답변 내역

안녕하세요. 김지호 박사입니다.네, 말씀하신 것처럼 바이러스, 세균, 곰팡이는 모두 동물이나 식물과 같은 생명체에 감염되어 질병을 유발할 수 있다는 점에서 병원체라는 공통점은 있습니다. 하지만 세균과 곰팡이가 생명체인 것과는 다르게, 바이러스는 엄밀히 말하자면 생명체라고 할 수 없습니다. 생명체는 기본적으로 구조적, 기능적 기본 단위라고 볼 수 있는 세포로 이루어져 있는데요, 바이러스의 경우에는 세포로 이루어져 있지 않으며, 단순히 단백질 껍질과 핵산(DNA or RNA)으로 이루어져 있기 때문에 생명체라고 볼 수 없습니다. 또한 바이러스의 경우 스스로 독립적인 증식이 불가능하고, 숙주세포 내부에서만 증식이 가능하기 때문에 생명체라고 볼 수 없습니다. 이와는 달리 세균이나 곰팡이는 세포로 이루어져있으며, 독자적인 증식이 가능하기 때문에 생명체입니다. 이때 세균은 한 개의 단세포로 이루어져 있는 원핵생물이라면, 곰팡이의 경우 다세포로 이루어져 있는 진핵생물이라는 점에서 차이점이 있습니다.

안녕하세요. '람사르습지'는 람사르협약에 따라 독특한 생물지리학적 특성을 가지거나, 희귀동물 서식지 및 물새 서식지로서의 중요성을 가진 습지를 보호하기 위해 지정된 습지인데요, 이때 '람사르협약'이란 ‘물새 서식지로서 특히 국제적으로 중요한 습지에 관한 협약’입니다. 1971년 2월 2일 이란의 람사르(ramsar)에서 채택되었고, 물새 서식 습지대를 국제적으로 보호하기 위한 것으로 1975년 12월에 발효되었으며, 우리나라의 경우 1997년 7월 28일 대암산 용늪을 람사르습지로 등록하며 101번째 람사르협약 가입국이 되었습니다. 해당 협약의 목적은 습지는 경제적, 문화적, 과학적 및 여가적으로 큰 가치를 가진 자원이며 이의 손실은 회복될 수 없다는 인식 하에 현재와 미래에 있어서 습지의 점진적인 침식과 손실을 막는 것입니다. 람사르협약의 의무로는 국제적으로 중요한, 소위 람사르 사이트에 포함시킬 수 있는 습지 한 곳 이상 지정. 지정한 습지의 생태학적 특성 유지, 자신들의 영역에서 모든 습지를 현명하게 이용하기 위한 기획을 조직, 습지의 자연보호구 지정이 있습니다. 국제적으로 중요한 습지를 식별하는 공식기준은 제1차 람사르협약 당사국총회에서 채택된 이후 레지나 개정안(캐나다, 1987), 캄팔라(우간다, 2005) 등 총 9차례 총회를 걸쳐 습지의 ‘대표성 및 고유성’과 ‘생물다양성’에 근거한 두 개의 그룹에 따라 총 9개의 등록 기준이 마련되었습니다.

안녕하세요. 단풍이 드는 현상은 주로 가을철 낮아지는 온도, 줄어드는 일조량, 그리고 생리적 변화에 의해 나뭇잎 색깔이 변화하는 과정인데요, 이 변화는 나무가 겨울철에 생존하기 위한 적응 중 하나라고 볼 수 있습니다. 여름 동안 나뭇잎은 엽록소(Chlorophyll)라는 녹색 색소가 풍부하여 광합성을 통해 에너지를 생산하는데요, 가을이 되어 일조량이 줄고 온도가 낮아지면, 광합성이 감소합니다. 나무는 에너지를 절약하기 위해 엽록소를 분해하여 재활용합니다. 엽록소가 사라지면 나뭇잎의 다른 색소가 드러나게 됩니다. 엽록소가 분해되면서 숨겨져 있던 카로티노이드(Carotenoids)와 안토시아닌(Anthocyanins)이 나타납니다. 이때 카로티노이드는 황색 또는 주황색 색소로, 항상 잎에 존재하지만 여름에는 엽록소에 가려 보이지 않습니다. 가을에 엽록소가 사라지면서 노란색(은행나무)이나 주황색(단풍나무)이 드러납니다. 다음으로 안토시아닌은 적색이나 자주색 색소로, 가을철에 새로 생성됩니다. 이는 주로 밝은 햇빛과 낮은 온도 조건에서 생성되며, 붉은색(단풍나무, 떡갈나무 등)을 만듭니다. 낮과 밤의 큰 온도 차이는 안토시아닌 생성이 촉진되어 더 강렬한 붉은색을 띠게 합니다. 또한 일조량이 줄어들면 엽록소 생성이 멈추고, 카로티노이드와 안토시아닌이 더 두드러집니다. 단풍은 나무가 겨울을 준비하는 과정에서 발생하는 부수적 현상으로, 가을철에는 나뭇잎의 양분이 나무의 줄기와 뿌리로 이동해 저장됩니다. 단풍 후 잎은 떨어지며, 나무는 물 손실과 손상을 방지하기 위해 겨울 동안 잎을 버립니다. 정리하자면, 단풍은 엽록소가 분해되면서 다른 색소가 드러나거나 생성되어 나타나는 현상입니다. 이는 계절 변화에 따른 나무의 생리적 적응 과정의 일부로, 나무가 겨울철에 효율적으로 에너지를 보존하고 생존하기 위해 일어납니다.

