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고세균은 어떤 존재이며 주로 어디에 있나요
안녕하세요. 네, 질문해주신 고세균(Archaea)은 진정세균, 진핵생물과 나란히 생명의 3영역을 이루는 독립적인 미생물 집단을 의미하는데요, 전에는 단순히 세균의 한 종류로 여겨졌지만, 분자생물학적 연구 결과 세균과는 근본적으로 다른 계통의 생명체임이 밝혀졌습니다. 우선 고세균은 세균과 마찬가지로 원핵생물에 속하지만, 분자 수준에서는 진핵생물과 더 유사한 점이 많습니다. 세균이나 진핵생물은 에스터 결합된 인지질을 쓰지만, 고세균은 에테르 결합된 인지질을 사용하고 가지가 갈라진 사슬 탄화수소를 가지며, 이 때문에 극한 환경에서도 안정적이고 세균처럼 펩티도글리칸을 가지지 않고, 대신 슈도펩티도글리칸을 갖는다는 특징이 있습니다. 고세균은 주로 극한 환경에서 서식하고 있는 것으로 알려져 있는데요, 온천, 심해 열수구 등에 서식하는 극호열균, 산성 광산 배수에 서식하는 호산성균, 염전과 같은 고염 환경에서 서식하는 극호염균 등이 있습니다. 감사합니다.
학문 / 생물·생명
25.09.20
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지베렐린이 줄기 신장을 촉진할 수 있는 이유는?
안녕하세요. 질문해주신 지베렐린은 식물의 대표적인 생장 촉진 호르몬으로 특히 줄기 신장을 강하게 유도하는 역할을 하는데요, 먼저 지베렐린은 줄기 세포에서 세포벽을 느슨하게 풀어주는 단백질 발현을 유도하는데 이때 세포벽이 유연해지면 삼투압에 의해 물이 더 쉽게 유입되어 세포 크기가 커지고, 결과적으로 줄기가 길게 자랍니다. 즉, 세포 수보다는 개별 세포의 신장이 크게 늘어나는 효과입니다. 또한 줄기 생장점인 분열조직에서 지베렐린은 세포 주기 관련 유전자 발현을 증가시켜 세포 분열을 촉진하는데요, 따라서 신장과 더불어 줄기 조직 자체의 분량이 늘어나게 됩니다. 이외에도 식물에는 원래 줄기 신장을 억제하는 DELLA 단백질이 존재하고 있는데요, 지베렐린은 수용체(GID1)에 결합해 DELLA 단백질의 분해를 촉진하고, 그 결과 줄기 신장을 막던 브레이크가 해제됩니다. 왜성 식물은 보통 GA 합성이 잘 안 되거나 DELLA 단백질의 활성이 높아 줄기가 짧은 경우가 많은데, 외부에서 지베렐린을 공급하면 억제가 풀리면서 급격히 줄기가 길어지게 되는 것입니다. 감사합니다.
학문 / 생물·생명
25.09.20
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자신의 죽음을 사전에 예측하고 행동하는 동물들이 있나요
안녕하세요. 질문해주신 것처럼 죽음을 예측한다라는 개념은 자신의 생명이 곧 끝날 것임을 의식적으로 이해하고 그에 맞는 행동을 하는가?라는 것이라고 생각해볼 수 있는데요, 흔히 코끼리 무덤이라는 이야기가 전해지지만, 실제로 코끼리들이 일정한 장소로 모여 죽음을 맞이한다는 증거는 없습니다. 다만 코끼리들은 죽음을 직감한 듯 무리를 떠나 조용한 장소에서 최후를 맞는 사례가 자주 보고되지만 이는 무리 속에서 이동이 어렵고, 기력이 다해 뒤처지기보다는 스스로 물가나 그늘진 곳에 머무르는 행동으로 해석할 수 있습니다. 또한 끼리는 동료의 죽음 앞에서 몇 번이고 방문하는 등 죽음을 인지하고 애도하는 듯한 행동을 보이는 대표적인 동물입니다.코끼리 이외에도 많은 새들은 몸이 쇠약해지면 번식지나 둥지를 벗어나 숨어 죽는 습성을 보이는데요, 이는 포식자로부터 무리를 보호하거나 자신을 숨기려는 본능적 행동으로 해석됩니다. 또한 늑대나 사자 무리에서 늙거나 병든 개체가 스스로 무리에서 떨어져 나가 조용히 죽는 경우가 있는데요, 이는 무리의 이동 속도를 늦추지 않기 위한 본능적 회피 행동으로 보입니다. 감사합니다.
학문 / 생물·생명
25.09.20
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맹금류는 정말 맹수에 약한 새인가요?
