답변 내역

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.

안녕하세요. 가을철이 되어 아침, 저녁으로 선선해지면 나무는 월동준비를 위하여 나뭇잎을 떨어뜨리기 시작하는데요, 나뭇잎이 떨어지는 이유는 나뭇잎과 가지사이에 잎이 바람에 쉽게 떨어질 수 있도록 하는 떨켜층이 형성되기 때문입니다. 떨켜층이 형성되면 나뭇잎은 햇빛을 받아 만들어 낸 녹말(탄수화물)을 떨켜층 때문에 줄기로 보내지 못하고 나뭇잎 안에 계속 갖고 있게 되는데요, 이것이 계속되면 잎안에 녹말(탄수화물)이 계속 쌓이게 되고 결국 이로 인하여 엽록소는 파괴되고 대신 엽록소 때문에 보이지 않던 카로틴(Carotene), 크산토필(Xanthophyll)과 같은 색소가 나타나 나뭇잎이 노랗게 보이게 되거나 혹은 안토시아닌(Anthocyanin)이 라는 색소가 생성되어 나뭇잎의 색이 붉게 보이는 것입니다. 단풍색은 보통 붉은색, 노란색, 갈색의 3가지가 많은데요, 단풍의 색깔이 이처럼 나무종류별로 다른 것은 각각의 색소의 종류와 함유량의 차이 때문입니다. 색소에 따라 카로틴은 밝은 오렌지색, 크산토필은 노란색에서 오렌지색 계열, 안토시아닌은 핑크, 빨강, 자주빛 등의 붉은색계통으로 표현됩니다.

안녕하세요.췌장은 인슐린과 같은 중요한 호르몬과 소화효소를 분비하는 기관으로, 손상 시 생명에 심각한 영향을 미칩니다. 이러한 중요성 때문에 복부 깊은 곳에 위치해 외부 충격으로부터 보호됩니다. 또한 췌장은 십이지장과 연결되어 소화효소를 바로 방출할 수 있는 위치에 있으며, 혈당 조절을 위해 혈관 네트워크와도 가까운 위치를 차지합니다. 이는 기능적으로 효율적인 배치입니다. 이처럼 췌장은 위장 뒤쪽, 척추에 가까운 위치에 자리잡고 있다보니 복부 앞쪽에서 관찰하려면 위, 소장, 간 같은 여러 장기들이 가려져 있어 직접 접근이 어렵습니다. 하지만 이와 같은 위치는 외부 손상으로부터 보호하고, 소화와 혈당 조절 기능을 효율적으로 수행할 수 있도록 진화된 결과라고 볼 수 있습니다.

안녕하세요.사막에 사는 생물들이 가시나 뿔 같은 구조를 가지는 이유는 그들이 생존하는 데 유리한 여러 가지 역할을 하기 때문입니다. 사막은 극한의 환경으로, 생물들은 생존과 번식을 위해 이러한 독특한 적응을 발전시켜 왔습니다. 선인장은 몸통이 전부 가시로 뒤덮여 있는데요, 이러한 가시는 사실 선인장의 잎이 변형된 형태입니다. 아무래도 사막은 고온건조한 환경으로 수분이 충분하지 않기 때문에 식물이던, 동물이던 물 없이는 생명을 유지하기가 어렵습니다. 만일 선인장이 보통의 식물과 같이 넓은 잎을 가지고 있었더라면 햇빛으로 인해 많은 양의 수분이 증발하고 말았을 것입니다. 이는 선인장의 생존에 상당히 큰 위협이 될 수 있기 때문에 선인장은 잎이 가시 형태로 변형된 것이라고 할 수 있습니다. 또한 이러한 가시의 형태는 다른 동물들로부터 자신을 보호해주는 역할을 수행하기도 합니다. 동물의 경우 뿔과 가시는 포식자로부터 자신을 보호하는 무기로 사용됩니다. 뿔은 동물이 더 크고 위협적으로 보이게 하고, 직접적으로 물리적 방어 수단이 됩니다. 정리하자면 사막에서는 극한의 온도 변화와 물 부족이 주요 생존 도전 과제입니다. 가시나 뿔은 생물들이 이런 환경에서 물 보존, 포식자 방어, 체온 조절 등의 문제를 해결하도록 돕습니다.

