답변 내역

안녕하세요. 이조은 전문가입니다.단순한 기분 탓이라고 보기는 어렵습니다. 스트레스를 받으면 실제로 뇌의 보상회로와 스트레스 호르몬, 식욕 조절 시스템이 변하면서 달고 칼로리 높은 음식을 더 매력적으로 느끼게 되는 생물학적 메커니즘이 있습니다. 힘들 때 초콜릿을 찾는 데는 나름의 생존 시스템이 숨어 있는 셈이죠.1. 스트레스 받으면 코르티솔 증가강한 스트레스를 받으면 우리 몸은 HPA축(시상하부-뇌하수체-부신 축)을 활성화합니다.그러면 부신에서 코르티솔이 분비됩니다.코르티솔은 단순히 "스트레스 호르몬"이라기보다 위기 상황에서 에너지를 확보하는 역할을 합니다.스트레스 발생하면 코르티솔 호르몬이 증가하고 에너지 확보 필요해져서 식욕과 고열량 음식에 대한 욕구가 커지는 것이죠.특히 당과 지방이 함께 들어 있는 음식은 빠르게 에너지를 공급하면서 뇌의 보상체계를 강하게 자극하기 때문에 매력적으로 느껴질 수 있습니다.2. 뇌는 "빠른 보상"을 찾는다초콜릿이나 사탕을 먹으면 단맛이 뇌의 보상회로를 자극합니다. 도파민을 포함한 신경전달물질 시스템이 활성화되면서 "이걸 먹으면 기분이 좋아진다"는 학습이 만들어집니다.특히 스트레스가 심하면 뇌가 장기적인 건강보다 즉각적인 보상을 선호하는 경향이 나타날 수 있습니다.그래서 평소에는 "다이어트 중이니까 참아야지."라고 생각하다가도, 업무에서 아주 빡치는 일이 생기면 "일단 초콜릿부터."가 되는 겁니다.3. 혈당이 실제로 떨어져서 그런 것일까?스트레스를 받는다고 반드시 혈당이 떨어지는 것은 아닙니다.오히려 코르티솔과 아드레날린은 혈당을 올리는 방향으로 작용합니다. 몸이 "지금 당장 에너지가 필요하다"고 판단하기 때문입니다.4. 잠이 부족하면 이 현상이 더 강해질 수 있음스트레스와 수면 부족이 겹치면 상당히 힘들어집니다. 수면 부족은 식욕과 보상체계에도 영향을 주기 때문에 다음 날 "밥은 먹었는데 왜 빵이나 과자가 또 먹고 싶지?" 같은 일이 생길 수 있습니다. 여기에 업무 스트레스까지 겹치면 뇌 입장에서는 스트레스 있는데 수면까지 부족하니 빠른 에너지 필요하고 즉각적인 보상 원하게 되는거죠.5. 그래서 초콜릿이 유독 당기는 것도 이상한 일이 아닙니다초콜릿은 당 + 지방 + 향과 식감이 결합된 대표적인 고보상 식품입니다.단순한 설탕보다 이런 조합이 뇌의 보상체계를 더 강하게 자극하기 때문에 스트레스 상황에서 특히 끌릴 수 있습니다.다만 "초콜릿을 먹으면 스트레스 호르몬이 확 내려가서 치료된다"는 식은 아닙니다. 먹는 순간의 즐거움과 보상감은 실제로 존재하지만, 스트레스의 원인을 해결하는 것은 아니니까요.결국 정리하면 스트레스 때문에 단것이 당기는 건 꽤 과학적인 현상입니다.

