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스컹크는 자신의 악취를 맡지 못하는건가요?
안녕하세요. 스컹크의 가스에 있는 황이 함유된 티올 분자는 눈물이 나게 하는 양파의 화학 성분과 흡사해 이를 맞으면 잠시 시력을 잃을 수 있는 것으로 전해집니다. 누구도 스컹크를 가까이 두고 관찰하길 원치 않겠지만 전문가들은 이미 오래전부터 이 생명체의 생태를 연구해왔는데요, 미국 훔볼트주립대 아르카타 캠퍼스의 화학자 윌리엄 우드 박사도 그중 한 명으로 스컹크 분비물의 화학적 특성을 연구했습니다. 우드 박사에 따르면 스컹크가 방어를 위해 내뿜는 액체 분비물에서 지독한 냄새를 만들어내는 주범은 ‘티올(thiol)’이라는 황(S) 화합물인데요, 이 화합물은 무색, 무취인 천연가스나 프로판가스가 누출됐을 때 그 사실을 사람들이 냄새로 인지할 수 있도록 일부러 첨가하는 취기제(臭氣劑)의 냄새와 유사합니다. 취기제 역시 황이 주요 성분이기 때문입니다. 하지만 드라구 박사는 이들이 자신의 분비물 냄새에는 익숙해졌다고 판단하며, 그래서 인간을 포함한 다른 종(種)만큼 불쾌감을 느끼지 않을 것이라 보고 있습니다. “한번은 분비물을 내뿜은 직후 밀폐형 덫에 갇힌 스컹크들을 본 적이 있어요. 냄새가 시쳇말로 장난이 아니었지만 정작 그 녀석들은 아무 반응이 없더군요.” 우드 박사는 이를 ‘후각 피로(olfactory fatigue)’의 결과로 풀이하는데요, 후각 피로는 특정 냄새에 오랜 기간 혹은 반복적으로 노출될 경우 그 냄새에 둔감해지는 현상을 말합니다. “고농도의 화합물은 콧속의 후각 수용기(olfactory receptor)가 재설정되는 것을 막아 후각 정보가 뇌로 전달되지 않도록 만들 수 있습니다. 때문에 어느 시점부터는 그 냄새를 감지하기 어렵게 되죠. 아무리 지독한 냄새라도 말이에요.”
학문 / 생물·생명
24.12.25
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하마의 땀은 왜 붉은색인가요????
안녕하세요. 하마의 땀이 인간과 달리 붉은색인 이유는 다음과 같습니다. 주로 수중생활을 하는 하마는 물 밖의 강한 햇빛 때문에 피부가 쉽게 상처 입을 수 있는데요, 이때 하마는 피부를 보호하기 피부에서 자외선차단제 역할을 하는 분비물을 내보내게 됩니다. 이때 ‘히포수도릭산’이란 색소 때문에 분홍색 혹은 붉은색을 띤다고 합니다. 끈적끈적한 이 분비물은 체온의 손실과 피부의 건조를 방지하고, 싸움으로 생긴 상처에 감염도 막는 항균작용을 한다고 알려져 있습니다.
학문 / 생물·생명
24.12.23
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야생 동물도 치아에 충치라는 것이 있나요?
