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초식동물들이 육식을 하게 되는 경우가 있나요?
안녕하세요. 네, 질문해주신 것처럼 초식동물이라고 해서 평생 풀만 먹는 것은 아니고, 특정한 상황에서는 육식을 하는 경우가 실제로 관찰되는데요, 다만 이것은 본래의 주요 식성이 변하는 것이 아니라 예외적이고 부가적인 행동으로 보는 것이 맞습니다. 우선 초식동물은 식물에서 주로 탄수화물과 섬유질을 얻지만, 단백질이나 철, 칼슘, 나트륨 등의 특정 미네랄이 부족할 수 있는데요, 이럴 때 가끔 작은 동물, 곤충, 혹은 동물의 사체를 섭취하는 경우가 보고됩니다. 예를 들어 사슴이나 소 같은 동물이 새나 토끼 사체를 뜯어먹는 모습이 관찰되기도 합니다.또는 풀을 뜯어먹다가 곤충이나 작은 동물이 함께 들어오는 경우가 있을 텐데요, 이럴 때는 의도적인 육식이라기보다는 섭취 과정에서 발생하는 우발적인 경우입니다. 물론 먹이가 극도로 부족한 시기, 특히 겨울철이나 가뭄 시기에는 초식동물이 평소에는 먹지 않던 동물성 먹이를 섭취하기도 합니다. 따라서 초식동물들은 기본적으로 소화기관 구조와 대사 시스템이 식물 섭취에 특화되어 있기 때문에 육식이 일상적이지는 않지만, 영양학적 보충이나 환경적 제약 때문에 예외적으로 육식을 하는 사례가 가끔 있다고 보시면 되겠습니다. 감사합니다.
학문 / 생물·생명
25.09.24
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메뚜기나 여치 같은 곤충도 색이 변하나요?
안녕하세요. 네, 질문해주신 것과 같이 계절에 따라서 여치나 메뚜기의 색이 다른 것을 볼 수 있는데요, 메뚜기나 여치 같은 곤충에서 색깔 차이가 보이는 것은 색이 변한다기 보다는 종의 차이라고 보시면 되겠습니다. 여치나 메뚜기에는 여러 종류가 있는데 어떤 종은 초록색을 띠고, 어떤 종은 갈색이나 베이지색을 띱니다. 그래서 여름에 주로 보이는 초록색 개체와 가을에 더 자주 보이는 갈색 개체가 서로 다른 종일 수도 있습니다.또한 동일한 종이라고 하더라도 그 안에서의 개체 변이가 나타난 경우일 수도 있는데요, 메뚜기나 여치 일부는 환경 조건에 따라 몸 색깔이 달라질 수 있는데요, 예를 들어 초록색 풀밭에서 자란 개체는 보호색으로 초록색을 띠는 경우가 많고, 낙엽이 많아지는 계절이나 갈색 배경에서 자란 개체는 갈색 계통으로 발달하기도 합니다. 이를 환경에 따른 표현형 가변성이라고 부릅니다. 따라서 가을에 보이는 연한 갈색 메뚜기나 여치가 꼭 다른 종이라고 단정할 수는 없으며, 같은 종이라도 주변 환경에 따라 색이 변한 것일 가능성도 있으며, 실제로 메뚜기과 곤충에는 계절이나 서식지 배경에 따라 녹색형과 갈색형이 공존하는 경우가 흔합니다. 감사합니다.
학문 / 생물·생명
25.09.24
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고양잇과 동물들은 새끼들이 자라면 전부 독립시키는 성향이 있나요?