안녕하세요. 네, 말씀해주신 것과 같이 맹금류는 하늘의 강력한 사냥꾼이지만, 지상에서 활동하는 대형 맹수나 파충류에 대해서는 상대적으로 약한 편이라고 볼 수 있겠습니다. 우선 맹금류는 날 수 있다는 점에서 지상 맹수들과 본질적으로 다른 차별성을 지니는데요, 날개를 통해 빠르게 상승하거나 급강하할 수 있고, 이를 통해 사냥감을 기습할 수 있습니다. 따라서 토끼, 뱀, 작은 새, 심지어 어린 여우 같은 중소형 동물을 잡아죽일 수 있을 정도로 강력합니다. 하지만 대형 맹수와 직접적으로 맞붙게 되면 맹금류는 불리한데요, 검독수리 같은 대형 맹금류도 날개를 펼치면 2m가 넘지만, 체중은 4~6kg 정도에 불과하기 때문에 사자, 호랑이는 수백 kg, 곰은 300kg 이상, 악어나 대형 비단뱀도 수백 kg이므로 한 번 덮치면 버틸 수 없습니다.또한 맹금류는 날기 위해 체중을 줄이고 뼈가 가볍고 속이 빈 구조를 가지고 있는데요, 이로 인해 민첩성에는 유리하지만, 강력한 물리적 충돌이나 공격에는 매우 취약합니다. 게다가 맹금류의 공격은 단번에 급강하해 발톱으로 찍거나 움켜쥐는 방식인데, 대형 맹수나 파충류는 두꺼운 피부, 근육, 털로 보호되어 효과적이지 않으며 오히려 땅에 붙잡히면 순식간에 역공을 당할 위험이 크다고 볼 수 있겠습니다. 감사합니다.
학문 / 생물·생명
25.09.20
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산속에 가면 모기가 더 많은 이유가 있나요??
안녕하세요. 모기는 알과 유충 시기에 물이 반드시 필요한데요, 이때 산속에는 작은 웅덩이나 빗물이 고인 바위 틈, 나무 구멍 속의 고인 물, 풀숲 주변의 습한 환경 등이 많기 때문에 도시보다 산에서 번식하기 좋은 장소가 풍부합니다. 또한 모기는 건조하고 햇볕이 강한 곳을 싫어하고, 그늘지고 습한 환경을 좋아하는데요, 산속은 숲이 울창하여 직사광선이 차단되고, 토양과 낙엽층에서 습기가 오래 유지되어 모기가 활동하기 좋은 조건이 만들어집니다.게다가 말씀해주신 것과 같이 선선한 날씨에도 모기가 많은 이유는, 모기는 일반적으로 20~30℃에서 활발히 활동하기 때문인데요, 가을철 산속은 낮에는 여전히 따뜻하고 밤에도 도시보다 크게 춥지 않으므로, 활동하기 적절한 환경이 유지됩니다. 게다가 여름에 번식한 모기들이 여전히 많이 살아남아 있기 때문에 사람에게 더 자주 노출될 수 있습니다. 감사합니다.
학문 / 생물·생명
25.09.20
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대체당에대해궁금해서 질문합니다.
안녕하세요. 네, 질문주신 사항에 대해 답변해드리자면 우선 현재 시중에 쓰이는 대체당은 크게 두 가지 계열인데요, 첫번째는 아스파탐, 수크랄로스 등의 합성 감미료입니다. 이는 칼로리는 거의 없지만, 일부 연구에서 장내 미생물 균형에 영향을 주거나, 특정 사람에게 혈당 조절 이상 반응을 보일 수 있다고 알려져 있습니다. 두번째는 스테비아나 알룰로스와 같은 천연 유래 감미료인데요, 비교적 안전성이 높다고 평가되지만, 장내 미생물에 장기적으로 어떤 영향을 주는지에 대한 데이터는 아직 부족하기 때문에 혈당 반응과 장내 환경에 완전히 무해하다고 확정하기엔 아직 과학적 증거가 불충분합니다.물론 앞으로는 개인 유전체, 장내 미생물 구성을 고려해 개인 맞춤형 대체당을 설계할 수 있을 가능성이 있으며, 같은 대체당이라도 어떤 사람에겐 문제를 일으키고, 어떤 사람에겐 괜찮을 수 있는데, 이를 맞춤형으로 조절하는 연구가 진행될 수 있습니다. 또한 합성보다는 미생물 발효나 식물에서 얻은 신소재 감미료가 주도할 가능성이 큰데요, 예를 들어 알룰로스 같은 희소당은 실제로 혈당에 거의 영향을 주지 않으면서도 장내 미생물에 긍정적인 작용을 할 가능성이 연구되고 있습니다. 감사합니다.
학문 / 생물·생명
25.09.20
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재분극 시 na+는 아예 안 들어오는 건가요?