안녕하세요.네 말씀하신 것처럼 야생 동물도 충치가 생길 수 있지만, 사람과 비교하면 그 빈도는 훨씬 낮습니다. 이는 동물의 식습관, 타액의 성분, 치아 구조, 그리고 생활 방식이 충치 발생에 큰 영향을 미치기 때문입니다. 다음은 이를 설명하는 몇 가지 이유입니다.1. 야생 동물의 식습관: 야생 동물은 자연식품인 생고기, 생선, 과일, 잎사귀 등을 섭취하며, 인공적인 당분이 포함된 음식을 거의 먹지 않습니다.충치는 주로 설탕과 같은 단당류가 입안의 세균에 의해 분해되어 산을 만들어내는 과정에서 발생하는데, 야생 동물의 식단은 이런 환경을 거의 제공하지 않습니다.2. 타액의 자연 청소 효과: 동물의 타액은 종종 더 강한 항균 작용을 하며, 치아 표면의 잔여물을 자연적으로 제거하는 데 도움을 줍니다. 또한, 일부 동물의 타액은 치아를 보호하는 알칼리성을 띠어 산성 환경을 중화합니다.3. 치아 구조와 교체: 초식 동물이나 육식 동물은 각각의 식습관에 최적화된 치아 구조를 가지고 있어 음식물 찌꺼기가 덜 끼게 설계되어 있습니다. 일부 동물, 특히 설치류와 같은 종은 치아가 평생 자라기 때문에 충치로 인한 손상이 덜 치명적일 수 있습니다.4. 충치와 생존: 충치가 생겨도 초기 단계에서는 큰 문제가 되지 않을 수 있지만, 심각하게 진행되어 치아가 손상되거나 빠지면 생존에 영향을 미칠 수 있습니다. 특히 육식 동물의 경우 치아 손상이 사냥 능력을 감소시켜 굶어 죽게 할 가능성이 있습니다.예외와 위험: 동물원이나 인간과 가까이 지내는 동물은 종종 인간 음식(단 음식 포함)을 먹게 되는 경우 충치가 더 흔합니다. 초식 동물도 풀이 너무 단단하거나 이물질이 섞인 음식을 섭취하면 치아 마모로 인해 문제가 발생할 수 있습니다.결론적으로, 야생 동물은 충치가 생길 가능성이 적지만, 치아 질환이 생긴다면 생존에 영향을 줄 수 있습니다. 자연 환경에서 이는 자연선택의 일부로 작용해 건강한 치아를 가진 개체만이 생존하고 번식할 가능성이 높아집니다.
학문 / 생물·생명
24.12.23
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새나 독수리는 얼마나 높이 날 수 있을까요?
안녕하세요.물론 새가 날 수 있는 높이는 새의 종류에 따라 다양한데요, 예를 들어 우리에게 가장 친숙한 참새는 약 10~15m, 비둘기는 약 100m 높이까지 날아갈 수 있습니다. 하지만 새의 잠재 능력은 이 정도에 그치지 않는데요, 이보다 더 높은 곳을 날 수 있는 새들은 지구상에 많이 있습니다. 그렇다면, 지금까지 가장 높이 날아간 새의세계 기록은 상공 1만1300미터입니다. 과학매체 IFL Science에 따르면, 세기의 대기록은 1973년 서아프리카 코트디부아르 상공에서 세워졌다고 하는데요, 이 기록은 민간 항공기 한 대가 무려 1만1300미터 상공에서 한 마리의 새와 충돌함으로써 확인된 것입니다.
학문 / 생물·생명
24.12.23
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우주에서도 안죽는다는 곰벌레는 정확히 정체가 뭔가요?
안녕하세요. 곰벌레(물곰)는 완보동물문(Tardigrada)에 속하는 미소동물로, 지구상에서 가장 극한 환경에서도 생존할 수 있는 생물로 알려져 있습니다. "곰벌레"라는 이름은 느릿느릿 걷는 모습이 곰처럼 보인다 해서 붙여졌으며, 크기는 보통 0.3~0.5mm 정도로 현미경으로 관찰해야 보입니다. 외형은 작고 통통하며 곰처럼 4쌍(8개)의 다리를 가졌고, 다리 끝에는 작은 발톱이 있어 기어 다닙니다. 몸은 투명하거나 반투명한 외피로 덮여 있으며 체절 구조로 이루어져 있습니다. 이러한 곰벌레는 수중 환경에서 주로 발견됩니다. 이끼, 지의류, 토양, 담수, 바닷물 등 다양한 환경에 서식합니다. 극도로 건조하거나 추운 환경에서도 생존할 수 있으며, 우주 공간에서도 살아남은 기록이 있습니다. 주로 미세한 조류, 세균, 작은 유기물을 섭취하며 입 부분에 구강침투기라는 구조가 있어 세포벽을 뚫고 내용물을 빨아들입니다.
학문 / 생물·생명
24.12.15
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치아는 딱 두번만 나는 생리적, 진화적 이유가 따로 있나요?