안녕하세요. 질문해주신 것과 같이 고양잇과 동물들은 대부분 자립적인 생활을 하는 포식자이기 때문에, 새끼가 충분히 성장하면 어미로부터 독립하는 경향이 공통적으로 나타나는데요 하지만 그 과정과 시기는 종에 따라, 그리고 생활 방식에 따라 차이가 있긴 합니다. 우선 대부분의 고양잇과는 단독 생활을 하며, 사냥과 영역 방어를 혼자 수행하는데요, 따라서 새끼가 성장하면 같은 영역에서 계속 함께 지내는 것이 생존에 불리하기 때문에 자연스럽게 독립이 이루어집니다. 이때 어미는 새끼에게 일정 기간 사냥법과 생존 기술을 가르친 뒤, 새끼가 자립할 수 있을 정도가 되면 독립을 유도합니다. 말씀해주신 것과 같이 재규어, 표범, 퓨마 등 단독 생활 종은 새끼는 보통 1.5~2년 정도 어미와 함께 지내며 사냥 기술을 배우고, 이후 어미의 영역을 떠나 독립합니다. 반면에 사자는 예외적으로 무리를 이루는 사회적 고양잇과 동물이라, 암컷 새끼는 무리에 남을 수 있고, 수컷 새끼는 2~3살 무렵 무리에서 쫓겨나 독립 그룹을 형성하거나 다른 무리에 합류합니다.대부분의 경우에 고양잇과 동물에서 독립이 중요한 이유는 고양잇과 동물은 사냥 영역이 겹치면 먹이 경쟁이 심해지므로, 부모와 새끼가 같은 영역에 오래 머무는 것은 불리하기 때문입니다. 또한 고양잇과는 무리 사냥을 하는 종인 사자를 제외하면 협동 사냥이 거의 없기 때문에, 각자가 독립된 사냥꾼으로서 살아가는 것이 필수적입니다. 감사합니다.
학문 / 생물·생명
25.09.24
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경찰견으로 선택되는 개들은 품종이 정해져있나요?
안녕하세요. 네, 질문해주신 것처럼 경찰견으로 활동하는 개들은 실제로 몇몇 품종이 주로 선택되는데요, 이는 단순히 똑똑한 지능 때문이라기보다는 체력, 후각 능력, 복종성, 사회성, 훈련 적응성 등 여러 특성이 복합적으로 고려됩니다. 주로 사용되는 경찰견 품종으로는 '저먼 셰퍼드'가 있는데요, 가장 대표적인 경찰견으로, 지능이 높고 복종성이 뛰어나며 체력과 순발력이 좋아 순찰, 마약 탐지, 범인 추적, 경호 등 다양한 분야에 활용되고 있습니다. 이외에도 '벨지안 말리누아'가 있는데요, 최근에는 셰퍼드보다 더 많이 쓰이기도 합니다. 민첩하고 체력이 강하며, 집중력과 후각 능력이 뛰어나 폭발물 탐지, 특수작전에 자주 동원됩니다. 이때 경찰견은 단순히 영리하다고 되는 것이 아니라, 선천적으로 경찰 업무에 필요한 능력을 갖춘 품종이 더 유리한데요 예를 들어, 사냥 본능이 강한 품종은 추적이나 탐지 훈련에 잘 적응하고, 방어·경호 본능이 있는 품종은 범인 제압 임무에 적합합니다. 즉, 품종은 유전적으로 물려받은 기질, 체력, 감각 능력을 결정하기 때문에 매우 중요한 기준이 된다고 보시면 되겠습니다. 감사합니다.
학문 / 생물·생명
25.09.24
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커피를 마시면 잠이 오지 않는다고 하는데 왜 사람마다 차이가 나는건가요??
안녕하세요. 질문해주신 것과 같이 커피를 마시면 잠이 잘 안 오는 이유는 카페인이 중추신경계 각성제로 작용하기 때문인데요, 하지만 사람마다 효과가 다르게 나타나는 것은 유전적 차이, 대사 속도, 내성 형성 정도, 생활 습관 등이 다르기 때문입니다. 우선 우리 뇌에는 피로를 느끼게 하는 아데노신이라는 신경전달물질이 있는데, 이 아데노신이 뇌의 수용체에 결합하면 졸음을 유발하게 되며, 카페인은 이 아데노신 수용체에 경쟁적으로 결합해 신호를 차단합니다. 따라서 졸음이 억제되고 각성이 유지됩니다. 하지만 사람마다 카페인에 대한 반응이 다른 이유는 CYP1A2 유전자 차이 때문입니다. 카페인은 간에서 CYP1A2 효소에 의해 대사되는데요, 어떤 사람은 이 효소가 활발해 카페인을 빨리 분해하고, 어떤 사람은 분해 속도가 느리기 때문에 따라서 같은 양을 마셔도 빠른 대사자는 효과가 약하고, 느린 대사자는 오래 각성 효과를 느끼게 되는 것입니다. 또한 뇌의 아데노신 수용체 구조에도 개인차가 있어, 카페인이 얼마나 강하게 작용할지가 달라지며 이 때문에 어떤 사람은 커피 한 잔에도 잠을 못 자고, 어떤 사람은 밤에 커피를 마셔도 잘 잡니다. 게다가 이러한 유전적인 요인 이외에도 카페인을 자주 섭취하면, 뇌는 아데노신 수용체 수를 늘려서 카페인의 효과를 줄이는데요 따라서 커피를 자주 마시는 사람은 점점 각성 효과를 덜 느끼고, 심지어 커피를 마셔야 평소 상태가 되는 경우도 있는 것입니다. 감사합니다.