안녕하세요. 동물들은 수면 방식이 다양한데요, 말을 비롯한 일부 유제류(발굽이 있는 포유류)는 누워서 잘 여건이 안 된다면 선 채로도 잠을 잘 수 있습니다. 홍학이나 두루미·오리 등 일부 새는 한 발로 서서 잠을 자는데요, 이 새들은 주로 습지에 살기 때문에 체온을 보호하기 위해 머리와 한쪽 발은 몸속에 파묻고 한쪽 발로만 몸을 지탱하며 잔다고 합니다. 또 뇌의 절반씩 번갈아 잠을 자는 동물들도 있는데요, 이렇게 뇌의 한쪽은 잠을 자고 한쪽은 잠을 안 자는 상태를 '반구수면(Hemispheric sleep)'이라고 합니다. 이런 현상은 주로 새나 고래·물개·바다사자 등 물에서 사는 포유류에게서 나타나는데요, 반구수면을 하면 한쪽 눈을 뜨고 있기 때문에 적의 접근을 알아차릴 수 있으며, 또 물속에서 잠을 자는 동안에도 숨을 쉬러 수면 위로 올라올 수도 있다고 합니다.

안녕하세요. 돌고래는 해양 동물 중에서도 높은 지능과 사회적 행동을 가진 것으로 알려져 있습니다. 이러한 지능은 돌고래의 진화, 생태적 환경, 그리고 뇌의 독특한 구조와 기능에 의해 발달한 것으로 이해되고 있습니다. 돌고래는 체구에 비해 매우 큰 뇌를 가지고 있는데요 특히, 대뇌 피질과 신피질(neo-cortex)이 발달하여 복잡한 인지 기능과 의사소통 능력을 가능하게 합니다. 대뇌피질은 문제 해결, 기억, 학습과 같은 고등 정신 기능을 담당하고 있으며, 대뇌 피질의 표면적이 넓어지면서 정보 처리 능력이 증가하게 됩니다. 다음으로 돌고래의 뇌는 신체 에너지의 약 20%를 소모합니다. 이는 고도의 지능과 정보 처리 능력을 지원하기 위한 것으로 보입니다. 돌고래는 무리(포드) 속에서 살아가며, 서로 협력하고 교류하는 행동을 보여줍니다. 이 과정에서 높은 수준의 사회적 인지 능력이 필요합니다. 돌고래는 다양한 주파수의 소리(클릭음, 휘파람 등)를 사용해 의사소통합니다. 특정 휘파람은 서로를 식별하는 "이름"처럼 사용되며, 이는 돌고래의 사회적 유대를 강화합니다. 돌고래는 무리 내에서 특정 행동(예: 먹이 사냥 방법)을 배우고 이를 다음 세대에 전달합니다. 이는 인간과 유사한 문화적 학습의 예입니다. 생태적 요인을 고려해봤을 때, 돌고래는 협동 사냥, 물고기 몰이 등 매우 복잡한 사냥 전략을 사용합니다. 이러한 전략을 설계하고 실행하려면 높은 수준의 지능이 요구됩니다. 해양 환경은 변화가 많고 복잡하기 때문에, 돌고래는 빠르게 상황을 인지하고 대응하는 능력을 발전시켰습니다. 정리하자면 돌고래의 높은 지능은 뇌의 구조와 크기, 사회적 생활, 복잡한 생태적 환경, 그리고 진화적 선택의 결과로 볼 수 있습니다. 이러한 지능 덕분에 돌고래는 의사소통, 문제 해결, 협력적 행동에서 뛰어난 능력을 보여주며, 인간과 유사한 고등 인지 능력을 가진 동물로 평가됩니다.

