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인체에서 가장 큰 기관은 무엇이 있을까요?
안녕하세요. 피부는 체내의 모든 기관 중에서도 가장 큰 기관인데요, 중량면에서 볼 때도 뇌보다 2배나 무거워 3㎏에 이릅니다. 피부를 활짝 펼치면 약 18㎡의 면적을 차지하는데요, 피부의 1평방인치(6.5평방 센티미터)에는 65개의 모근, 100개의 기름샘, 650개의 땀샘, 1,500종류의 신경수용체, 그리고 수많은 신경이 분포되어 있습니다. 또한 사람의 피부는 보호막으로서 경이적인 기능을 하는데요, 인체의 내부로 물이 침투하는 것을 막고 체온을 조절해 주며, 해로운 박테리아가 인체에 침입하지 못하도록 할 뿐만 아니라 침입한 박테리아를 죽입니다. 피부 표면은 산성 성분으로 산성막이라고도 불리는 이것은 박테리아 등의 세균으로부터 피부를 보호하며, 피부는 자체에 박테리아의 서식지를 갖고 있습니다. 이것은 자연적인 저항 방법의 일종으로 피부에 대한 외부 세균의 감염을 억제하기 위해서입니다. 다음으로 신체에서 가장 큰 내부 기관은 '간'입니다. 간은 인체 내에서 가장 큰 고형장기로써 정상인의 경우에 체중이 약 2%를 차지하며 크기가 약 1000~1500gm 정도입니다.
학문 / 생물·생명
24.11.10
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물고기들은 어떻게 수정을 하는 건가요?
안녕하세요. 일반적으로 물고기의 경우에는 체내수정을 하는 인간과는 달리 '체외수정'을 하는 생명체입니다. 체외수정이란, 암컷이 알을 물에 낳고 그 알 위에 수컷이 정자를 방출하여 수정을 이루는 방식을 말합니다. 물고기의 대부분은 체외수정을 합니다. 암컷이 물속에 알을 방출하면, 수컷은 그 알 위에 정자를 뿌려 수정을 이루게 됩니다. 이 과정은 물속에서 이루어지기 때문에 알과 정자가 수분을 통해 쉽게 이동할 수 있습니다. 체외수정은 물속에서 이루어지기 때문에 물의 흐름, 온도, 그리고 물리적 조건이 수정의 성공에 영향을 미칩니다. 많은 물고기들은 이러한 조건을 맞추기 위해 특정한 장소나 시기에 산란합니다. 하지만 일부 물고기는 체내수정을 하기도 합니다. 이런 물고기들은 수컷이 암컷의 몸속에 정자를 전달하여 수정이 이루어지며, 수정된 알을 암컷이 몸속에서 키우거나 낳게 됩니다. 물고기들은 자신의 생태적 특성에 맞게 산란하는 방식이 다릅니다. 일부 물고기는 강이나 바다의 특정 장소에 가서 수백, 수천 개의 알을 낳으며, 이 알들은 부화한 후 자연적으로 자라나게 됩니다. 정리하자면 물고기의 수정 방식은 크게 체외수정과 체내수정으로 나뉩니다. 대부분의 물고기는 체외수정을 통해 번식하며, 알과 정자가 물속에서 만나 수정을 합니다. 그러나 연골어류나 몇몇 물고기들은 체내수정을 하여 새끼를 낳기도 합니다. 이런 다양한 수정 방식은 물고기가 각기 다른 환경에 적응하며 번식할 수 있도록 돕습니다.
학문 / 생물·생명
24.11.10
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미세플라스틱이 인체에 축적되면 어떤 일이 생기나요?
안녕하세요. 미세 플라스틱이란, 치약이나 세안제에 들어 있는 비즈 등의 미세한 플라스틱, 또는 비닐봉지나 페트병 같은 플라스틱 쓰레기 등이 자외선과 파도에 의해 5mm 이하까지 작아진 것을 말합니다. 미세플라스틱은 인체의 호흡기와 소화기 상피세포에 접촉하게 되고, 세포 포식기전을 통해서 인체에 흡수됩니다. 흡수된 미세플라스틱은 조직염증, 세포증식, 괴사, 면역세포 억제 등을 유발할 수 있는데요, 이러한 영향은 미세플라스틱의 크기, 모양, 표면전극, 부력, 소수성 등의 성질에 따라 달라질 수 있습니다. 호흡기에 노출되면 미세플라스틱 입자 독성, 화학적 독성 등에 의해서 간질성 폐질환을 유발하여 기침, 호흡곤란, 폐기능 저하를 유발한다고 보고되고 있으며, 이외에도 나노플라스틱은 인체 내에서 분해되지 않고 이동하여 인체의 상피세포, 점막, 장관, 혈액을 타고 임파계와 간담도계로 이동합니다. 이동된 나노플라스틱은 태반과 혈액 뇌장벽, 장관, 폐 등에 직접적인 영향을 줄 수 있으며, 나노플라스틱의 연구를 통해서 심뇌혈관계, 내분비계, 염증반응, 산화손상, 생식계 등에 직접적인 독성영향이 관찰된 바 있습니다.
