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정자형성 과정 중 정원세포 제1정모세포에 관해
안녕하세요. 정원세포는 동물들의 정소(testes)에 있는 생식세포(germ cell)로서 이른바 유사분열(mitosis)을 통해 자가재생을 하는 한편 감수분열(meiosis)을 통해 정자를 생산하는 일종의 줄기세포(stem cell)입니다. 제1 정모세포는 수컷의 생식 세포를 만드는 정자 형성 과정(spermatogenesis)에서 줄기세포인 정원세포(spermatogonium)로부터 유사 분열(mitosis)을 통해 분화한 정모세포의 한 종류이다. 정자를 생성하는 감수 분열(meiosis)이 시작되는 단계에 해당합니다. 정원세포는 정자 발생 과정의 가장 초기 단계로, 2n(이배체) 상태로 존재합니다. 이는 정원세포가 인간의 경우 46개의 염색체(23쌍)를 가진다는 것을 의미합니다. 이때 정원세포가 유사분열을 통해 성장하여 제1정모세포가 됩니다. 이 단계에서도 세포는 2n 상태를 유지하지만, 감수분열 I이 시작되기 직전에 DNA 복제가 일어나므로 DNA 상대량은 4n으로 증가합니다. 이는 염색체는 여전히 46개지만, 각 염색체가 두 개의 염색분체(복제된 DNA)를 포함하고 있음을 의미합니다.
학문 / 생물·생명
24.08.29
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조금만 자도 회복되는 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 짧은 낮잠은 우리가 하루를 시작하는 데 필요한 각성과 에너지를 회복하는데 큰 도움을 준다고 합니다. 런던에 위치한 '슬립 스쿨'(The Sleep School)의 공동 설립자이자 수면 생리학 전문가인 가이 메도우스는 "짧은 낮잠의 주된 이점은 우리가 잠에서 깬 후에 신체에서 일어나는 생리학적 효과를 상쇄한다는 것"이라고 말한 바 있습니다. 우리가 잠에서 깨어나는 순간부터, 뇌의 신진대사 부산물인 아데노신이 증가하기 시작하는데요, 오래 깨어 있을수록 뇌에 더 많은 아데노신이 축적돼 졸음이 증가하게 됩니다. 우리의 신체는 낮잠을 자는 동안 아데노신을 줄이고, 체내에서 아데노신의 소량을 대사하는데, 이는 에너지 수준을 증가시키고 우리가 더 맑은 정신으로 깨어있는 느낌을 갖게 하게 됩니다. 이는 기분을 개선하고 자극에 더 빨리 반응하고, 실수할 가능성을 줄이는 건 물론, 오후에 해야 할 일에 더 집중하고 주의를 기울이는 데 도움이 될 수 있습니다.
학문 / 생물·생명
24.08.29
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모기는 소리를 들을 수 있나요? 아니면 움직임으로 반응하는 건가요?
안녕하세요. 네, 우선 모기도 소리를 들을 수 있습니다. 포유류와는 달리 모기엔 고막이 없어서 장거리 청력이 좋지 않다는 게 지금까지의 학설이었습니다. 하지만 모기는 고막 대신에 길고 가는 더듬이에 미세한 털들이 수북하게 나 있는데요, 미국 코넬대 연구진이 이집트숲모기를 대상으로 실험한 결과, 일부 파장대에서는 모기의 청력이 사람보다도 더 좋은 것으로 밝혀졌습니다. 더듬이에 난 수많은 털이 진동하며 특정 파장의 소리를 선택적으로 전달하는 것입니다. 특히 모기는 사람의 목소리 영역의 일부인 150~500 헤르츠의 소리에 민감하며, 또한 크기가 30데시벨 이상이면 10미터 밖에서도 들을 수 있는 것으로 나타났다고 합니다. 또한 모기 주둥이의 빨대 안에 동물의 혈관 속에 있는 냄새 성분을 감지하는 후각수용체를 가지고 있으며, 이를 이용해 혈관을 찾아 피를 빨아들이게 됩니다.
학문 / 생물·생명
24.08.29
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인간의 머리(뇌)는 어떤원리로 작동하나요?
안녕하세요. 인간의 뇌는 신경 세포(뉴런)와 신경 회로의 복잡한 네트워크를 통해 다양한 기능을 수행하며, 이는 기억, 판단, 감정, 감각 처리 등 모든 정신적 과정의 기초가 됩니다. 뇌는 약 860억 개의 뉴런으로 구성되어 있는데요, 뉴런은 신호를 전달하는 기본 단위로, 전기적 신호와 화학적 신호를 통해 서로 소통합니다. 뉴런과 뉴런 사이의 연결 지점을 시냅스라고 하며, 이곳에서 화학적 신호(신경전달물질)가 전달됩니다. 시냅스의 강도와 연결 패턴이 뇌의 기능에 중요한 역할을 합니다. 또한 뉴런들이 서로 연결되어 다양한 신경 회로를 형성하며, 이러한 회로는 특정 기능(예: 시각, 운동, 감정 조절 등)을 담당합니다. 대뇌피질은 뇌의 가장 바깥층으로, 고차원적 인지 기능(언어, 추리, 계획, 문제 해결 등)을 담당하며, 기억은 뉴런 간의 시냅스 연결이 강화되면서 형성됩니다. 새로운 경험이나 학습은 시냅스 가소성을 유발하여 특정 신경 회로를 강화하거나 새로운 회로를 형성합니다. 일시적으로 정보를 유지하는 기억으로, 전두엽과 해마가 주로 관여하며, 장기 기억은 단기 기억이 반복적이거나 의미 있는 경험을 통해 강화되어 저장됩니다. 이러한 기억은 대뇌피질의 다양한 영역에 분산되어 저장됩니다.
