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판다는 왜 대나무를 먹는건가요? 영양이 있나여?
안녕하세요. 판다는 대나무만 먹는 걸로 알려졌지만, 원래는 ‘육식동물’이었는데요, 소와 같은 초식동물들이 식물을 소화시키기 위해 4개의 위를 가지고 있지만, 판다의 소화기관은 다른 육식동물처럼 ‘간단한 위장과 짧은 소장’으로 되어 있습니다. 육식동물이었던 판다가 주로 대나무만 먹게 된 현상에 대해서 현재로서 가장 유력한 학설은 ‘기후변화로 인한 미각의 변화’입니다. 미국 미시간대 생물학과 지안지 장 교수 연구팀은 ‘판다가 고기 맛을 느끼지 못하게 되면서 육식을 그만뒀다.”라는 학설을 발표했습니다. 고기를 먹을 때 느껴지는 ’감칠맛‘은 체내 ‘Tas1r1’라는 수용체(receptor)를 통해 느낄 수 있는데, 판다는 이 수용체가 퇴화했다는 것입니다. 연구팀은 고대 판다의 화석을 분석한 결과, 약 420만 년 전에 이 수용체가 비활성화됐고, 이로 인해 700만~200만 년 전부터는 고기 대신 대나무를 먹기 시작한 것으로 추정된다고 밝혔습니다. 수용체가 퇴화한 이유로는 ‘기후변화’를 꼽았는데, 당시 기후변화로 판다가 먹을 수 있는 고기가 줄어들었기 때문이란 겁니다. 이후 기후가 다시 변해 먹을 수 있는 고기가 많아졌지만 그땐 이미 고기 맛을 느끼는 미각이 없어졌다고 연구진은 분석했습니다. 사람은 생존 본거지인 숲이 줄어들면서 초식 이외에 육식할 수 있는 잡식동물로 진화했지만, 판다는 반대로 대나무만 먹는 ‘초식동물’로 진화하게 된 것입니다.
학문 / 생물·생명
24.10.15
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기억은 왜 시간이 지나면 희미해질까요?
안녕하세요. 서너 살 이전의 일들을 제대로 기억하시는 분들은 거의 없는데요, 이런 현상을 '유년기 기억상실'이라고 부릅니다. 기억에 관한 많은 연구 결과 세 살 이전에 일을 기억하는 사람은 거의 없다고 하는데요, 하지만 2~3살 때 배운 낱말이나 감정, 동작 등은 이후에도 계속 사용하고 있습니다. 이는 특정한 종류의 기억만 대상으로 기억상실이 일어나기 때문인데요, 기억은 보통 외현기억과 내재기억으로 나뉘어 있습니다. 이처럼 기억의 종류를 나눈 것은 기억이 저장되는 뇌의 부위가 다르다고 확인됐기 때문입니다. 해마 (특히 치상회)의 뉴런은 출생 후 몇 년 동안 엄청나게 빠른 속도로 만들어지는데요, 새로 만들어진 뉴런은 기존 뉴런들 사이를 파고들며 뉴런 간의 연결을 끊어버릴 수 있죠. 뉴런의 재생을 조작한 쥐 실험에 따르면 새로운 뉴런이 만들어지면 기존 기억이 사라지고, 새 뉴런이 만들어지지 않으면 기존 기억이 유지되는 결과를 볼 수 있었습니다. 정리하자면, 결과적으로 새로운 뉴런이 만들어지면서 이전에 기억이 지워진다는 것입니다.