학문 / 생물·생명
24.11.10
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손가락에 지문이 없는 사람도 존재 할까요?
안녕하세요.지문은 꺼칠꺼칠하기에 물건을 붙잡는 데 도움을 주고, 손을 물에 담그면 지문이 부풀러 오르는 것도 축축하게 물이 묻은 것을 움켜쥐도록 하는 역할을 담당하는데요, 이따금 손가락이 반들반들하여 지문이 아예 없는 무지문증이 나타나는 경우가 있습니다. 이것은 단백질 한 종류가 만들어지지 않아 생기고, 유전되는데요, 분석 결과, 피부에서만 발현되는 SMARCAD1 유전자의 이 같은 돌연변이가 무지문증을 일으키는 원인임이 밝혀졌습니다. 무지문증은 일명 ‘입국 지연병(immigration delay disease)’이라 하는데, 지문을 요구하는 나라에 입국 때 애를 먹기 때문이며, 2,000년 한해만 해도 세계적으로 5가정이 있었다고 알려져 있습니다.
학문 / 생물·생명
24.11.10
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호박 고구마는 원래있던 종류의 고구마인가요?
안녕하세요. 고구마는 환경적응성이 높고 단위면적당 탄수화물 생산량이 높은 작물로 과거 구황작물로서 중요한 역할을 했는데요, 고구마는 2020년 기준 전 세계적으로 108개 국가에서 7,400천 ha 가량 재배되었습니다. 접목은 주로 병해에 강하거나 토양 적응성이 높은 대목을 이용하여 접수의 병해와 토양에 대한 적응성을 높이기 위해 실시하는데요, 고구마 순을 호박 대목에 접목한다고 해서 고구마에 호박의 특성이 유전적으로 도입되지는 않습니다. 고구마 품종을 만드는 방법은 주로 교배를 통한 방법이 이용되는데요, 교배하기 위해서는 고구마의 꽃이 필요하며, 나팔꽃 대목에 고구마 순을 접목하면 고구마의 개화가 촉진되어 교배가 가능해집니다. 고구마는 우리나라에서 호박고구마, 밤고구마, 꿀고구마 등으로 구분하여 불리고 있는데요, 호박고구마는 속색깔이 단호박과 같은 주황색 또는 연한 주황색을 띠면서 찌거나 구웠을 때 식감이 부드럽고 단맛이 강하기 때문에 이러한 이름으로 불리는 것입니다. 즉, 호박 고구마는 고구마의 하나의 품종이라고 보시면 됩니다.
학문 / 생물·생명
24.11.10
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개미들은 사회적인 곤충이라고 하는데 어떻게 의사소통을 하나요?
안녕하세요. 개미들은 매우 발달된 화학적, 촉각적, 그리고 행동적 의사소통 방식을 사용합니다. 그들의 소통 방식은 인간의 언어나 문자와는 다르지만, 군집 생활을 유지하고 협력적인 행동을 수행하는 데 매우 효과적입니다. 개미들의 주된 소통 방식은 화학물질인 '페로몬'을 통한 소통이라고 할 수 있습니다. 페로몬은 개미들이 분비하는 화학 물질로, 서로에게 정보를 전달하는 데 가장 중요한 역할을 합니다. 개미들은 자신의 몸에서 페로몬을 분비하거나 땅에 남기면서 다른 개미들에게 특정 신호를 보냅니다. 예를 들어, 먹이를 발견한 개미는 돌아가는 길에 먹이 위치를 알리는 페로몬을 남깁니다. 다른 개미들은 그 냄새를 따라가 먹이를 찾을 수 있습니다. 만약 먹이의 양이 많을수록 더 많은 개미가 그 신호를 따라가며, 페로몬 자취가 강화됩니다. 위험이 있거나 천적을 발견했을 때도 특정 페로몬을 방출해 다른 개미들에게 경고합니다. 여왕개미는 특정 페로몬을 분비하여 일개미들에게 자신의 상태나 필요를 알립니다. 이로 인해 개미 군체 내에서 계급과 역할이 잘 유지됩니다. 또한 개미들은 더듬이(안테나)를 사용하여 서로를 탐색하고 정보를 교환합니다. 더듬이는 서로의 몸을 터치하거나 특정한 신호를 감지하는 데 중요한 역할을 합니다.
