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식물 뿌리는 어떤 역할을 하는 건가요?
안녕하세요. 토양 속에 박혀 있는 식물의 뿌리의 경우 태양빛을 보지 못하기 때문에 광합성은 불가능하지만, 뿌리를 구성하는 세포에서도 생체 에너지인 ATP를 얻기 위한 세포호흡은 일어납니다. 뿌리는 식물의 몸이 쓰러지지 않도록 지탱하고 땅 속의 물이나 무기염류를 흡수하여 식물이 시들지 않도록 하는 관다발식물의 영양기관인데요, 우선은 식물체를 지지 및 지탱하는 역할을 수행합니다. 또한 식물 뿌리의 변형된 표피세포인 미세한 뿌리털을 이용하여 토양에서 물이나 무기 양분을 흡수하는 면적을 증대시키며 토양 속의 물과 무기양분을 흡수하여 줄기를 통해 식물의 잎으로 전달하는 역할을 합니다. 일부 식물의 경우 뿌리에 양분을 저장하는 역할도 수행하는데요, 대표적인 예시로 고구마를 들 수 있습니다.
학문 / 생물·생명
24.09.12
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송아지들은 태어나자마자 걸을 수 있는 이유가 무엇인가요?
안녕하세요. 송아지와 같은 동물들이 태어나자마자 걸을 수 있는 이유는 생존 본능과 진화적 적응 때문이라고 할 수 있습니다. 송아지를 포함한 많은 초식동물은 포식자로부터 도망가야 하는 필요성이 강하게 작용하는데요, 초식동물은 자연에서 먹잇감이 되기 쉽기 때문에, 태어나자마자 빠르게 걸어 다니고 이동할 수 있어야 생존 가능성이 높아집니다. 따라서 태어날 때부터 충분히 발달된 근육과 신경계가 있어, 출생 직후 빠르게 일어서고 걸을 수 있습니다. 특히 송아지 같은 유태생(placental mammals) 동물들은 어미 뱃속에서 오랜 시간 동안 발달을 거칩니다. 이는 태어날 때 신체적으로 더 성숙한 상태로 태어나게 하는데, 그 결과로 근육, 뼈, 신경계 등이 이미 충분히 발달되어 있어 출생 후 곧바로 움직일 수 있습니다. 반면에 인간을 포함한 영장류는 뇌 발달과 사회적 학습이 중요하므로, 상대적으로 덜 발달된 상태로 태어난 후 어미의 돌봄을 받으며 성장합니다. 인간 아기는 출생 후 오랜 시간이 지나야 걸을 수 있는데, 이는 더 긴 기간 동안 뇌 발달과 신체적 협응이 이뤄지기 때문입니다.
학문 / 생물·생명
24.09.12
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나이가 들수록 흰 머리가 생기는 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 흰머리는 모발의 색을 검게 해주는 멜라닌 색소를 만드는 멜라닌 세포에서 멜라닌 색소 생성이 없어지면 발생하는 것인데요, 나이가 들수록 모발에서 멜라닌 색소가 감소하는 것이 자연적인 노화의 현상입니다. 30세 이후부터 매 십년마다 흰머리가 발생할 위험은 최대 20%까지 증가합니다. 즉, 애초에 사람의 머리카락을 구성하는 케라틴 단백질의 색은 흰색인데요, 젊었을 때에는 멜라닌 세포가 생성하는 멜라닌 색소에 의해서 어두운 색으로 보이는 것입니다. 그런데 20~30대는 물론, 10대처럼 나이가 젊은데도 흰머리가 생기는 사람이 있는데요, 일명 새치라고 부릅니다. 젊은 층의 새치는 유전적 원인이 가장 크며, 이 밖에 발진티푸스, 말라리아, 독감 등과 같은 질병, 심한 정신적 충격, 원형 탈모증, 백반증, 영양실조, 빈혈, 당뇨, 갑상선 질환 등 내분비 계통 질환도 원인으로 작용할 수 있습니다.
학문 / 생물·생명
24.09.12
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몸이 알코올을 분해하는 과정이 궁금합니다.