학문 / 생물·생명
24.10.15
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귤을 달게먹는 방법이있나요? 궁금합니다
안녕하세요.오래전부터 ‘귤을 더 달콤하게 먹는 법’이라며 알려진 정보가 있었는데요, 바로 귤을 먹기 전 주무르거나 떨어뜨리면 귤의 당도가 올라가 더 달콤하고 맛있게 먹을 수 있다는 것입니다. 이 정보는 몇 년 전부터 급격하게 확산됐고, 이에 따라 귤을 먹기 전 귤을 굴리고, 주무르고, 떨어트리며 이른바 ‘귤을 괴롭히는’ 과정을 필수로 거치는 사람도 많아졌습니다. 이들의 주장은 ‘에틸렌’이라는 성분과 연관이 있습니다. 에틸렌은 과일의 성숙을 담당하는 기체로 된 식물 호르몬인데, 귤에 인위적으로 충격을 주면 스트레스를 받고 이 호르몬을 뿜어낸다는 것인데요, 이 성분이 단기간에 귤을 숙성시켜 단맛이 더욱 올라간다는 주장입니다. 하지만 이는 사실로 보기는 어렵습니다. 에틸렌이 과일이 숙성을 돕는 것은 사실이지만, 시중에 판매되는 귤은 이미 완숙이 마무리 된 상태로, 대부분 당도가 이미 결정되어 있기 때문입니다. 즉, 이 상태에서 더 숙성되거나, 당도가 올라가는 게 생각보다 쉬운 일은 아닙니다. 이와 관련해 2021년 농촌진흥청 감귤연구소는 “실제로 주무르는 시간은 아주 짧아서 이로 인해 특정 성분 변화가 일어나 맛의 차이를 낸다고 보기는 어렵다”라고 밝힌 바 있습니다. 그렇지만 여전히 "주무른 뒤 먹는 귤이 더 달콤했다"라고 주장하는 사람도 많습니다. 이렇게 느껴지는 데에도 나름의 이유가 있어요. 바로 ‘온도’ 때문이죠. 단맛이 가장 잘 느껴지는 온도는 30℃에서 40℃로, 체온에 가까울 때 가장 강하게 느껴집니다. 귤을 손으로 주무르는 과정에서 손의 온기로 인해 차가웠던 귤이 체온과 엇비슷할 정도로 따뜻해지며 단맛이 더욱 잘 느껴지는 것이라고 보시면 됩니다.
학문 / 생물·생명
24.10.15
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우리 몸에 유전자를 변형 시킬수도 있는건가요?
안녕하세요.네, 부모님으로부터 전달받은 유전자는 일평생 온전하게 유지되는 것이 아니라 여러 요인으로 인해 돌연변이가 발생하여 염기서열이 변할 수도 있습니다. 유전자는 기본적으로 부모로부터 물려받은 것이지만, 다양한 요인에 의해 변화할 수 있는 가능성이 있습니다. 이러한 유전자 변형은 자연적으로 발생할 수도 있고, 과학적인 기술을 이용해 인위적으로 조작할 수도 있습니다. 유전자는 외부 요인이나 자연적인 복제 오류 등으로 인해 변형될 수 있는데요 이를 돌연변이라고 부르며, 이는 유전적 변화의 가장 기본적인 원인입니다. 예를 들어 강한 자외선이나 방사선은 DNA 구조를 손상시킬 수 있어 유전자에 돌연변이를 일으킬 수 있고, 특정 화학물질(예: 담배 속 발암 물질)은 DNA에 변화를 일으켜 유전적 손상을 유발할 수 있습니다. 돌연변이는 대부분 중립적이거나 해롭지만, 일부는 진화 과정에서 생명체가 환경에 적응하는 데 유리한 변화를 가져올 수 있습니다. 하지만 많은 경우 돌연변이는 암과 같은 질병으로 이어질 수도 있습니다. 이외에도 유전자가 변화하지 않더라도, 후성유전학을 통해 유전자 발현이 바뀔 수 있습니다. 후성유전학은 DNA 서열 자체를 바꾸지는 않지만, 환경 요인이나 생활 방식에 의해 유전자의 작동 방식이 바뀌는 현상입니다. 또한 최근 과학 기술의 발전으로 인해 유전자를 인위적으로 변형할 수 있는 방법도 개발되었습니다. 가장 유명한 기술 중 하나가 CRISPR-Cas9입니다. 이 기술은 유전자를 정확하게 편집할 수 있는 도구로, 특정 유전자 부분을 잘라내거나 수정할 수 있습니다. 이를 통해 특정 질병을 유발하는 유전자를 제거하거나 바꾸는 것이 가능합니다.
학문 / 생물·생명
24.10.15
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냉장고와 냉동실 같은 차갑고 얼어붙을 수 있는 공간에 바이러스가 들어가면??