안녕하세요.치아가 딱 두 번(유치와 영구치)만 나는 데는 진화적 이유와 생리적 제한이 모두 존재합니다.1. 진화적 이유: 에너지와 자원의 효율성)치아 형성과 교체에는 많은 에너지와 자원이 필요합니다. 유치와 영구치를 두 번만 교체하는 시스템은 생존과 번식에 필요한 자원을 효율적으로 사용하기 위한 진화적 적응입니다. 대부분의 동물은 영구치로도 평생 필요한 식사를 할 수 있기 때문에 치아를 세 번 이상 교체할 필요성이 적었습니다.식습관의 변화)인간을 포함한 포유류는 한 번의 치아 교체로도 다양한 음식을 씹을 수 있게 진화했습니다. 초기 인간의 조상은 다양한 음식을 먹기 위해 강하고 내구성 있는 영구치를 가지도록 진화했으며, 그 이후로 추가적인 교체가 필요하지 않게 된 것으로 보입니다.포유류의 독특한 치아 구조)인간을 포함한 포유류는 다른 동물과 달리 다양한 크기와 모양의 이(절치, 송곳니, 어금니 등)를 가지고 있습니다. 이 치아 구조는 음식을 효율적으로 씹고 소화하는 데 특화되어 있지만, 각 치아가 독립적으로 교체되는 것은 복잡하기 때문에 한 번의 교체로 안정된 시스템을 만들었습니다.2. 생리적 이유:발달과정의 제한)치아 형성은 태아기부터 시작되며, 유치는 유년기 동안 작은 턱에 적합하도록 설계되었습니다. 이후 성장이 끝난 성인의 턱에는 영구치가 맞게끔 크기와 구조가 바뀌어 나옵니다. 하지만 세 번째 세트를 위한 발달 공간이나 시간이 턱 구조상 부족할 수 있습니다.치아 줄기세포의 한계)치아는 **치배(치아의 싹)**라는 구조에서 발달하며, 이 과정은 제한된 치아 줄기세포에 의해 제어됩니다. 유치와 영구치를 만들기 위한 치아 줄기세포는 대부분 영구치가 나면서 소모됩니다. 다시 말해, 세 번째 세트를 만들 수 있는 세포가 남아있지 않은 것입니다.인간의 평균 수명 연장)과거 인간의 평균 수명은 30~40세를 넘기지 못했기 때문에, 영구치가 충분히 오래 사용할 수 있는 구조로 설계되었습니다. 하지만 현대에는 평균 수명이 80세 이상으로 늘어나면서 노년기에 치아 손실 문제가 두드러지게 된 것입니다.
학문 / 생물·생명
24.12.15
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유전자 변형 작물이 농업에 미치는 장단점
안녕하세요. 유전자 변형 작물(Genetically Modified Crops, GM 작물)은 특정한 유전자를 조작하여 작물의 특성을 개선한 농산물로, 농업에 다양한 영향을 미치고 있습니다. 이를 통해 식량 생산과 품질이 향상되는 동시에, 일부 문제점과 논란도 발생합니다. 우선 장점으로는 다음과 같은 것들이 있습니다. 1. 농업 생산성 향상: GM 작물은 해충, 질병, 잡초에 강한 내성을 가지도록 개발되어, 생산량을 증가시킵니다.예: Bt 옥수수는 해충 저항성을 강화한 사례입니다. 가뭄, 염분, 온도 변화 등 극한 환경에 적응하도록 조작된 작물은 농작물을 안정적으로 생산할 수 있도록 도와줍니다. / 2. 농약 및 화학물질 사용 감소: 내충성 작물은 해충 피해를 줄이므로 살충제 사용량이 감소합니다. 잡초 저항성 작물은 특정 제초제만 사용해도 효과적으로 잡초를 제거할 수 있어 환경 오염이 줄어듭니다. / 3. 식량 부족 문제 해결: 세계 인구 증가로 인한 식량 수요 증가에 대응할 수 있습니다. 예: 비타민 A가 강화된 황금쌀은 영양 부족 문제를 해결하는 데 기여할 수 있습니다. / 4. 품질 및 저장성 향상: GM 작물은 맛, 크기, 저장성을 개선하여 소비자에게 더 나은 품질의 농산물을 제공합니다. 예: 오래 보관해도 신선도를 유지하는 토마토가 개발되었습니다. / 5. 생산비 절감: 병충해와 잡초를 효율적으로 관리하면서도 수확량이 늘어나 농부의 생산비가 절감됩니다. 반면에 단점은 다음과 같은 것들이 있습니다. 1. 생물 다양성 감소: GM 작물이 대량 재배되면 다른 전통 작물의 유전자 풀이 줄어들어 생물 다양성이 감소할 수 있습니다.자연 서식지 파괴와 같은 환경적 영향도 우려됩니다. / 2. 환경에 미치는 부정적 영향: 내충성 GM 작물은 특정 해충에게 강하지만, 이는 새로운 저항성을 가진 해충을 유발할 수 있습니다. 제초제 저항성 작물은 특정 제초제 사용을 촉진해 제초제 내성 잡초(슈퍼 잡초)를 형성할 가능성이 있습니다.