학문 / 생물·생명
24.08.29
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식물은 산소배출을 어떤식으로 하는지 궁금하여 질문드립니다 어떻게 산소를 생성하여 공기중으로 분포할까요?
안녕하세요. 식물은 '광합성'의 부산물로 발생한 산소를 잎의 주로 하면에 존재하는 기공을 통해 대기 중으로 방출합니다. 이때 '광합성'이란 식물잎의 기공을 통해 유입된 이산화탄소와 뿌리로부터 흡수한 물을 태양의 빛에너지를 이용하여 포도당으로 합성하는 과정을 말하며, 이는 식물이 동물과 달리 이동하면서 양분을 얻을 수 없기 때문에 스스로 양분을 합성하는 기작입니다. 이 과정의 부산물로 산소가 발생하며, 이를 다시 잎의 기공을 통해 대기중으로 방출하게 됩니다. 또한 산소 방출은 식물만이 할 수 있는 것은 아닙니다. 바다에 서식하는 식물성 플랑크톤은 스스로 움직이지 못하거나 운동 능력이 있더라도 아주 약해서 물 속에 떠다니는 작은 생명체 중에서 주로 동물성 플랑크톤의 먹잇감이 되는 생명체를 말하는데요, 이들 역시 광합성을 수행할 수 있으며, 그 부산물로 산소가 발생하게 됩니다.
학문 / 생물·생명
24.08.29
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게의 집게손이 잘리먄 다시 자라는게 맞나요?
안녕하세요. 게의 집게손은 잘리거나 손실될 경우 다시 자라날 수 있는 재생 능력을 가지고 있습니다. 이 과정은 "재생(regeneration)"이라고 불리며, 도마뱀의 꼬리와 유사하게 손실된 부위가 시간이 지나면서 점차 재생됩니다. 그러나 재생된 집게손이 원래 크기와 기능을 완전히 회복하는지는 상황에 따라 다릅니다. 집게손이 손실되면, 게의 몸은 상처 부위를 막고 새로운 조직이 형성되기 시작합니다. 이 과정은 주로 탈피 주기와 연관이 있습니다. 게는 성장하면서 주기적으로 탈피를 하며, 이 과정에서 손실된 집게손이 점차 자라나게 됩니다. 처음 몇 번의 탈피 후에는 작은 크기의 집게손이 나타나며, 시간이 지나면서 탈피를 반복할수록 점점 더 커집니다. 탈피를 여러 번 반복한 후에 집게손은 원래 크기와 매우 비슷하게 자랄 수 있습니다. 그러나 일반적으로 재생된 집게손은 원래 집게손보다 약간 작거나 약할 수 있습니다. 또한 대부분의 게 종류는 집게손을 재생할 수 있는 능력을 가지고 있습니다. 이는 게가 포식자에게 잡히거나 싸움에서 다쳤을 때 생존할 수 있는 중요한 적응 전략입니다. 하지만 모든 게가 동일한 속도로, 동일한 크기로 재생되는 것은 아닙니다. 종에 따라, 그리고 개체의 나이나 건강 상태에 따라 재생 속도와 결과가 다를 수 있습니다.
학문 / 생물·생명
24.08.29
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우리가 평소 쓰는 머리끈도 세균이나 곰팡이가 있겠죠?
안녕하세요. 네, 우리가 평소 사용하는 머리끈에도 세균이나 곰팡이가 있을 가능성이 있습니다. 머리끈은 머리카락과 직접 접촉하기 때문에 피부에서 나오는 땀, 기름, 각질 등 다양한 오염물질이 묻을 수 있습니다. 또한, 머리끈이 습기 가득한 환경에 오래 방치될 경우, 세균이나 곰팡이가 번식하기 좋은 환경이 되어 그 수가 증가할 수 있습니다. 습한 환경은 곰팡이와 세균이 번식하기 좋은 조건을 제공하는데요, 욕실처럼 습도가 높은 장소에 머리끈을 보관하면 세균과 곰팡이의 성장이 촉진될 수 있습니다. 머리끈은 일상적으로 사용하는 물건이기 때문에 탐구 주제로 선정하면 실생활과 직접적인 관련이 있어 흥미로운 연구가 될 수 있습니다. 또한 머리끈에서 세균이나 곰팡이를 배양하고 관찰하는 실험은 비교적 간단하고, 미생물 배양에 대한 기초적인 지식을 쌓는 데 유용할 듯 합니다. 머리끈을 다른 환경(예: 습기 있는 욕실, 건조한 곳 등)에 두고 미생물의 성장을 비교할 수 있으며, 이를 통해 환경 조건이 미생물 성장에 미치는 영향을 연구할 수 있습니다.