안녕하세요. 우선 탈분극 단계에서는 전압 개폐성 나트륨 채널이 열리면서 Na⁺가 대량으로 세포 안으로 들어오고, 세포막 전위가 급격하게 + 방향으로 이동하는데요, 이후 재분극 단계에 들어서면, 나트륨 채널은 빠르게 불활성화되어 닫히고, 동시에 전압 개폐성 칼륨 채널이 열려 K⁺가 세포 밖으로 빠져나갑니다. 이때 세포 안의 전위가 다시 음전하 쪽으로 돌아가면서 재분극이 진행됩니다. 따라서 이 시기에는 Na⁺의 유입은 사실상 거의 차단된 것이라고 보시면 되며, 재분극의 주된 원인은 K⁺의 유출입니다. 물론 아주 미세한 수준에서 소듐 누출 통로나 불완전한 차단으로 극소량의 Na⁺ 이동이 있을 수는 있으나, 전위 변화에 의미 있는 기여를 하는 정도는 아닙니다. 감사합니다.
학문 / 생물·생명
25.09.20
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미국자리공은 언제 우리나라에 들어온 귀화식물인가요?
안녕하세요. 미국자리공은 이름에서도 알 수 있듯이 원산지가 북아메리카인 식물로, 자리공과에 속하는 독성을 지닌 여러해살이풀입니다. 우리나라에는 일제강점기 무렵인 20세기 초반에 들어온 것으로 알려져 있는데요, 정확히는 1900년대 초에 관상용이나 약용의 목적으로 도입되었는데, 생육력이 매우 강하고 씨앗의 발아율도 높아 금세 들판, 길가, 하천변 등지로 퍼져 나가 오늘날 흔히 볼 수 있는 귀화식물이 된 경우입니다. 자리공은 원래 우리나라에도 자생하는 토종 식물이 있는데, 미국자리공은 그보다 덩치가 크고 줄기 색이 붉으며 열매가 더 크게 달리는 특징을 가지는데요, 지금은 토종 자리공보다 훨씬 흔하게 발견될 정도로 생태계를 넓게 차지하고 있습니다. 감사합니다.
학문 / 생물·생명
25.09.20
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열대우림의 식물들이 키가 크고 큰 잎을 가지고 있는 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 네, 말씀해주신 것과 같이 열대우림의 식물들이 키가 크고 큰 잎을 가지게 된 이유는 열대우림이라는 특수한 환경 조건에 적응한 결과라고 할 수 있는데요, 열대우림은 연중 기온이 높고 강수량이 많으며, 다양한 식물이 밀집하여 자라는 환경이기 때문에 빛, 수분, 공간과 같은 자원에 대한 경쟁이 매우 치열합니다. 이러한 환경에서 살아남기 위해 식물들은 큰 키를 가지게 되었는데요, 열대우림의 하층은 나무들이 빽빽하게 들어서 있어 햇빛이 거의 도달하지 못합니다. 따라서 나무가 위로 높이 자라야만 광합성을 수행하기에 충분한 햇빛을 받을 수 있는데요, 실제로 열대우림의 대표적인 교목층 식물들은 40m 이상 자라며, 이는 빛을 독점하려는 생존 전략이라고 보시면 됩니다.또한 큰 잎을 가지는 이유는 제한적인 빛을 최대한 효율적으로 흡수하기 위해서인데요, 특히 하층이나 중층에 위치한 식물들은 위쪽 나무들이 빛을 가려 버리기 때문에 남아 있는 적은 빛이라도 효과적으로 모을 수 있도록 잎의 표면적을 넓게 발달시킨 것입니다. 이와 함께 열대우림의 높은 습도로 인해 수분 손실 위험이 적기 때문에 넓은 잎을 유지하는 것이 가능하다고 보시면 됩니다. 감사합니다.
학문 / 생물·생명
25.09.20
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건생식물과 수생식물은 각각 어떠한 특징을 가지고 있나요?
안녕하세요. 네, 질문해주신 것과 같이 식물은 서식 환경에 따라 생존 전략이 달라지며, 건생식물과 수생식물은 서로 반대 환경에 적응한 특징을 나타냅니다. 우선 건생식물은 고온 건조한 사막, 암석지대 등 물이 부족한 곳에서 서식하는데요, 잎 면적이 작거나 바늘 모양으로 줄어 증산작용이 감소하며 표면에 두꺼운 큐티클과 털 구조를 형성하여 수분 손실 방지하게 됩니다. 또한 뿌리가 깊거나 넓게 퍼져서 지하수 흡수 극대화되어 있는 형태입니다. 다음으로 수생식물은 호수, 강, 습지 등 물이 풍부한 환경에서 서식하는데요, 잎이 넓고 얇아 광합성 효율이 극대화되며, 기공은 대부분 잎의 표면 윗면에만 존재합니다. 해면조직이 발달되어 있어서 공기 주머니로 물속에서 산소를 공급하며 이때 줄기나 뿌리가 약하고 부유하는 경우도 있습니다. 감사합니다.
학문 / 생물·생명
25.09.19
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