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사람마다 수면 시간이 다른 이유는 무엇인가요?
안녕하세요.사람에게 필요한 수면 시간이 개인마다 다른 것은 부분적으로는 유전자 때문이라는 연구 결과가 있는데요, 영국 스코틀랜드 에딘버러 대학과 독일 뮌헨 대학 연구팀이 유럽 전역에 걸친 1만명 이상을 대상으로 연구를 진행한 결과, ABCC9 유전자를 가진 사람들은 그렇지 않은 사람에 비해 매일 30분의 수면이 더 필요하다는 것을 밝혀냈습니다. ABCC9 유전자는 체내 세포의 에너지 수치를 감지하는 일에 관여하는 유전자로 유럽인의 약 5분의 1이 이 유전자를 보유하고 있는데요, 연구팀은 이탈리아, 네덜란드, 독일 등 유럽 전역 거주하는 참가자들의 휴일 수면 패턴과 그들의 DNA를 분석한 후, ABCC9이라 알려진 유전자 변형을 가진 사람들은 평균 수면 시간인 8시간 보다 더 많은 수면이 필요하다는 것을 발견했다고 합니다.
학문 / 생물·생명
24.09.12
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산딸나무의 열매는 먹을 수가 있나요?
안녕하세요. 산딸나무는 우리나라 중부 이남 어디서나 비교적 잘 자라는 나무이며, 낙엽 활엽수로서 표고 300~500ｍ 지역에 많이 분포하고 수고 12m, 직경이 50cm까지 크는 나무입니다. 또한 산딸나무의 열매는 식용이 가능합니다. 산딸나무는 가을에 새빨간 딸기 모양의 열매가 맺히는데요, 산딸나무라고 이름 지은 것도 산딸기 모양의 열매 때문인데 그 맛이 감미로워서 새들의 좋은 먹잇감이 되고 있습니다. 새들이 따먹은 산딸나무 열매는 과육은 소화되고 딱딱한 종피가 위액의 산에 의해 자동으로 연화 처리됨으로써 자손을 퍼뜨리는데 새를 포함한 동물들이 도움을 주게 됩니다. 또한 산딸나무 열매에는 비타민 C, 항산화 성분이 풍부하게 함유되어 있어 면역력을 강화하는 데 도움이 되며, 항염증 효과가 있는 안토시아닌도 함유되어 있다고 합니다. 주로 담금주를 만들어 마시는 것으로 알려져 있습니다.
학문 / 생물·생명
24.09.12
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고산지대에 살고 있는 사람들은 우리와 어떤 차이점이 있나요 ?
안녕하세요. 일반 사람들은 보통 해발 2000m 이상 올라가 장시간 머물면 산소가 부족해져 호흡이 가빠지고 두통이나 어지러움, 탈진 등이 일어나며 심각할 경우 저산소증에 빠질 수 있습니다. 하지만 페루 안데스산맥에서 해발 4338m 고지대에 살고 있는 케추아족은 고산지대에서 태어나 평생을 살아도 저산소증이 나타나지 않는다고 합니다. 미국 캘리포니아 로스앤젤레스대(UCLA), 시러큐스대, 미시간대 연구팀은 고산지대에 사는 케추아족에게서 EGLN1 유전자가 공통적으로 많이 발현되는 사실을 알아내고 이를 검출할 마커 5가지를 함께 발굴했다고 합니다. 케추아족은 이미 수천 년 전부터 해발 3000m 이상 고지대에서 대대손손 살아왔는데요, 연구팀은 케추아족 429명과, 미국 저지대에 살고 있는 94명의 유전정보를 분석해 비교했보았습니다. 그 결과 고지대에 살고 있는 사람들이 공통적으로 EGLN1 유전자 발현 정도가 훨씬 크다는 사실을 알아냈는데, 이 유전자는 세포에 산소가 부족할 때 일어나는 저산소증을 제어하는 단백질을 만들게 됩니다. 즉 오랜 시간에 걸쳐 케추아족이 저산소 환경에 적응하기 위해 EGLN1 유전자가 크게 발현하도록 진화해왔다고 볼 수 있습니다.