학문 / 생물·생명
24.08.29
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소나무와 리기다소나무의 형태학적 차이점은?
안녕하세요. '소나무'는 겉씨식물 구과목 소나무과의 상록침엽 교목을 말하며, 솔·솔나무·소오리나무라고도 합니다. 특징으로는 줄기는 높이 35m, 지름 1.8m 정도이며 수피는 붉은빛을 띤 갈색이나 밑부분은 검은 갈색입니다. 바늘잎은 2개씩 뭉쳐나고 길이 8∼9cm, 너비 1.5mm이며, 2년이 지나면 밑부분의 바늘잎이 떨어집니다. 꽃은 5월에 피고 수꽃은 새가지의 밑부분에 달리며 노란색으로 길이 1cm의 타원형이며, 암꽃은 새가지의 끝부분에 달리며 자주색이고 길이 6mm의 달걀 모양입니다. 열매는 달걀 모양으로 길이 4.5cm, 지름 3cm이며 열매조각은 70∼100개이고 다음해 9∼10월에 노란빛을 띤 갈색으로 익으며, 종자는 길이 5∼6mm, 너비 3mm의 타원형으로 검은 갈색이며 날개는 연한 갈색 바탕에 검은 갈색 줄이 있습니다. '리기다소나무' 역시 겉씨식물 구과목 소나무과의 상록교목이며, 삼엽송·미국삼엽송·세잎소나무라고도 합니다. 북아메리카 북부 동부 연안이 원산이며, 원산지에서는 높이 약 25m, 지름 약 1m에 이릅니다. 가지가 넓게 퍼지고 싹 트는 힘이 강하여 원줄기에서도 짧은가지가 나와 잎이 달리므로 다른 소나무류와 쉽게 구분되며, 또한 일반 소나무와는 달리 잎은 바늘 모양으로 3개씩 모여 나기로 달리고 비틀어지며 길이가 7∼14cm이며 잔 톱니가 있습니다.
학문 / 생물·생명
24.08.29
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뇌는 실제로 20살이 될때까지 계속 자라나요 ?
안녕하세요. 청소년기는 급격한 신체발달과 함께 자아정체성을 만들어가는 매우 중요한 시기인데요, 이 시기에 성인기 건강에 영향을 미치는 생활습관이 형성됩니다. 또한, 자아효능감을 형성해 나가면서 주변 환경에 민감하게 반응하게 됩니다. 청소년기의 흡연시작 역시 환경요인에 영향을 받는 과정 중 확립되지 않은 자아 속에서 이루어지는 행위입니다. 따라서 청소년기의 흡연은 신종담배, 음주 및 약물 등을 사용할 수 있는 관문 역할을 할 수 있으므로 주의가 필요하고 규제를 받는 것입니다. 사람의 뇌는 태어나서부터 성인이 될 때까지 계속해서 발달하지만, 그 발달 과정은 시기마다 다릅니다. 뇌의 크기와 구조는 생애 초기에서 청소년기까지 급격히 변화하며, 성인이 되기까지 여러 면에서 발전이 이어집니다. 그러나 "성장"의 의미가 단순한 크기 증가를 넘어 기능적 발달과 신경 회로의 재구성을 포함한다는 점에서, 뇌의 성장 과정은 성인이 되어서도 계속 진행됩니다. 이는 뇌의 가소성 때문인데요, 인간의 뇌는 고정돼 있지 않고 지식이나 경험이 쌓이면서 변화하게 됩니다. 즉 뇌를 구성하는 신경세포인 뉴런과 또 다른 뉴런 사이의 틈인 시냅스가 강화되기도 하고, 약해지기도 하면서 뇌는 계속해서 변화 및 성장하게 됩니다.
학문 / 생물·생명
24.08.28
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종속과목강문계는 어떤 기준으로 나누는건가요
안녕하세요. 생물 분류 체계에서 "종속과목강문계역"는 생물학적 유연관계를 바탕으로 생물을 분류하는 데 사용되는 주요 단계들입니다. 이 분류는 생물들의 공통 조상과 진화적 관계를 바탕으로 이루어지며, 각 단계는 특정한 기준에 따라 나뉩니다. 가장 기본이 되는 '종'은 종은 생물 분류의 가장 기본적인 단위로, 유사한 특성을 가진 개체군으로 정의됩니다. 같은 종에 속하는 개체들은 자연 상태에서 교배하여 생식 가능한 후손을 생산할 수 있습니다. 상위 개념으로 속은 여러 유사한 종을 포함하는 분류 단위입니다. 같은 속에 속하는 종들은 공통의 특징과 진화적 유사성을 공유하지만, 서로 교배해도 생식 가능한 후손을 낳지 못하는 경우가 많습니다. 마지막으로 역은 크게 진정세균, 고세균, 진핵생물의 3영역으로 분류됩니다.
학문 / 생물·생명
24.08.28
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