학문 / 생물·생명
24.11.10
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가위눌림과 몽유병의 차이와 원리가 무엇인가요
안녕하세요. 가위에 눌린다고 호소하는 사람들이 많은데요, 의학적으로는 이 증상을 ‘수면마비(Sleep paralysis)’라고 표현합니다. 수면은 크게 렘수면(REM sleep)과 비렘수면(NREM sleep)으로 분류되는데요, 이 중 렘수면은 우리가 꿈꾸는 단계로 모든 근육의 힘이 빠지는 무긴장상태가 됩니다. 수면마비는 바로 이 단계에서 발생하는데요, 본래 렘수면에서 비렘수면단계로 갔다가 깨어나는 것이 정상인데 비정상적으로 렘수면단계에서 바로 각성이 되면 정신은 반쯤 깼으나 몸은 움직이지 않는 수면마비 현상을 겪게 되는 것입니다. 수면마비의 원인은 아직 확실히 밝혀지지 않았지만 학계에서는 렘수면 시 근육긴장을 조절하는 기전의 미세구조변화나 신경면역학적 기능부전이 원인일 것으로 추정하고 있으며, 이밖에 수면부족, 심한 스트레스, 음주, 수면에 영향을 미칠 수 있는 약물, 신체적 정신적질환 등에 의해서도 나타날 수 있으며 불편한 자세로 잘 때도 수면마비가 발생할 수 있습니다. 따라서 이들 요인을 갖고 있는 사람은 수면 시 가위에 자주 눌릴 수 있습니다. 반면에 몽유병의 증상은 첫 번째나 두 번째 수면 주기 중 수면의 3~4단계(수면서파가 발생하는 깊은 수면 단계)에서 발생한다고 추정되고 있는데요, 몽유병은 병리적인 뇌기능의 문제 때문에 발생하는 것이 아니라 중추신경계의 활성으로 인해 비렘 수면과 렘 수면 상태가 교란되어 생긴다고 알려져 왔습니다.
학문 / 생물·생명
24.11.09
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야생동물관련 궁금해서 질문 올립니다.
안녕하세요. 야생동물들도 알코올을 섭취할 경우 취할 수 있으며, 이를 분해하기 위해 진화해 온 성분은 알코올 탈수소효소(Alcohol Dehydrogenase, ADH)입니다. 이 효소는 알코올(에탄올)을 분해하여 상대적으로 덜 해로운 물질인 아세트알데히드로 전환하는 역할을 합니다. 알코올 탈수소효소는 알코올을 아세트알데히드로 분해하는 효소입니다. 이 효소는 많은 동물의 간과 위장 등에서 발견됩니다. 다음으로 알데하이드 탈수소효소는 아세트알데히드를 더 분해하여 최종적으로 물과 이산화탄소로 전환해 체내에서 배출할 수 있게 합니다. 야생동물, 특히 과일을 먹는 동물들(예: 원숭이, 새, 코끼리 등)은 부패하거나 발효된 과일에서 자연적으로 생성된 알코올을 섭취하게 되면서, 알코올 분해 능력을 가진 효소의 발달이 진화적 이점이 되었습니다. 이런 동물들은 세대에 걸쳐 ADH와 같은 효소의 효율성을 개선해 왔으며, 이를 통해 알코올을 더 잘 분해할 수 있게 되었습니다. 예를 들어, 과일 박쥐나 나무늘보 같은 동물들은 알코올 분해 효소를 발달시켜, 발효된 과일에서 발생하는 소량의 알코올을 효과적으로 분해할 수 있습니다. 이렇게 알코올에 대한 내성이 진화한 것은 자연 선택을 통해 생존과 번식에 유리한 적응으로 자리 잡았기 때문입니다.
학문 / 생물·생명
24.11.09
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육지 생태계와 해양 생태계는 어느정도 차이가 있나요?