학문 / 생물·생명
24.12.14
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알을 낳는 포유류는 어떻게 존재하는 건가요?
안녕하세요. 가시두더지와 오리너구리가 포유류임에도 알을 낳는 이유는, 이들 포유류가 진화 과정에서 초기 포유류의 특성을 유지한 독특한 그룹에 속하기 때문입니다. 이를 이해하기 위해 포유류의 분류와 진화적 배경을 살펴볼 필요가 있습니다. 포유류는 세 가지 주요 그룹으로 나뉘는데요 1. 단공류(Monotremes): 알을 낳는 포유류 (오리너구리, 가시두더지) / 2. 유대류(Marsupials): 자궁에서 짧은 기간 동안 발달한 후, 새끼가 주머니에서 자라는 포유류 (캥거루, 코알라 등) / 3. 태반류(Placentals): 태반을 통해 새끼를 완전히 발달시킨 후 출산하는 포유류 (대부분의 포유류)입니다. 이때 단공류는 가장 원시적인 포유류 그룹으로, 이들이 알을 낳는 것은 초기 포유류가 파충류와 공통 조상에서 진화했음을 보여주는 특징입니다. 단공류는 알을 낳지만, 다음과 같은 포유류의 특징을 가지고 있어 포유류로 분류됩니다. 1. 젖을 먹임: 단공류는 포유류의 이름 그대로, 새끼에게 젖을 먹입니다. 다만, 젖꼭지가 없고 피부에서 젖이 분비되어 새끼가 핥아먹는 방식입니다. / 2. 털이 있음: 가시두더지와 오리너구리는 몸에 털이 있어 체온을 조절합니다.
학문 / 생물·생명
24.12.14
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생명의 자연발생설은 어느 시대에 집대성 되었나요?
안녕하세요.자연발생설(Spontaneous Generation)은 고대부터 17세기까지 생명의 기원에 대한 주된 설명으로 활발히 논의되었으며, 여러 시대를 거쳐 다양한 학자들이 이 이론을 주장하거나 반박했습니다. 자연발생설이 집대성된 시기와 이를 발전시킨 인물들은 다음과 같습니다. 첫번째 인물은 아리스토텔레스(Aristotle, 기원전 4세기)인데요, 그는 자연발생설의 사상적 기초를 다진 인물로, 그의 저서에서 특정 조건(예: 부패한 흙, 젖은 환경)에서 생물이 자연적으로 발생한다고 주장한 바 있습니다. 그는 벌레, 개구리, 곤충 등 작은 생물이 스스로 생성된다고 보았으며, 이는 당대 과학적 관찰과 철학적 추론에 기반한 것입니다.
학문 / 생물·생명
24.12.14
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개와 고양이는 왜 서로 다른 성격을 가지게 되었을까요?
안녕하세요.개와 고양이가 서로 다른 성격을 가지게 된 이유는 진화적 배경, 생활 방식, 그리고 사람과의 상호작용 과정에서 기인합니다. 이들의 성격 차이는 환경에 적응하면서 발달한 생존 전략과 사회적 특성에서 비롯됩니다. 개는 본래 늑대에서 유래되었으며, 늑대는 사회적인 동물로 무리를 이루어 생활했습니다. 무리 내 협력과 의사소통은 생존에 중요했기 때문에, 개는 자연스럽게 사회적이고 충성심 강한 성격으로 진화했습니다. 개는 인간과의 공생 관계에서 무리 생활 특성을 유지하며, 인간을 자신이 속한 무리의 일원으로 간주합니다. 반면에 고양이는 야생 고양이과 동물, 특히 아프리카 야생 고양이에서 유래되었습니다. 이들은 주로 단독 생활을 하며, 사냥과 생존을 혼자 해결했습니다.이러한 환경에서 독립적이고 조용하며 자기중심적인 성격이 발달했습니다. 인간과의 공생 관계에서도 이런 특성을 유지하고 있습니다. 이외에도 개는 약 2만 년 전부터 인간과 공생을 시작했으며, 인간과의 협력 관계를 통해 성격이 형성되었습니다. 인간과의 유대감을 강화하기 위해 감정 표현과 의사소통 능력이 진화했습니다. 예를 들어, 개는 사람의 표정을 읽고 감정을 이해하는 능력이 뛰어납니다.
학문 / 생물·생명
24.12.14
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