학문 / 생물·생명
24.09.12
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친자 확인을 위한 유전자 검사 원리가 궁금합니다.
안녕하세요. 친자 확인을 할 때에는 보통 머리카락(모근)이나 구강 상피세포를 이용하여 검사합니다. 친자검사는 부모와 자녀의 DNA를 대조해서 알아내는데요, DNA는 우리의 유전 정보를 담고 있는 단위를 말합니다. 이때 우리 몸의 세포들은 DNA에 있는 세포 설계 정보를 바탕으로 세포를 만드는데요, 따라서 부모님으로부터 받은 DNA에 있는 정보로 자녀의 세포를 만드는 셈입니다. 즉 만들어진 모든 세포들은 그 안에 DNA를 가지고 있기 때문에 부모와 자녀의 세포 안에는 동일한 DNA가 있을 수 있는 것이며, 정확히는 동일한 DNA는 아니고 부모와 자녀의 DNA 모두에서 완전 동일한 부분이 일부 있습니다. 친자확인의 경우는 이 DNA 전체를 검사하지 않고 전승되는 동일 DNA에서 반복되는 고유 패턴인 STR(Short Tendem Repeat)만을 비교함으로써 이뤄지는데요, STR이 부모와 자녀 모두에서 완전 동일한 부분입니다. 인체를 구성하는 모든 세포는 DNA를 가지고 있는데요, 친자검사에 사용할 수 있는 세포는 구강상피세포, 모근세포, 혈구세포 등입니다. 드라마에서 칫솔과 머리카락으로 검사할 수 있었던 이유가 칫솔에 잔존하는 구강상피세포와 머리카락의 모근세포를 분석해 각자의 DNA 속에 일치하는 STR이 있는지 확인하면 되기 때문입니다. 이 외에도 혈액, 타액, 손톱과 발톱, 유골, 정액 등의 체액을 이용해 친자검사가 가능합니다.
학문 / 생물·생명
24.09.12
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손발톱 머리카락은 사람이 태어나서.
안녕하세요. 손발톱과 머리카락이 사람의 평생 동안 계속 자라는 이유는 이들이 죽은 세포로 이루어진 조직이기 때문인데요, 이 과정은 특정 세포가 지속적으로 분열하고 새로운 세포를 만들어 내는 방식으로 이루어집니다. 모발은 모낭이라고 불리는 구조에서 자라나는데, 모낭은 피부 속에 위치하며, 그 안에 있는 모구 세포가 지속적으로 세포 분열을 통해 새로운 모발 세포를 생성합니다. 새로운 모발 세포는 점차적으로 각질화되어 단단해지고, 모낭을 통해 피부 밖으로 밀려 나와 우리가 볼 수 있는 머리카락으로 나타납니다. 머리카락은 이미 죽은 세포로 이루어져 있기 때문에 아프지 않지만, 모낭 속에서는 여전히 세포가 분열하고 머리카락을 성장시킵니다. 모발의 성장은 나이에 따라 느려지기도 하지만, 사람이 죽을 때까지 계속 자라나는 이유는 모낭이 지속적으로 활성 상태를 유지하기 때문입니다. 다음으로 손톱과 발톱은 손톱뿌리라고 불리는 부분에서 자라납니다. 손톱뿌리도 머리카락과 마찬가지로 세포 분열이 활발히 일어나는 부위입니다. 이 세포들은 새로운 손톱 세포를 만들어 내고, 각질화되어 손톱으로 발전하게 됩니다. 새로운 손톱 세포가 만들어지면서 기존의 손톱을 밀어내는 방식으로 손톱이 자라게 됩니다. 손톱이나 발톱 역시 죽은 세포로 구성되어 있기 때문에 자라나는 과정에서 통증을 느끼지 않습니다. 즉, 손톱은 손톱 뿌리 부분에 있는 모체 세포가 죽어 각질이 된 후 밖으로 밀려 나가면서 형성되는데, 모체세포는 큰 이상이 없으면 살아 있는 동안 계속 생성되기 때문에 계속 자라는 것입니다.