안녕하세요. 과학 매체 '라이브사이언스(Live Science)'는 "정확히 말하면 거북이는 엉덩이를 통해 숨 쉬지 않는다. 그것은 거북이가 엉덩이를 가지고 있지 않기 때문이다"라고 지적한 바 있는데요, 하지만 이와 함께 "거북이는 항문·배뇨구·생식구를 겸한 '총배설강'이라는 기관을 가지고 있고, 이를 통해 '총배설강 호흡'을 하고 있으니 간단히 '엉덩이 호흡'이라고 표현하는 것을 틀렸다고 보기도 애매하다"고 덧붙였습니다. 호주 퀸즐랜드 대학 생물생리학자인 크레이그 프랭클린(Craig Franklin) 교수에 따르면 총배설강 호흡을 하는 거북이는 총배설강에서 점막낭이라는 두 개의 주머니 모양 기관에 물을 보내는데요, 그리고 점막낭에 모인 물에 함유된 산소가 벽면에 늘어선 작은 돌기를 통해 혈액 속으로 퍼지는 것이 거북이의 '총배설강 호흡' 구조입니다. 그러나 총배설강 호흡은 일반 폐 호흡에 비해 매우 비효율적이며, 많은 거북이는 일반적으로 폐 호흡을 하며 살고 있습니다. 따라서 물살이 빠른 강이나 빙판 등 공기를 마시기 어려운 환경에 적응할 필요가 있는 소수의 담수종만이 총배설강 호흡을 사용한다고 보시면 됩니다.

안녕하세요. 기린이 하루 평균 약 2시간 정도만 잠을 자는 이유는 생태적, 신체적, 행동적 요인과 관련이 있습니다. 우선 기린은 아프리카 사바나와 같은 개방된 환경에서 살아갑니다. 이곳은 사자, 표범 등 대형 포식자들이 활동하는 지역입니다. 기린은 크고 눈에 잘 띄는 동물이기 때문에, 장시간 잠을 자는 것은 생존에 큰 위험을 초래할 수 있습니다. 기린은 경계를 유지하고 포식자가 접근할 경우 빠르게 반응할 수 있도록 짧은 시간 동안 얕은 잠을 잡니다. 또한 기린은 포유류 중에서도 수면 요구량이 매우 적은 동물 중 하나입니다. 다른 동물과 마찬가지로 기린도 렘(REM) 수면이 필요하지만, 이는 짧고 간헐적으로 이루어집니다. 다음으로, 기린의 긴 목은 높은 혈압을 유지해야 뇌로 혈액을 공급할 수 있습니다. 만약 장시간 누워서 잠을 잔다면 혈류 조절이 어려워질 수 있어 수면 시간을 짧게 유지합니다. 기린은 초식 동물로, 하루 대부분을 먹이(특히 나뭇잎)를 먹는 데 사용합니다. 나뭇잎을 소화하는 데 많은 시간이 필요하기 때문에, 긴 시간 동안 깨어 있는 것이 필요합니다. 기린은 주로 짧은 간격으로 낮잠을 자는 형태로 수면을 취합니다. 대부분의 수면은 서서 이루어지며, 이때도 몸의 긴장을 완전히 놓지 않습니다. 때로는 짧은 렘 수면을 위해 눕기도 하지만, 이 자세는 포식자의 공격에 더 취약하므로 드물게 선택합니다. 정리하자면, 기린은 진화적으로 최소한의 수면만으로 생존을 유지할 수 있는 방향으로 적응해 왔습니다. 이러한 특성은 수백만 년간의 자연 선택 과정에서 살아남을 가능성을 높이는 데 기여했을 것입니다.

안녕하세요. '닭이 먼저인지 달걀이 먼저인가'에 대해서 영국 셰필드대와 워윅대 연구팀이 ‘닭이 먼저’라는 사실을 과학적 증명을 통해 밝혀냈다고 영국 타블로이드지 ‘더 선’이 보도한 바 있습니다. 연구팀은 수퍼컴퓨터를 통해 계란의 구조를 분석했는데요, 그리고 계란 형성과정에 ‘오보클레디딘-17(OC-17)’이라는 단백질 성분이 필수적인 역할을 한다는 것을 찾아냈습니다. 이 단백질은 닭의 난소에서 발견된 성분과 동일했습니다. 즉, 닭의 난소에서 발견된 단백질 성분이 있어야만 계란이 만들어질 수 있다는 사실을 밝혀낸 것입니다. 연구팀은 ‘OC-17’ 단백질 성분이 탄산칼슘(calcium carbonate)을 방해석 결정체(calcite crystals)로 바꿔 계란 껍데기를 만들어 주는 역할을 한다는 것을 밝혀냈습니다. 또한 더 쉽게 설명하자면 진화적으로도 달걀이 먼저입니다. 닭은 진화 과정을 통해 조류의 한 종으로 등장했는데요, 닭의 조상은 닭과는 조금 다른 유전자 구성을 가진 조류였습니다. 이 조상이 낳은 알에서, 유전적 돌연변이와 자연선택을 통해 현대 닭의 형태를 가진 개체가 부화했습니다. 따라서, 엄밀히 말하면 닭으로 진화한 첫 번째 개체는 달걀에서 태어난 것입니다. 이외에도 생물학적 메커니즘의 측면에서, 동물의 유전 정보는 수정란(달걀 안의 배아) 단계에서 이미 결정됩니다. 닭으로 진화한 첫 번째 개체는 조상 개체의 DNA에 돌연변이가 일어나 새로운 조합으로 형성된 달걀에서 나왔는데요, 이를 통해, 달걀이 닭보다 먼저 존재했다고 할 수 있습니다.