안녕하세요. 술로 섭취한 알코올은 위장에서 소량 분해되며, 위장을 거쳐 소장에서 흡수된 알코올은 혈관을 통해 간으로 이동합니다. 간은 알코올 분해에 가장 중요한 장기로, 섭취한 알코올의 90% 이상이 간에서 분해되며, 섭취한 알코올의 2~5%는 분해되지 않고 소변, 땀, 호흡을 통해 배설됩니다. 간에서 알코올 분해효소(alcohol dehydrogenase, ADH)에 의해 아세트 알데히드로 분해된 후, 알데히드 분해효소(ALDH)에 의해서 아세트산이라는 물질로 변하게 됩니다. 즉 알코올-> 아세트 알데히드-> 아세트산으로 산화된다고 볼 수 있습니다. 즉, 알코올을 아세트산으로 빠르게 대사시켜 체내에서 배출해야 숙취가 없고 술에 잘 취하지 않게 됩니다. 숙취가 생기거나 얼굴이 빨개지는 이유는 아세트 알데히드와 관련이 있는데요, 아세트 알데히드를 분해하는 알데히드 분해효소가 결핍되거나 극소량만 발현되는 사람의 경우에는 다른 사람에 비해서 술을 소량만 마셔도 얼굴이 빨개지거나 숙취가 심해지게 되는 것입니다.
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24.09.12
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지구상에서 가장 작은 포유동물은 크기가 어느 정도인가요?
안녕하세요. 지구상에서 가장 작은 포유류는 '뒤영벌박쥐'입니다. 박쥐목 키티돼지코박쥐과의 포유류인 뒤영벌박쥐는 몸길이 29~33mm, 앞팔길이 22~26mm, 몸무게 1.7~2g인데요, 실제로 큰 뒤영벌만 한 크기로, 세계에서 가장 작은 포유류라고 할 수 있습니다. 몸 윗면은 적갈색 또는 회색이고 아랫면은 등 쪽보다 연한 빛깔이고, 귀는 비교적 크고 눈은 작으며, 코는 볼록하고 돼지코를 닮았다는 특징이 있습니다.
학문 / 생물·생명
24.09.12
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뿌리는 어떤 구조로 되어 있는 건가요?
안녕하세요. "뿌리"는 식물의 몸이 쓰러지지 않도록 지탱하고 땅 속의 물이나 무기염류를 흡수하여 식물이 시들지 않도록 하는 관다발식물의 영양기관을 말합니다. 뿌리의 횡단면을 보면 줄기나 잎과 마찬가지로 3개의 조직계를 가지고 있는데요, 즉 표피계의 표피, 기존조직계의 피층, 관다발조직계의 관다발로 되어있으며 대체로 관다발의 중심에는 속이 있습니다. 표피는 한 층으로 되어있고 뿌리 쪽 끝에는 표피세포가 변형된 뿌리털이 있어서 물과 무기양분을 흡수하며 뿌리털보다 위쪽에서 곁뿌리가 나오게 됩니다. 피층에는 카스파리선이 있어서 물이 다시 토양으로 빠져나가는 것을 방지하며 그 안쪽에 관다발이 존재합니다. 뿌리는 물관부와 체관부가 서로 고리모양으로 늘어서 있는 방사중심주로 되어있으며 물관부가 중심부까지 차지하지 않는 경우, 중심부를 속이라 합니다. 또한 물관부와 체관부사이에 고리모양의 형성층이 있어서 목본식물처럼 2차 생장하여 비대해지는데, 뿌리의 조직은 생장점의 활동으로 만들어지며 뿌리골무는 생장점을 싸서 외부로부터 보호하며, 생장점의 윗부분에는 세포의 신장이 활발한 신장대가 있습니다.
학문 / 생물·생명
24.09.12
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뿌리는 어떻게 물과 양분을 흡수하게 되는건가요?
안녕하세요. "뿌리"는 식물의 몸이 쓰러지지 않도록 지탱하고 땅 속의 물이나 무기염류를 흡수하여 식물이 시들지 않도록 하는 관다발식물의 영양기관을 말합니다. 뿌리의 미세한 뿌리털에 의해서 물과 물에 녹아있는 각종 무기염류가 식물체 내부로 흡수될 수 있는 원리는 '삼투현상'에 의한 것입니다. 뿌리털 내부에는 각종 양분이 존재하기 때문에 주변의 토양에 비해서 용질의 농도가 높은데요, 따라서 반투과성막으로 이루어진 뿌리털의 세포막을 통해 토양에 존재하던 물이 내부로 확산하게 되는 것입니다.
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24.09.12
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인간의 수명을 연장시킬 수 있는 방법이 있을까요?