안녕하세요.육지 생태계와 해양 생태계는 서로 뚜렷한 차이점이 있습니다. 두 생태계는 환경적 조건, 생물 다양성, 그리고 생태계의 기능 측면에서 차이가 납니다. 육상 생태계의 경우 대기와 육지가 주된 환경입니다. 기후, 강수량, 온도, 햇빛의 양 등이 다양한 육상 환경을 조성하며, 이를 기반으로 생물들이 서식합니다. 지형과 토양의 특성에 따라 다양한 서식지가 존재하며, 산림, 사막, 초원 등으로 구분됩니다. 다음으로 해양 생태계는 바다와 해양을 기반으로 하며, 수온, 염분, 깊이, 해류 등 물의 특성이 생물 서식에 큰 영향을 미칩니다. 빛이 닿는 표층에서 깊은 심해에 이르기까지 생물들이 적응한 방식이 다릅니다. 식물, 포유류, 조류, 곤충 등 다양한 생물이 육상에서 발견됩니다. 식물들은 뿌리로 토양에서 물과 영양분을 흡수하고, 광합성을 통해 에너지를 생성합니다. 육지에서는 물이 제한적인 자원이기 때문에 물 보존에 적응한 식물과 동물이 많이 존재합니다. 랑크톤, 해양 식물, 어류, 해양 포유류 등 물속에서 생활하는 생물들이 주로 존재합니다. 해양 식물들은 빛을 이용해 에너지를 생성하지만, 해양의 다양한 깊이에 따라 빛의 양이 달라져 생물이 서식하는 층이 분리됩니다. 산소 농도와 염분도 생물의 적응에 영향을 미칩니다. 기능적인 측면에서 육상 생태계는 주로 광합성을 통한 탄소 흡수가 중요한 역할을 합니다. 육상 식물들은 대기 중의 이산화탄소를 흡수하여 산소를 생성하고, 이 과정이 육상 생물들에게 필요한 에너지원이 됩니다. 육지 생태계에서는 토양이 영양소 순환에 중요한 역할을 합니다. 해양은 지구의 탄소 순환에 중요한 기여를 합니다. 해양 생물, 특히 플랑크톤은 광합성을 통해 대기 중의 이산화탄소를 흡수하고 산소를 방출합니다. 또한 해양은 지구의 기후를 조절하는 데 중요한 역할을 하며, 열을 저장하고 이동시키는 데 기여합니다. 정리하자면, 육지 생태계와 해양 생태계는 각각 독특한 생물군과 환경 조건을 가지고 있으며, 생물들이 자원을 활용하고 서로 상호작용하는 방식이 다릅니다. 육지에서는 물 보존과 같은 적응이 중요한 반면, 해양에서는 수심과 염분, 수온에 적응하는 것이 중요합니다. 두 생태계는 서로 다르지만, 지구 전체의 생물 다양성과 기후 조절에 있어 서로 밀접하게 연결되어 있습니다.
학문 / 생물·생명
24.11.09
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식물의 엽록체에 저장된 녹말은 밤이 되면 설탕의 형태로 바뀌어 체관을 통해 이동합니다.
안녕하세요.광합성 결과로 만들어지는 광합성 산물은 포도당이며, 포도당이 만들어지는 과정 중에 산소가 함께 만들어집니다. 대부분의 녹색 식물에서는 포도당이 바로 녹말로 변하게 되는데, 이렇게 포도당이 녹말로 변하게 하는 잎을 ‘녹말잎’이라고 합니다. 반면에, 양파나 붓꽃 등에서는 포도당이 녹말로 변하지 않고 포도당의 형태로 그대로 남아 있는데 이러한 잎을 ‘당잎’이라고 부릅니다. 녹말은 낮에는 잎에 저장되어 있다가 밤에는 설탕으로 변하여 체관을 통해 식물체의 각 부분으로 이동하게 되는데요 이때, 설탕이 되어 이동하는 이유는 녹말이 물에 녹지 않는 성질을 가지고 있기 때문입니다. 하지만 성장하는데 영양분이 필요한 어린 잎에서 다른 곳으로의 설탕 이동은 적습니다. 설탕과 같은 양분은 주로 오후부터 저녁에 걸쳐 이동하는 현상은 실험을 통해 밝혀진 것인데요, 미국의 루이스가 옥수수 실험을 통해 양분 이동이 일어나는 시간을 밝혀냈습니다. 실험 결과에 따르면 옥수수 잎에서는 오후부터 저녁에 걸쳐 설탕이 이동하는데, 시간이 지날수록 줄기에 설탕 농도가 높아지고, 밤이 되면 양분의 이동이 거의 끝났다고 합니다. 다른 실험들에서도 낮 동안에 만든 양분이 밤이 시작될 때까지 약 70%가 옮겨진다고 밝혀졌습니다. 엽록체에 저장된 녹말이 설탕으로 변환되어 체관을 통해 이동하는 과정이 주로 밤에 이루어지는 이유는 광합성과 식물의 대사 리듬 때문입니다. 식물은 낮과 밤의 주기에 맞추어 에너지 생산과 자원의 분배를 조절합니다. 밤에 녹말을 설탕으로 변환하고 체관을 통해 분배하는 과정은 식물이 생리학적 리듬에 따라 자원을 효율적으로 관리하는 방법입니다. 이 리듬은 낮에는 광합성을 최대화하고, 밤에는 저장된 에너지를 사용하여 식물의 생명 활동을 유지하는 데 도움을 줍니다. 또한 밤에는 빛이 없기 때문에 광합성이 중단됩니다. 따라서 식물은 낮에 저장해둔 녹말을 분해해 설탕으로 전환하고, 이를 체관을 통해 다른 부위로 이동시켜 에너지 공급을 이어갑니다. 밤 동안 식물의 다양한 조직, 특히 성장점이나 저장 기관, 뿌리 등이 계속해서 에너지를 필요로 하기 때문에 설탕이 체관을 통해 이동하는 것이 중요합니다.
학문 / 생물·생명
24.11.09
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