안녕하세요. 바이러스가 냉장고나 냉동실 같은 차가운 환경에 들어가면 어떻게 될지에 대한 답은 "바이러스가 죽지 않는다"는 것입니다. 그러나 해당 환경 조건에서 비활성화될 수는 있습니다. 바이러스는 스스로 대사 활동을 하지 않기 때문에 "살아있다"라고 말하기 어렵습니다. 바이러스는 숙주 세포(예: 인간, 동물, 식물 세포)에 감염되었을 때만 증식할 수 있습니다. 그 외에는 단지 비활성 상태로 존재하는 것이죠. 이 때문에 바이러스가 냉장고나 냉동실에 들어가도 스스로 죽지는 않습니다. 냉장고의 낮은 온도에서는 바이러스가 비활성화될 수 있지만, 완전히 사라지거나 파괴되지는 않습니다. 많은 바이러스는 추운 온도에서 더 오래 생존할 수 있습니다. 예를 들어, 독감 바이러스와 같은 호흡기 바이러스는 추운 환경에서 더 잘 유지될 수 있으며, 이것이 겨울철에 독감이 더 유행하는 이유 중 하나입니다. 냉동실의 경우 온도가 더 낮아 바이러스는 더 오랫동안 비활성 상태로 남아있을 수 있습니다. 냉동 상태에서는 대부분의 바이러스가 오래 생존하며, 나중에 다시 따뜻한 환경에 놓이게 되면 활동을 재개할 수 있습니다. 실제로 실험실에서는 바이러스를 장기간 보관하기 위해 냉동 보관하기도 합니다. 실제로 4만8500년 동안 시베리아 영구동토층 안에서 언 상태로 있던 바이러스가 되살아났다는 연구결과도 존재합니다.
학문 / 생물·생명
24.10.15
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인간이 카페인만 먹으면 어떻게 되나요?
안녕하세요. 만약 사람이 순수한 카페인만을 섭취하게 된다면, 이는 매우 위험할 수 있습니다. 카페인은 신경 자극제이기 때문에 소량으로도 각성 효과를 줄 수 있지만, 고농도의 순수 카페인은 체내에서 심각한 부작용을 초래할 수 있습니다. 카페인 자체는 커피, 차, 에너지 음료 등에서 흔히 섭취되지만, 농축된 순수 카페인을 대량으로 섭취할 경우 인체에 여러 가지 급격한 반응을 일으킬 수 있습니다. 카페인은 뇌에서 아데노신 수용체를 차단하여 졸음과 피로를 느끼지 않도록 만드는데요, 이 과정에서 도파민, 노르에피네프린과 같은 각성 물질이 더 많이 분비되어 각성 상태가 유지됩니다. 카페인은 교감 신경계를 자극하여 심박수를 증가시키고 혈압을 상승시키며, 체온과 신진대사를 높입니다. 적정량에서는 기분을 좋게 하거나 집중력을 높이는 효과를 줄 수 있지만, 고용량에서는 위험할 수 있습니다. 적은 양의 순수 카페인을 섭취하면 몸이 활력을 얻고 졸음이 가시며, 집중력과 기민함이 증가하며, 적당한 카페인은 근육의 수축력을 증가시키고, 운동 중 피로를 덜 느끼게 해 운동 능력을 일시적으로 향상시킬 수 있습니다. 하지만 카페인은 심장 박동수를 급격히 높일 수 있습니다. 심장이 과도하게 빨리 뛰면 혈액순환에 문제가 생길 수 있으며, 심각할 경우 심부정맥(부정맥)이 발생할 수 있습니다.
학문 / 생물·생명
24.10.15
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생물의 한 종이 멸종을 하는것에 민감한 이유를 알려주시면 좋겠습니다.
안녕하세요. 생물의 한 종이 멸종하는 것에 사람들이 민감한 이유는 단순히 "다시는 볼 수 없는" 상실감 때문만은 아닙니다. 종의 멸종은 생태계, 인류, 그리고 지구 전체의 건강에 광범위한 영향을 미치기 때문입니다. 모든 생물은 서로 상호작용하면서 생태계의 균형을 유지합니다. 한 종이 멸종하면, 그 종과 상호작용하던 다른 종들도 영향을 받습니다. 예를 들어, 한 종의 포식자가 사라지면 그 포식자가 먹던 먹잇감의 개체 수가 급격히 증가하거나 감소할 수 있으며, 이는 그 먹잇감을 섭취하는 다른 생물들까지도 영향을 미칩니다. 또한 생물다양성은 생태계가 안정적이고 건강하게 유지되는 데 매우 중요한 요소입니다. 종이 멸종하면 생물다양성이 줄어들며, 이는 생태계가 변화나 외부의 충격에 덜 견딜 수 있는 상태로 만드는 결과를 초래할 수 있습니다. 생물다양성이 높은 생태계는 병충해, 기후 변화 등의 외부 변화에 더 잘 적응하는 경향이 있습니다. 많은 종들은 인류에게 직접적으로 중요한 자원을 제공합니다. 예를 들어, 식물, 동물, 미생물은 의약품, 식량, 산업 자원 등으로 사용되며, 아직 발견되지 않은 수많은 생명체들이 인류의 과학 및 산업 발전에 중요한 역할을 할 잠재력을 가지고 있습니다. 어떤 종이 멸종하면, 그 종에서 얻을 수 있는 중요한 자원도 함께 사라지게 됩니다. 종들이 제공하는 생태계 서비스(예: 수분, 물 정화, 토양 유지, 기후 조절 등)는 인류의 생존에 필수적입니다. 예를 들어, 꿀벌과 같은 수분 매개 종이 멸종하면 작물 수분이 불가능해져 식량 생산에 큰 타격을 입을 수 있습니다.