안녕하세요. 인간의 수명을 연장시킬 수 있는 방법으로는 '텔로미어'의 길이 연장을 통해 가능해질 수 있을 것입니다. ‘텔로미어’는 DNA 집합체인 염색체 말단에 존재하는 단순 반복 서열을 일컫는데요, 세포 분열이 일어날 때 텔로미어는 분자적으로 가장 중요한 장소이며, 유전정보 전체를 보전하기 위해 텔로미어 길이를 유지하고 연장하는 것은 결국 생명의 시작과 끝을 결정짓는 출발점이 된다고 할 수 있습니다. 텔로미어는 단백질을 생산하는 데 필요한 정보가 없기 때문에 세포 분열 과정에서 중요한 DNA를 대신해 닳아 없어지는 역할을 맡는데요, 이로 인해 텔로미어의 길이는 세포가 얼마나 분열할 수 있는지를 결정하는 데 핵심적인 역할을 하며, 세포 분열의 타이머로 불립니다. 이때 일반적인 체세포의 경우에는 텔로미어 서열을 다시 연장시킬 수 있는 텔로머레이스라는 효소의 활성이 억제돼 있기 때문에 일정한 만큼의 분열을 하고 나면 더 이상 분열하지 않는 상태(세포 노화)에 도달하는데요, 세포 수준의 노화는 개체 전체의 노화에도 중대한 영향을 미칩니다. 따라서 이 텔로미어 서열을 연장할 수 있다면 노화를 극복하고 수명을 연장할 수 있을 것으로 보입니다.
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24.09.12
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외계 생명체는 어떤 형태를 가지고 있을까요??
안녕하세요. 외계 생명체가 어떤 형태를 가지고 있을지에 대한 질문은 현재로서는 과학적으로 확실한 답이 없는 주제입니다. 지금까지 외계 생명체의 존재가 확인되지 않았기 때문에, 우리가 흔히 알고 있는 "머리가 크고 키가 작은 외계인"의 이미지는 대부분 영화나 책, 대중문화에서 만들어진 상상에서 비롯된 것입니다. 외계 생명체의 형태는 그들이 존재하는 행성의 환경에 따라 크게 달라질 수 있을텐데요, 지구상의 생명체도 각각의 환경에 맞춰 진화해 왔듯이, 외계 생명체도 그들의 환경에 적응한 형태일 것입니다. 예를 들어, 지구에서의 생명체는 산소와 물을 필요로 하지만, 다른 행성에서는 메탄, 이산화탄소 등의 기체를 이용하거나 전혀 다른 형태의 에너지 순환 시스템을 가지고 있을 수도 있습니다. 머리가 크고 눈이 큰 작은 외계인의 이미지는 인간이 가진 상상력에 기초한, 지구 생명체의 특성을 바탕으로 만들어진 것입니다. 이는 우리가 인간을 기준으로 상상한 것이기 때문에, 실제 외계 생명체는 그와 완전히 다른 생물학적 구조를 가질 수 있을 것입니다. 예를 들어, 탄소 기반 생명체 외에도 규소 기반 생명체 같은 다른 화학적 구조를 가진 생명체가 있을 수 있다고 이론적으로 제기된 바 있습니다. 이러한 생명체는 지구 생명체와 전혀 다른 형태를 가질 수 있습니다.
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24.09.12
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식물의 물관과 체관은 어떻게 다른가요?
안녕하세요. '관다발'이란 식물체에 필요한 물과 양분의 이동통로로 뿌리, 줄기, 잎맥으로 연결되어 있는데요, 관다발은 종자식물과 양치식물에 있으며, 이들을 관다발식물이라고 부릅니다. 관다발에는 물관부, 체관부가 있으며 부피 생장하는 줄기나 뿌리에는 형성층이 있습니다. 체관은 잎에서 광합성에 의해 만든 양분이 이동하는 통로를 말하는 것이며, 물관은 뿌리에서 흡수한 물과 무기양분이 이동하는 통로를 말합니다. 물관부는 물관세포, 헛물관, 유세포 등으로 구성되어 있는데, 속씨식물은 물관세포가 세로로 연결된 물관을 가지고 있으며 때로는 헛물관이 더해져 있으며, 또한 겉씨식물과 양치식물은 대부분이 원시적인 물관인 헛물관을 가집니다. 체관부는 체관세포와 반세포, 체세포, 체관부유조직으로 구성되어 있으며, 겉씨식물과 양치식물은 체세포를 가지고 있으며 이곳에서 양분을 이동시키고, 또한 속씨식물은 체관세포와 측면에 있는 반세포와 함께 능동적으로 양분을 수송합니다.
학문 / 생물·생명
24.09.12
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