안녕하세요. 인간의 경우에 뜨거운 물체를 잘못 만지면 반사적으로 손을 빼는데요, 이처럼 통증을 느끼려면 통각 수용체에 입력된 정보가 두뇌 중추에 전달되어야 하고, 이때 아픔을 느끼게 됩니다. 물고기에게도 입과 머리 등에 통각 수용체가 있지만 포유류 같은 뇌는 없는데요, 물고기가 고통을 느끼지 못한다고 주장하는 학자들은 물고기는 고통을 경험할 만큼 복잡한 뇌 구조(신피질)가 없기 때문에 고통을 느낄 수 없다고 주장합니다. 하지만 물고기의 행동, 해부구조, 생리 분야에서 그동안 이뤄진 연구를 보면 학계 대부분은 이미 “물고기도 고통을 느낀다”고 결론을 내렸는데요, 물고기가 대뇌의 신피질은 없어도 뇌의 다른 부위를 통해 고통을 느낀다는 것을 보여주는 일련의 실험 결과가 뒷받침하며, 동물행동학자 조너선 밸컴은 <물고기는 알고 있다>에서 “신경해부학적 근거가 불충분하다는 이유로 물고기의 통증 인식을 인정하지 않는 것은 지느러미가 없다는 이유로 인간의 수영 능력을 부인하는 것이나 마찬가지”라며 “물고기는 포유류의 신피질에 해당하는 뇌 영역인 겉질을 통해 학습, 기억, 개체 인식, 놀이, 도구 사용, 협동, 계산 기능을 수행한다”고 말한 바 있습니다.

안녕하세요. 사람은 흔히 포유동물이라고 알려져 있는데요, 보다 정확히는 포유강이라고 할 수 있습니다. 강 아래 개념은 목으로 사람은 포유강의 한 목인 영장목에 속하는데요, 영장류가 바로 이 영장목을 가리키는 말입니다. 영장목에는 원숭이와 인류가 포함되며, 다시 분류학상으로 보면 사람은 영장목 중에서도 인간상과(Hominoidea)에 해당합니다. 통상적으로 유인원이라고 불리는 이 과엔 사람 외에도 긴팔원숭이, 침팬지, 고릴라, 오랑우탄 등이 있으며, 이 중에서도 인간과 가장 가까운 동물은 바로 침팬지로 DNA의 98% 전후를 공유한다고 알려져 있습니다. 진화는 환경적 압력과 자연선택에 의해 이루어지기 때문에, 특정 동물이 인간처럼 진화하려면 인간과 유사한 환경에서 살아남아야 하는 상황이 반복적으로 발생해야 합니다. 그러나 침팬지나 보노보 같은 유인원이 인간과 같은 방향으로 진화할 가능성은 낮습니다. 우선 인간의 진화는 두 발 걷기와 도구 사용, 뇌의 크기 증가 같은 독특한 환경적 필요성에서 비롯되었습니다.침팬지 등은 이미 자신의 서식지와 생활 방식에 매우 잘 적응하고 있어, 인간처럼 진화할 필요성이 없습니다. 또한 인간과 침팬지가 분기된 지 약 700만 년이 지났는데요, 진화는 수백만 년에 걸쳐 점진적으로 이루어지기 때문에, 유사한 진화를 하려면 매우 오랜 시간이 필요합니다. 침팬지와 같은 유인원은 인간의 영향을 크게 받으며, 서식지가 파괴되거나 인간과의 접촉으로 인해 자연선택이 인간과 다르게 작용할 수 있습니다. 유전공학 기술이 발전하면서, 이론적으로는 유전자를 조작해 침팬지 같은 동물들을 인간처럼 진화시키는 것이 가능할 수도 있습니다. 하지만 이는 윤리적 문제와 생물학적 복잡성 때문에 실제로 이루어질 가능성은 희박합니다.