학문 / 생물·생명
24.09.12
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공룡알 둥지로 공룡의 이름을 알 수 있는 방법은 무엇인지요?
안녕하세요. 공룡알 둥지를 통해 어떤 공룡류의 알인지를 추정하거나 확인하는 방법에는 여러 가지 과학적 기술과 분석 방법이 사용됩니다. 우선 공룡알은 공룡의 종류에 따라 크기와 형태가 다르다고 하는데요, 알의 크기, 모양, 알껍질의 두께와 표면장식, 숨구멍의 패턴 등에 따라 공룡의 종류를 구분할 수 있다고 합니다. 예를 들어, 테리지노사우루스류와 같은 특정 종류의 공룡은 특정한 모양과 크기의 알을 낳았을 가능성이 큽니다. 공룡알의 껍데기는 매우 특징적인 미세 구조를 가지고 있습니다. 껍데기의 두께, 미세한 구조적 패턴, 그리고 껍데기에 있는 미세한 구멍(기공)의 배치는 각 공룡 그룹마다 다르게 나타납니다. 이러한 껍데기의 미세한 차이를 현미경으로 분석하여, 특정 공룡 그룹과 연결시킬 수 있습니다. 이외에 공룡 알이 배치된 방식(예: 둥지 안에 일정한 패턴으로 놓였는지, 여러 층으로 쌓였는지 등)과 둥지의 구조는 특정 공룡 그룹의 번식 습성과 관련이 있을 수 있습니다. 또한 공룡알이 발견된 지층의 나이와 그 지층에서 함께 발견된 공룡 화석의 종류도 중요한 단서가 됩니다. 특정 지층에서 특정 공룡류의 화석이 다수 발견되었다면, 해당 공룡이 그 지역에서 살았을 가능성이 높습니다.
학문 / 생물·생명
24.09.12
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술을 먹고 자는 사람에게 모기가 몰리는 이유는 무엇인가요?
안녕하세요.술을 마신 후에 모기에 물릴 확률이 더 높아지는 이유에 대해서 다음과 같이 설명드릴 수 있습니다. 우선 일반적으로 모기는 냄새를 맡고 흡혈할 대상을 찾아내는데요, 모기는 사람과 멀리 떨어져 있어도 숨을 내쉴 때 나오는 이산화탄소나 땀에서 나는 특정 냄새를 맡을 수 있습니다. 이때 20m 떨어져 있는 사람의 땀 냄새도 맡을 수 있는 것으로 알려져 있습니다. 모기가 사람을 찾는 원리는 땀에는 우리 몸에서 분비되는 대사 부산물인 젖산이나 아미노산 등이 들어있어 냄새가 나는데 이를 모기가 맡고 찾아가는 것입니다. 특히 술을 마신 경우에는 간에서 대사된 알코올 분해물질이 땀에 추가로 섞여 모기를 더 잘 유인하는 요인으로 작용한다고 합니다.
학문 / 생물·생명
24.09.12
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모기는 날개를 1초에 몇번이나 움직이나요?