학문 / 생물·생명
25.09.24
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참개구리는 왜 평지대에 고인 물 뿐만 아니라 흐르는 개울이나 깊은 강 높은 산에서도 잘 견디나요?
안녕하세요. 질문해주신 참개구리는 온도, 습도, 수질 변화에 대한 내성 범위가 다른 개구리들에 비해 넓은 것으로 알려져 있는데요 예를 들어, 산개구리는 차갑고 산소가 풍부한 물에서 잘 적응하지만 논두렁의 뜨거운 물에서는 스트레스를 받습니다. 반대로 청개구리는 습지와 나무 위 생활에 특화되어 있어 흐르는 물 환경에는 취약합니다. 하지만 참개구리는 체온을 조절하는 데 비교적 융통성이 있어 저온의 산지 환경에서도 활동할 수 있고, 여름철 뜨거운 논에서도 견딜 수 있는 것입니다. 또한 참개구리는 피부 호흡과 폐 호흡을 병행하는데, 이 피부 호흡 능력이 뛰어나 비교적 산소 농도가 낮은 고인 물에서도 생존할 수 있게 해주며, 동시에 흐르는 물이나 고산지의 산소가 풍부한 환경에서도 무리 없이 적응할 수 있다는 특징이 있습니다. 감사합니다.
학문 / 생물·생명
25.09.24
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EDTA로 중금속을 제거하는 원리는 무엇인가요?
안녕하세요. 네, 질문해주신 것과 같이 EDTA가 중금속 제거에 쓰이는 원리는 다치 배위자 특성과 킬레이트 효과에 기반한 것인데요, EDTA는 4개의 카르복실기(-COOH) 와 2개의 아민기(-NH₂) 를 가진 분자로, 총 6개의 원자가 금속 이온과 배위결합을 할 수 있으며, 따라서 EDTA는 6자리 배위자로 작용하며, 금속 이온을 감싸듯이 결합합니다.NH3나 Cl-와 같은 단일 배위자는 금속 이온과 1:1 단일 결합을 형성하는 반면, EDTA는 여러 개의 결합 팔을 동시에 제공하여 고리 구조를 형성하는데요, 이러한 다점 결합은 열역학적으로 매우 안정하며, 금속 이온이 다른 분자와 쉽게 교환되거나 떨어져 나가지 못하게 만드는데, 이러한 안정성이 바로 킬레이트 효과입니다.Pb²⁺, Cd²⁺, Hg²⁺ 등의 중금속은 독성이 강하고 체내 단백질, 효소의 SH기(-SH), 카르복실기(-COOH)와 결합해 기능을 방해하는데요, 이때 EDTA를 투여하면, 금속 이온은 EDTA와 결합해 수용성 착물을 형성합니다. 따라서 수용성을 나타내는 이 착물은 혈액 속에서 안정하게 존재하며, 신장을 통해 소변으로 배출될 수 있는 것이며, 독성 금속이 단백질과 결합하지 못하게 가로채어 포획한 뒤 체외로 배설시키는 것이 원리라고 보시면 되겠습니다. 감사합니다.
학문 / 화학
25.09.24
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F오비탈을 채우는 전이 금속들은 왜 배위결합을 잘 형성하지 않는 것인가요?