안녕하세요. 대머리독수리가 오늘날의 형태가 된 것에 대해서는 크게 2가지 학설이 존재하는데요, 첫 번째로, 다윈에 의하면 대머리독수리의 머리가 벗어진 이유는 세포 감염을 막기 위해서라고 합니다. 그 이유는 독수리가 동물의 사체에 머리를 처박으며 살과 내장을 쪼아 먹는데요, 이때 머리에 털이 있으면 피나 고기가 털에 들러붙어 세균이 번식할 가능성이 크기 때문입니다. 그러기 때문에 자연스럽게 털이 없으며, 또한 털이 없는 머리가 햇빛을 직접 표면으로 받을 수 있어 태양광선에 의한 살균이 가능해 말끔히 소독되기 때문입니다. 하지만 위의 다윈의 설명에 이의를 제기한 학자들도 많은데요, 그중에 가장 신빙성 있는 주장으로 체온조절을 위해 머리가 벗어졌다는 것입니다. 이에 따르면 대머리독수리의 벗어진 머리 부분에는 혈관이 모여있다고 하는데요, 그래서 온몸을 돌던 피가 이곳에서 열을 내보내며, 그렇게 식은 피가 다시 몸속 구석구석을 돌면서 체온이 올라가는 것을 막아주는 것입니다. 현재에 알려진 것은 넓은 해발고도별 기온 변화에 적응하고 질병에 노출되는 것을 방지하기 위해 머리 깃털이 빠진 모습으로 진화해 왔다는 것이 정설로 받아들여지고 있습니다.

안녕하세요. 1799년 영국 런던 자연사박물관 학예사 조지 쇼는 식민지였던 오스트레일리아에서 보내온 이상한 동물 표본을 받았는데요, 표본을 여러 개 더 받고 나서야 오리너구리는 비로소 학계에 등록될 수 있었으며, 오리너구리는 가시두더지와 함께 지구 위에 둘밖에 없는 단공류 동물입니다. 이러한 오리너구리는 포유류로 분류됩니다. 젖을 먹여 새끼를 키우는 동물인 포유류는 인간을 포함하여 개, 고양이, 호랑이, 사자 등이 있는데요, 지구상에 약 4000종이 되는 포유류는 생김새와 사는 방법은 제각각이지만 암컷이 새끼를 낳아 젖을 먹여 키운다는 공통된 특징이 있는데요, 하지만 오리너구리 포유류지만 파충류와 조류처럼 알로 태어납니다. 또한 오리너구리는 발밑에서 독을 쏠 수 있을 뿐만 아니라 부리로 전기장을 감지하는 능력 등 일반적인 포유동물이 가지지 않는 특징을 가지고 있는데요, 그럼에도 불구하고 오리너구리가 포유류로 여겨지는 이유는 젖샘을 가지고 있고, 털이 나며, 중이에 3개의 뼈를 가지고 있기 때문입니다.

