀로이드 단백질(Aβ)이 정상적으로 접히지 못하고 응집하여 플라크(plaque)를 형성하여 신경세포를 손상시킨 경우입니다.
학문 / 생물·생명
25.02.16
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동물탄저와 식물탄저는 일으키는 균이 다르다는데 어떤 차이가 있나요?
안녕하세요. 사람과 동물에 피해를 주는 탄저병은 세균(박테리아)에 의하여 발생되는 병이며, 이는 식물에 병을 일으키지 않고, 식물에 나타나는 탄저병은 곰팡이가 일으키는 병입니다. 탄저(炭疽)라는 이름은 병의 증상이 검게 움푹 들어가기 때문에 지어졌으며, 영명으로는 까맣게 썩기 때문에 ‘석탄’을 뜻하는 그리스어 ‘anthrakis’에서 유래했습니다. 탄저병균에 감염된 사람은 처음에는 고열과 기침 등 감기 증세를 보이다 호흡 곤란과 오한으로 진행된 뒤 심할 경우 혼수상태와 정신착란증을 일으키며, 병원균이 환자의 가슴까지 침투하면 조직 세포를 파괴하는 독소가 생성돼 발병 1~2일 만에 사망할 수 있습니다. 인간의 그것처럼 치명적이진 않지만 식물에도 탄저병이 있는데요, 식물의 탄저병은 인간의 탄저병과는 달리 콜레토트리쿰(gnus Colletotrichum)이란 곰팡이에 의해 일어납니. 우리 밥상에 올라오는 대부분의 식물이 그 병원균에 의해 피해를 입는다. 식물 탄저병균은 잎, 줄기, 과일, 꽃 등 부위를 가리지 않고 파괴하며, 우리나라 음식에 빼놓을 수 없는 양념 채소인 고추, 여름철 과일인 수박 등 가지과와 박과 작물에서 특히 심하다고 볼 수 있습니다. 가장 피해가 심한 작물 중 하나인 박과류 열매에서 그 증상을 살펴보면, 탄저병에 걸린 식물은 열매 껍질에 암갈색의 작은 반점이 생겼다가 그것이 차츰 명확해지면서 원형으로 넓어져 가운데가 움푹하게 꺼집니다. 즉 동물과 식물에서 나타나는 탄저병의 원인은 다르지만 그 현상이 유사하기 때문에 탄저병이라고 불린다고 보시면 되겠습니다.
학문 / 생물·생명
25.02.16
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식물이 녹색 계통이 많은 이유가 무엇인가요?
안녕하세요. 대부분의 식물의 경우는 초록색을 띠는 경우가 많은데요, 이는 식물이 가지고 있는 특별한 세포소기관인 '엽록체'와 관련이 있다고 보시면 됩니다. 우선 엽록체란 움직이지 못하는 식물이 스스로 양분을 합성하기 위해 사용하는 세포소기관인데요, 대기 중의 이산화탄소와 뿌리로부터 흡수한 물을 엽록체에서 합성하여 포도당이라는 양분이 형성됩니다. 이때 엽록체에서 빛을 흡수하는 색소인 엽록소가 초록색 이외의 파장의 빛을 흡수하고, 초록색 부근의 파장의 빛은 반사하기 때문에 우리 눈에 대부분의 식물이 초록색으로 보이는 것입니다.
학문 / 생물·생명
25.02.15
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동물들 중에는 겨울이 되면 겨울잠을 자는
안녕하세요.겨울철은 날씨가 추워지면서 동물들이 먹잇감을 구하기 어려운 시기인데요, 이때 겨울동안 먹이를 찾을 수 없는 동물들의 경우 사용하는 에너지를 최소화하기 위해서 겨울잠을 자는 것입니다. 또한 스스로 체온을 조절할 수 있는 능력이 없는 동물, 즉 외온동물들은 잠을 자게 되는데요, 이때 잠은 단순히 평소에 자는 잠과는 완전히 다르다고 보시면 됩니다. 겨울잠에 든 동물의 뇌파와 잠을 잘 때의 뇌파는 다른데요, 겨울잠을 자고 난 뇌파는 수면 부족 상태를 띤다고 합니다. 겨울잠을 자는 동물들이 많은데요, 대표적으로 겨울잠을 자는 동물 중 하나인 곰의 경우 얕은 수면 상태로 가을철에 저장해두었던 지방을 소모하면서 지내며, 겨울동안에 움직임을 최소화하면서 에너지 소모를 줄이기 위해서 겨울잠을 자는 것입니다. 다음으로는 개구리가 있는데요, 개구리는 몸의 기능을 정지시킨 상태로 겨울잠을 자는데요, 개구리의 몸 속에는 파이브리노젠이라는 부동액 성분이 있으므로, 몸이 얼지 않으면서 최소한의 생명 유지가 가능한 것입니다.