안녕하세요. 모기는 보통의 새나 다른 날벌레와는 달리 가늘고 긴 구조의 날개를 가지고 있는데요, 비행에 효율적이지 않을 것 같은 길고 가는 날개를 지녔으면서도 작은 진폭으로 1초에 800번 넘게 퍼덕이는 매우 빠른 날갯짓이 특징입니다. 이처럼 초당 날갯짓을 하는 속도가 매우 빠르기 때문에 앵앵 소리를 내며 나는 모기의 비행 특징이며, 다른 새나 곤충의 날갯짓에서는 좀처럼 찾아보기 힘든 모기만의 비행술이라고 할 수 있습니다. 또한 초고속 사진 촬영과 컴퓨터 시뮬레이션 연구에서 이런 모기의 비행술은 이전까지 알려지지 않았던 새로운 공기역학 메커니즘을 활용하고 있는 것으로 나타났는데요, 모기는 날개 내려치기와 올려치기를 할 때마다 날개를 앞쪽으로, 뒤쪽으로 회전함으로써 날개 주변에 생성되는 공기역학적 양력 효과의 소실을 줄이면서 매우 효율적으로 활용한다고 합니다.
학문 / 생물·생명
24.09.12
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동물들이 꿈을 꾸는 이유는 무엇인가요?
안녕하세요.꿈은 수면이 진행되면서 중추신경 내부의 흥분성이 저하되고 뇌의 여러 영역에서 생기는 흥분들이 유기적으로 전달되지 못해 결과적으로 뇌의 통일화된 활동상태가 해체되는 해리상태에서 일어나는 생리적인 현상입니다. 다양한 과학자들이 거미와 도마뱀, 갑오징어, 제브라피쉬 등 다양한 동물에서 렘수면 상태와 비슷한 현상을 발견하고 있는데요, 그리고 이러한 연구 결과가 누적되면서, 일각에선 한때 인간만의 특징이라 생각했던 꿈이 생각보다 훨씬 더 다양한 생물종에서 일어나는 것이라는 것이라고 생각하게 되었습니다. 렘수면의 일반적인 특징은 빠른 안구 운동인데요, 하지만 골격근의 일시적 마비, 주기적인 신체 경련, 뇌 활동과 호흡 증가, 심박수 증가 등 다른 현상이 나타나기도 합니다. 1953년 잠자는 영아에서 처음 관찰된 렘수면은 이후 고양이와 생쥐, 말, 양, 주머니쥐, 아르마딜로와 같은 다른 포유류에서도 포착되었습니다. 렘수면 중 두뇌에서 일어나는 일, 적어도 인간 두뇌에서 벌어지는 일은 과학적으로 많이 연구된 상태인데요, '얕은 수면'이라고도 불리는 비렘수면 동안에는 뇌 활동이 동기화됩니다. 특히 뇌의 피질에서 뉴런이 동시에 발화했다가 잦아들며 '서파'라고 알려진 활동이 늘어나며, 렘수면 상태의 두뇌에는 깨어 있을 때와 비슷한 전기적 활동이 폭발적으로 나타나게 됩니다.
학문 / 생물·생명
24.09.12
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중1 생물의 다양성 단원 도와주세요!
안녕하세요. 생물을 분류하는 체계 중 5계 분류는 크게 원핵생물계, 원생생물계, 동물계, 식물계, 균계로 나뉘어집니다. 이때 원핵생물계는 한 개의 원핵세포로 이루어진 생명체로서 세포핵을 가지고 있지 않으며 미토콘드리아나 엽록체, 리소좀, 액포 등의 막성 세포소기관을 갖지 않는 생명체입니다. 이에 속하는 대표적인 생물로는 세균(bacteria)이 있습니다. 다음으로 원생생물계, 동물계, 식물계, 균계에 속하는 생명체는 모두 진핵생물입니다. 진핵생물이란 원핵생물과는 달리 세포핵과 막성세포소기관을 갖고 있는 생명체를 말합니다. 원생생물은 현재 분류학적으로 단계통군을 이루지 않으므로 동물, 식물, 균류를 제외한 모든 진핵생물을 지칭하는 용어이며 원생생물계에는 아메바와 짚신벌레가 속합니다. 다음으로 동물계는 인간이 속하며, 식물계에는 다양한 목본류와 초본류가 속하고, 균계에는 곰팡이, 효모 등이 속합니다.
학문 / 생물·생명
24.09.12
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