안녕하세요. 멘델이 유전 연구에서 완두콩(Pisum sativum)을 재료로 선택한 이유는 주로 완두콩의 생물학적 특성과 실험적 장점 때문입니다. 우선 완두콩은 멘델이 연구를 진행하기에 적합한 명확하고 뚜렷한 형질을 가지고 있었습니다. 색이 노란색과 녹색으로 뚜렷하게 구분되며, 모양은 주름지거나 둥근 형태이며, 꽃의 색깔은 보라색이거나 흰색이고, 크기는 키가 크거나 작은 등, 이처럼 대립형질이 뚜렷하기 때문에 연구하기에 적합합니다. 다음으로 완두콩은 한 세대가 몇 달 안에 끝나므로, 멘델이 여러 세대를 빠르게 연구할 수 있었습니다. 또한 완두콩은 작은 공간에서도 잘 자라며, 대량으로 재배할 수 있어 실험적 반복이 용이했습니다. 이외에도 완두콩은 일반적으로 하나의 꽃 안에서 스스로 수정이 가능해, 순종 라인을 만드는 데 적합했습니다. 이를 통해 멘델은 특정 형질이 안정적으로 유지되는 순종 개체를 확보할 수 있었습니다. 마지막으로 완두콩은 한 번에 많은 씨앗을 생산하므로, 멘델은 통계적 분석에 필요한 충분한 데이터를 얻을 수 있었습니다. 이는 멘델이 유전 비율(예: 3:1, 9:3:3:1 등)을 도출하는 데 중요한 역할을 했습니다. 정리해보자면 멘델이 완두콩을 연구 재료로 선택한 이유는, 완두콩이 명확한 형질, 자가수정 및 타가수정 가능성, 빠른 세대 주기, 재배 용이성, 대량 데이터 확보 가능성 등의 장점을 갖고 있었기 때문입니다. 이러한 특성 덕분에 멘델은 체계적이고 반복 가능한 유전 실험을 통해 유전학의 법칙을 발견할 수 있었습니다.

안녕하세요.낙타의 혹은 지방 저장소와 같은 역할을 하는데요, 이는 사막의 건기때 물과 음식이 부족한 시기를 극복하고자 낙타가 스스로 진화한 생존의 수단이기도 합니다. 음식이 풍부할때 낙타는 최대한 많은 칼로리를 섭취하여 남은 칼로리와 지방을 혹을 쌓는데 사용합니다. 이후 최대로 쌓여진 낙타 혹은 음식이 부족한 시기 4~5달 정도는 음식 섭취를 하지 않더라도 낙타가 생존할 수 있는 영양분을 공급하게 됩니다. 이후 저장된 영양소를 모두 소모한 낙타의 혹은 바람 빠진 풍선처럼 쭈굴쭈굴해지고, 낙타는 다시 음식을 먹으면서 등뒤에 곳간을 채우기 시작하게 됩니다. 인간을 포함한 대부분의 포유류 동물들은 남은 영양소를 배 또는 그 주위에 저장하는데요, 인간이 살이 찌면 배부터 나오는 것이 그 이유입니다. 반면 낙타는 특이하게 따로 저장소를 만들어 배가 아닌 등에 수직으로 쌓는 특징을 가지고 있습니다. 이는 낙타는 앉을때 4개의 다리를 모두 오므려 바닥에 배를 대고 앉는 자세를 취하는데요, 낙타는 4~5개월치의 영양분을 한번에 섭취하는 특징이 있는데, 이때 배가 너무 나오면 다리가 길기 때문에 배에 압박을 받아, 차라리 영양소를 배 말고 등뒤에 저장하는 방법을 선택했다는 것입니다. 또한 다른 이유로 배나 그 주위에 영양소를 저장하게 되면, 배가 밑으로 쳐지거나 옆으로 퍼지게 되는데, 극한의 사막에서 생존하기 위해 햇빛이 몸에 닿는 면적을 최소화하기 위해 등에 혹을 쌓는 방법을 선택했다는 것입니다.