학문 / 생물·생명
25.02.15
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사람의 손발톱과 머리카락은 중간중간
안녕하세요. 사람의 손발톱과 머리카락은 계속해서 자라는 반면, 눈썹이나 속눈썹, 체모(팔·다리 털 등)는 일정한 길이 이상으로 자라지 않는 이유는 "성장 주기(Growth Cycle)"의 차이 때문이라고 생각하시면 됩니다. 모발(머리카락)과 체모(눈썹, 속눈썹 등)는 각기 다른 생장기(Anagen phase)를 가지는데, 이 기간이 길수록 더 오래 자라고, 짧을수록 일정 길이에서 멈춥니다. 우리 몸의 털은 각각 생장기가 다른데요, 머리카락은 평균적으로 3년을 자라지만 눈썹은 1년 정도 자라면 끝입니다. 그렇기 때문에 길이도 약 7~11㎜에 그치며, 눈썹이 머리카락보다 짧은 것도 이러한 이유 때문이라고 보시면 됩니다.
학문 / 생물·생명
25.02.15
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안녕하세요. 언제나 당신 편입니다. 곤충들은 어떻게 서로 의사 소통을 할까요? 궁금합니다.
안녕하세요. 곤충들은 인간처럼 언어를 사용하지 않지만, 다양한 방식으로 서로 의사소통을 합니다. 특히 개미나 꿀벌과 같은 사회성 곤충들은 페로몬(화학 신호)을 이용하여 정보를 공유하는데, 이는 집단 생활을 유지하는 데 중요한 역할을 합니다. 하지만 군집 생활을 하지 않는 곤충들도 다양한 방법으로 소통합니다. 이때 페로몬은 같은 종의 동물 사이에 신호를 보내거나 의사소통을 하기 위해 사용되는 화학물질을 말하는 것인데요, 체외분비성 물질이며, 경보 페로몬, 음식 운반 페로몬, 성적 페로몬 등 행동과 생리를 조절하는 여러 종류의 페로몬이 존재합니다. 먼저, 화학적 의사소통을 사용하는 곤충들은 페로몬을 분비하여 길을 표시하거나 위험을 알립니다. 개미는 먹이의 위치를 알리기 위해 페로몬을 이용하며, 나비나 딱정벌레는 성 페로몬을 분비해 짝을 유인합니다. 또한, 진딧물은 천적이 나타났을 때 경고 페로몬을 방출하여 주변 개체들에게 위험을 알립니다. 시각적 의사소통을 하는 곤충도 있습니다. 반딧불이는 빛을 깜빡이며 짝을 찾고, 무당벌레는 강렬한 색깔을 이용해 포식자에게 자신이 독이 있거나 맛이 없다는 경고 신호를 보냅니다. 청각적 의사소통도 중요한 역할을 합니다. 매미는 종마다 다른 리듬의 울음소리를 내어 짝을 찾고, 귀뚜라미나 메뚜기는 날개나 다리를 비벼 소리를 내며 상대에게 신호를 보냅니다. 또한, 일부 곤충들은 촉각적 의사소통을 활용합니다. 개미는 서로 더듬이를 부딪치며 먹이를 나누거나 정보를 교환하고, 꿀벌은 "8자 춤"을 추어 다른 벌들에게 먹이의 위치를 알려줍니다. 이처럼 곤충들은 화학적, 시각적, 청각적, 촉각적 신호를 통해 다양한 방식으로 의사소통을 합니다. 군집 생활을 하는 곤충뿐만 아니라 단독 생활을 하는 곤충들도 생존을 위해 짝짓기, 방어, 먹이 탐색 등의 목적을 가지고 신호를 주고받습니다. 이러한 의사소통 방식은 곤충이 살아가는 환경과 생존 전략에 맞춰 진화해 온 것입니다.
학문 / 생물·생명
25.02.15
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비오는날만 되면 이상하게 흙냄새가 나는것
안녕하세요.비 오는 날에 나는 흙 냄새는 단순한 기분 탓이 아니라, 실제로 존재하는 화학 물질 때문입니다. 이 냄새의 주요 원인은 지오스민(geosmin)이라는 물질로, 토양 속에 사는 방선균(Actinobacteria)이 생성합니다. 평소에는 지표면에 지오스민이 묻어 있다가, 비가 내리면서 흙이나 땅이 젖게 되면 공기 중으로 방출됩니다. 특히, 빗방울이 땅에 부딪힐 때 작은 기포가 형성되면서 지오스민이 공기 중으로 퍼져 우리 코에 도달하게 됩니다. 이 과정은 에어로졸 효과라고 불립니다. 지오스민은 인간의 후각이 매우 예민하게 감지하는 물질 중 하나여서, 아주 적은 양만 있어도 쉽게 냄새를 맡을 수 있습니다. 그래서 비가 온 후에는 많은 사람들이 특유의 흙 냄새를 강하게 느끼게 됩니다. 즉, 비 오는 날에 나는 흙 냄새는 실제로 존재하는 냄새이며, 기분 탓이 아니라 과학적으로 설명될 수 있는 현상입니다.
학문 / 생물·생명
25.02.11
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