안녕하세요. 네, 질문해주신 것과 같이 전이 금속이 배위결합을 잘하는 이유는 부분적으로 비어 있는 d 오비탈과 상대적으로 알맞은 에너지 준위 때문인데요, 하지만 f 오비탈을 채우는 란타넘족·악티늄족 금속들은 이와 다른 특성을 지니기 때문에 배위결합 형성 능력이 상대적으로 떨어진다고 볼 수 있습니다. 우선 d 오비탈은 원자핵에서 비교적 멀리 퍼져 있으며, 방향성이 뚜렷해 배위자의 전자쌍과 효과적으로 겹칠 수 있는데요, 그러나 f 오비탈은 매우 안쪽에 위치하고 방사형 확장이 작아서, 배위자의 전자쌍과 공간적으로 겹침이 잘 이루어지지 않습니다. 즉, 배위결합을 형성하기 위한 오비탈 겹침이 비효율적이므로 결합력이 약합니다.또한 f 오비탈 전자는 차폐 효과가 크지 못해서, 바깥쪽 5d, 6s 전자들이 핵에 강하게 잡히는데요, 이 때문에 란타넘족에서 잘 알려진 란타넘 수축이 나타나며, 금속 이온의 반지름은 작아지지만 오비탈 겹침 능력은 오히려 떨어집니다. 따라서 배위자가 접근할 때 정전기적 결합 능력, 즉 이온 결합적 성격은 가능하지만, 공유 결합적 성격은 약하기 때문에 배위결합을 잘 형성하지 못하는 것입니다. 감사합니다.
학문 / 화학
25.09.24
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구리의 밀도와 구리 주변 기포의 연관성
안녕하세요. 네, 말씀해주신 것과 같이 구리를 물에 넣었을 때 표면에 붙은 기포는 밀도 측정값에 영향을 줄 수 있으며, 표면 기포가 붙어 있으면 부피, 즉 물의 증가이 과대평가되면서 계산한 밀도가 실제보다 낮게 나옵니다.실험에서 구리의 부피를 측정하는 방법은 아르키메데스 원리처럼 물의 부피 증가량 ΔV로 구한 뒤 밀도 ρ=m/ΔV로 계산하는데요, 그런데 구리 표면에 공기방울이 붙어있는 경우에는 물에 넣어서 측정되는 증가한 부피는 구리 자체의 부피에 더해 기포의 부피까지 포함하게 됩니다. 즉 계산 되는 밀도는 실제 구리만으로 인한 밀도값보다 작아지게 되며, 기포 부피가 클수록 오차는 커질 수 있습니다. 기포가 쉽게 생길 수 있는 상황은 표면이 거칠거나 홈)이 있으면 공기가 포켓처럼 붙기 쉬우며, 시료가 건조하고 표면장력이 큰 경우 역시 기포가 잘 붙습니다. 또한 온도나 용액의 용존가스가 빠져나오며 기포가 생길 수도 있고 혹은 시료에 기름이나 오염물이 있으면 젖지 않아 기포 발생이 쉬워집니다. 따라서 이러한 상황을 예방할 수 있는 방법으로는 시료를 물로 미리 적셔서 기포 제거하는 방법이 있겠는데요, 시료를 물에 잠깐 담가 두어 붙어 있는 공기가 떠오르게 하는 것입니다. 또는 에탄올(70% 정도)을 먼저 적셔서 물과의 젖음성을 높이는 방안도 있습니다. 감사합니다.
학문 / 화학
25.09.24
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일조량을 인위적으로 만들어주면 과일에 어떤 변화가 나오나요?
안녕하세요. 네, 질문해주신 것처럼 일조량을 인위적으로 높이면 과일에 여러 가지 생리적, 품질적 변화가 일어날 수 있는데요, 그 정도는 광의 총량, 파장, 빛의 공급 방식이 지속적인지 간헐적인지, 온도·습도·CO₂·수분·영양 상태 등 여러 환경 요인에 의해 복합적으로 결정될 것입니다. 우선 광에너지가 많아지면 엽록체에서 광합성 속도가 높아지고 그 결과 당 생산량이 늘어나며, 엽록체의 광수용체는 빛의 파장에 따라서 대사 경로가 달라질 수 있습니다. 또한 잎에서 합성된 탄수화물이 과일로 더 많이 이동하면 과실의 당도가 증가할 수 있으며, 특정 파장대역의 빛이 안토시아닌, 폴리페놀, 휘발성 유기화합물 합성을 촉진할 수 있습니다. 반면에 질문주신 것과 같이 너무 강한 광은 엽록체 손상, 광호흡 증가로 오히려 생산성 저하시킬 수 있으며, 과일 표면 온도 상승으로 표피 손상되거나 광량 증가 시 잎과 과일 온도가 올라가 증산량과 수분 요구량이 증가하면서 물관관리 미흡하면 말라붙거나 균열이 발생할 수도 있습니다. 감사합니다.
학문 / 화학
25.09.24
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