안녕하세요. 동물의 경우에 잠은 신진대사와 신경행동의 측면에서 유사한 과정이 진행되고 있는데요, 따라서 반드시 인간과 같은 방식으로 잠을 잔다고 볼 수는 없습니다. 온도를 포함해서 서식하는 생태계의 유형, 먹이사슬에 의한 포식자를 경계, 편안한 수면자세의 선택 등 다양한 이유로 동물들은 수면환경에 영향을 받고 있습니다. 기린은 많이 자지 않는 가장 대표적인 동물 중 하나인데요, 이들은 하루에 약 2시간 정도만 자는 것으로 알려져 있으며, 하루종일 한 번에 약 10분씩만 잠을 자는데요, 그 이유는 포식자로부터 자신을 보호하기 위함입니다. 기린이 잠들면 사자나 하이에나와 같은 포식자들로부터의 공격 가능성이 높아지기 때문입니다. 다음으로 야생말 역시 하루에 약 3시간 정도의 적은 시간 동안 잠을 자는데요, 말은 급속도로 REM 수면에 빠질 수 있으며 길러진 말들은 상대적으로 포식자에 대한 위험성이 낮기 때문에 누워서 잠을 잘 때 REM 수면 단계에 도달할 수 있다고 합니다. 이외에도 코끼리 물범속에 속하는 코끼리바다표범은 잠을 가장 적게 자는 포유류인데요, 하루에 단 2시간만 수면을 취하고도 사냥이나 짝짓기와 같은 활동을 무리 없이 이어갈 수 있습니다. 제시카 켄달바 미국 샌디에이고 캘리포니아대(UC샌디에이고) 연구원 연구팀은 코끼리바다표범이 바다 밑으로 잠수할 때 낮잠을 자면서 부족한 수면시간을 보충한다는 연구 결과를 국제학술지 ‘사이언스’에 발표한 바 있습니다.

안녕하세요. 흔히 동물은 움직일 수 있지만 식물은 움직일 수 없다고 생각할 수 있는데요, 그러나 식물도 분명히 움직입니다. 사람이 인지하지 못할 정도로 천천히 움직이기 때문에 움직이지 않는다고 생각하는 것입니다. 그런데 사람 눈으로 볼 수 있을 만큼 빠르게 움직이는 식물도 있는데요, 그중 하나가 식충식물입니다. 식충식물은 ‘식충’이라는 이름처럼 곤충을 먹는데요, 빠르게 움직이는 곤충을 먹기 위해 식충식물은 움직이도록 진화한 것이라고 할 수 있습니다. 식충식물은 크게 끈끈이형, 개폐형, 주머니형으로 나뉘는데요 끈끈이형에는 끈끈이주걱이 속하며, 개폐형에는 파리지옥, 주머니형에는 네펜데스가 속합니다. 끈끈이형은 잎 표면에 끈끈한 점액질을 분비하는데, 곤충이 닿으면 달라붙어 도망가지 못합니다. 잎을 점점 오므라트려 곤충 표면에 점액질을 더 묻히는데요, 점액질에는 소화액이 포함되어 있으므로 곤충은 녹으며 분해됩니다. 개폐형인 파리지옥은 곤충이 잎 안쪽 감각모를 건드리면 마주보고 있는 갈고리 모양 잎 한 쌍이 닫히며 곤충을 가두는데요, 잎은 감각모가 두 번 이상 자극되거나 두 개 이상을 동시에 자극될 때 닫힙니다. 잎이 꽉 닫히면 속에서 소화액이 분비되어 곤충이 분해됩니다. 주머니형인 네펜데스는 잎 끝에 달린 통 모양 구조가 특징입니다. 통 입구에는 꿀이 분비되고 붉은색을 띠어 곤충을 유인하는데요. 꿀을 먹던 곤충은 미끄러지며 통 안으로 빠집니다. 통 안에는 소화액이 차 있고 매우 미끄럽기 때문에 탈출이 불가능하지요. 소화액에 의해 단백질, 지질 등이 분해되면 식충식물은 양분으로 흡수합니다. 이때 식충식물이 벌레를 잡아먹는 이유에 대해서는 다음과 같이 생각해볼 수 있습니다. 일반적으로 식물에게 필요한 것은 빛, 물, 흙, 바람 등인데요, 그런데 식충식물은 왜 굳이 곤충을 잡아 양분을 흡수하는 것은 식충식물 자생지 환경을 생각해보면 알 수 있습니다. 식충식물은 대게 고산지대 척박한 바위틈에서 자라는데요, 바위틈은 흙 속 영양분이 적습니다. 따라서 식충식물은 토양이 아닌 다른 곳에서 양분을 얻어 살 수 있도록 진화했습니다. 그것이 바로 곤충을 잡는 이유입니다. 다시 말해 식충식물의 ‘식충’ 행위는 생존 수단이라고 할 수 있습니다.