학문 / 생물·생명
24.10.15
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음지 식물은 왜 양지 식물보다 광보상점 광 포화점이 낮나요?
안녕하세요. 음지 식물(그늘에서 자라는 식물)이 양지 식물(햇볕이 강한 곳에서 자라는 식물)보다 광보상점과 광포화점이 낮은 이유는 주로 그들이 적응한 환경과 관련이 있으며, 이 차이는 내부 구성 성분과 잎의 구조적 차이가 복합적으로 작용한 결과입니다. 광보상점은 광합성으로 만들어지는 산소량이 호흡으로 소비되는 산소량과 같은 지점입니다. 즉, 광보상점은 빛의 세기와 광합성 효율 사이의 균형이 이루어지는 최소한의 빛의 양을 의미합니다. 다음으로 광포화점은 광합성 속도가 더 이상 빛의 세기에 비례해 증가하지 않는 지점입니다. 즉, 이 지점에서는 빛이 아무리 세더라도 광합성 속도가 더 이상 증가하지 않습니다. 음지 식물은 빛이 적은 환경에서 생존해야 하기 때문에, 비교적 약한 빛에서도 광합성을 효율적으로 수행할 수 있도록 적응해 왔습니다. 이로 인해 광보상점과 광포화점이 낮아진 이유는 다음과 같습니다. 우선 음지 식물은 엽록소 특히 엽록소 b의 비율이 높습니다. 엽록소 b는 낮은 빛에서 빛을 더 잘 흡수하는 특성을 가지고 있어 음지 식물은 적은 빛에서도 효과적으로 빛 에너지를 흡수하고 광합성을 진행할 수 있습니다. 또한 음지 식물의 잎은 엽육 조직이 비교적 얇고, 엽록체가 더 빽빽하게 배열되어 있습니다. 이는 빛이 적은 환경에서도 최대한의 빛을 흡수할 수 있도록 도와줍니다.
학문 / 생물·생명
24.10.14
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라이거와 같은 종간잡종이 가능한 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. "라이거"는 기네스 북에 기록 된 세계에서 가장 큰 고양이와 동물로 암컷 호랑이와 수컷 사자의 교배종인데요, 생식능력은 없기 때문에 엄밀히 말해서 생물학적 종으로 분류되지는 않습니다. 종간잡종, 즉 서로 다른 종의 동물이 교배하여 태어나는 동물은 보통 유전적으로 매우 가까운 종 사이에서만 가능합니다. 라이거(Liger)는 사자(수컷)와 호랑이(암컷)가 교배해서 태어난 종간잡종입니다. 이러한 종간잡종이 가능한 이유는 두 동물이 유전적으로 상당히 비슷한 염색체 수와 구조를 공유하고 있기 때문인데요, 라이거 외에도 노새(말과 당나귀), 재그리온(재규어와 사자) 같은 동물들도 종간잡종의 예시입니다. 이때 두 종이 서로 생식할 수 있을 만큼 생리적으로 유사해야 합니다. 예를 들어, 호랑이와 사자는 모두 고양이과에 속하고, 비슷한 크기와 생리적 특징을 가지고 있어 교배가 가능합니다. 그러나 이들이 자연에서 만나 교배하는 일은 드물며, 대부분 인간이 개입한 환경에서 이루어집니다.
학문 / 생물·생명
24.10.14
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우리 몸에 세포들이 참 많이 있는데요 몇개나 되나요?
안녕하세요.인체를 구성하는 세포들은 크기도 제각각인데요, 가장 작은 적혈구(지름 7~8μm)와 가장 큰 골격근 세포(지름 100μm, 길이 2~3cm) 차이는 100만배가 넘어, 땃쥐와 대왕고래의 몸집 차이와 비슷합니다. 이때 일반적으로 인체 세포 수는 성인 남성(몸무게 70㎏ 기준)이 36조개, 성인 여성(몸무게 60㎏)이 28조개, 10살 어린이(몸무게 32kg)가 17조개인 것으로 알려져 있습니다. 이때 우리 몸은 하루에 평균 약 3300억개의 세포를 갈아치운다고 하는데요, 이는 몸 전체 세포의 1%를 약간 웃도는 규모입니다.
학문 / 생물·생명
24.10.14
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