안녕하세요. 이조은 전문가입니다.면역계는 단순히 “내 세포 = 공격하지 않음 / 세균 = 공격”이라는 이분법으로 작동하지 않습니다. 실제로는 수많은 신호를 동시에 확인해서 “이것이 나인가?”와 “지금 위험한가?”를 판단합니다.그리고 중요한 사실 하나가 있습니다. 면역계는 매일 들어오는 병원체를 전부 단번에 식별하는 것이 아니라, 여러 단계의 방어 시스템을 겹겹이 사용하면서 의심스러운 대상을 걸러냅니다.1. 첫 번째 방어선: 애초에 못 들어오게 한다가장 먼저 등장하는 것은 의외로 면역세포가 아닙니다.피부, 점막, 위산, 눈물, 침, 장내 미생물 등이 1차 방어선입니다.예를 들어 피부는 물리적인 장벽이고, 코와 기관지의 점액은 병원체를 붙잡습니다. 섬모는 그것을 바깥쪽으로 밀어냅니다.즉 우리 몸은 매일 엄청난 양의 미생물과 접촉하지만 상당수는 면역세포가 상대하기도 전에 퇴장당합니다.2. 들어왔다고 바로 '적'이라고 판단하지 않는다여기서 선천면역이 등장합니다.대식세포나 호중구 같은 면역세포에는 일종의 패턴 인식 센서가 있습니다.세균이나 바이러스에는 인간 세포에서는 흔하지 않은 분자 패턴이 있습니다.예를 들어 세균의 특정 세포벽 성분이나 바이러스의 RNA 같은 것들입니다.면역세포는 이런 공통적인 특징을 감지하는 수용체를 가지고 있습니다.이를 쉽게 표현하면:"이 분자 패턴은 우리 세포에서 정상적으로 보이는 것이 아닌데?"라고 판단하는 겁니다.이것을 패턴인식수용체와 병원체 관련 분자 패턴(PAMP)의 상호작용이라고 합니다.3. 그런데 '외부 물질'이라고 무조건 공격하는 것도 아니다여기가 면역계가 정말 영리한 부분입니다.우리 몸에는 원래 세균도 엄청나게 많습니다.특히 장에는 수많은 미생물이 살고 있죠.그런데 면역계가 "인간이 아닌 것은 전부 공격!"이라고 설정되어 있었다면 우리는 밥을 먹을 때마다 장염에 걸렸을 겁니다.그래서 면역계는 위치, 분자 패턴, 조직 손상 여부, 염증 신호 등을 종합적으로 판단합니다.즉, "외부 물질인가?" 뿐만 아니라 "지금 실제로 위험한 상황인가?"도 함께 봅니다.4. 그럼 '내 세포'라는 것은 어떻게 알아볼까?여기서 MHC라는 아주 중요한 시스템이 등장합니다.우리 몸의 세포 대부분에는 MHC class I이라는 분자가 있습니다.쉽게 비유하면 세포가 자기 표면에 작은 신분증 또는 전광판을 달고 있는 겁니다.세포 내부에서 만들어진 단백질 조각을 MHC에 올려서 면역계에 보여줍니다.정상 세포라면 "나는 정상적으로 내 단백질을 만들고 있습니다."라는 정보를 계속 보여줍니다.그런데 바이러스가 세포 안으로 들어오면 이야기가 달라집니다.바이러스 단백질이 만들어지고 그 조각이 MHC에 제시될 수 있습니다.그러면 세포독성 T세포가 이를 확인합니다."잠깐. 이 단백질은 정상적인 인간 단백질이 아닌데?"하고 감염된 세포를 제거할 수 있습니다.5. B세포와 항체는 또 다른 식별 시스템이다이번에는 혈액과 조직을 돌아다니는 B세포를 생각하면 됩니다.B세포에는 각각 서로 다른 형태의 B세포 수용체가 있습니다.놀랍게도 우리 몸은 B세포를 만들 때 유전자 재조합을 이용해 엄청나게 다양한 수용체를 만들어냅니다.그래서 수많은 형태의 분자를 인식할 수 있습니다.어떤 B세포가 특정 병원체의 항원을 인식하면 활성화되어 항체를 만드는 형질세포로 분화합니다.항체는 병원체에 달라붙어서 병원체가 세포에 붙는 것을 막고 다른 면역세포가 쉽게 잡아먹게 만들고 보체 시스템을 활성화시키기도 합니다.그리고 일부 B세포와 T세포는 기억세포로 남습니다.그래서 같은 병원체가 다시 들어오면 처음보다 훨씬 빠르고 강하게 반응할 수 있습니다. 이게 바로 면역 기억입니다.6. 그런데 가장 놀라운 것은 '자가반응 세포 제거'입니다여기서 질문하신 자가면역질환과 연결됩니다.면역세포는 처음 만들어질 때부터 아무렇게나 풀어놓는 게 아닙니다.특히 T세포는 흉선에서 교육을 받습니다.이 과정에서 자기 몸의 항원을 지나치게 강하게 인식하는 T세포는 제거되거나 기능이 억제됩니다.B세포도 골수에서 비슷한 자기반응성 검사를 받습니다.쉽게 말하면 면역세포 신병훈련소에서 "우리 편을 공격하면 안 된다"는 교육을 받는 것 입니다.7. 그런데 이 시스템도 완벽하지 않다인간의 면역계가 대단하기는 하지만 완벽한 보안 시스템은 아닙니다.아주 복잡한 시스템은 대개 그렇습니다. 자가면역질환에서는 여러 원인이 관여할 수 있습니다.유전적 소인 + 감염 + 환경요인 + 면역조절 이상 등이 복합적으로 작용하면서 자기 조직에 대한 면역관용이 무너질 수 있습니다. 그러면 면역계가 자기 조직을 공격합니다. 병원체가 제거되고 나면 면역반응을 억제하는 여러 기전이 작동해서 염증을 꺼야 합니다. 그렇지 않으면 병원체는 없어졌는데 면역계가 계속 싸우면서 자기 조직을 손상시키게 됩니다.

안녕하세요. 이조은 전문가입니다.상어의 후각은 실제로 매우 뛰어납니다. 다만 영화처럼 피 한 방울이 바다 전체에 퍼지고 상어가 GPS처럼 정확히 찾아오는 것은 상당히 과장된 묘사입니다.핵심은 상어가 물속의 화학물질을 '코'로 감지한다는 것입니다. 다만 사람의 코와는 꽤 다릅니다.상어는 어떻게 냄새를 맡을까?상어의 머리 앞쪽에는 콧구멍(비공)이 한 쌍 있습니다. 그런데 이 구멍은 사람처럼 공기를 들이마시는 호흡기관이 아닙니다. 물이 한쪽 비공으로 들어가서 냄새를 감지하는 조직을 통과하고, 다른 쪽으로 빠져나갑니다.상어는 아가미로 호흡하고, 코는 거의 순수하게 화학물질 탐지용 센서로 사용하는 셈입니다.그럼 실제로 냄새를 감지하는 곳은?상어의 비강 안쪽에는 후각 상피가 있고, 그 안에 냄새를 감지하는 감각세포들이 있습니다.특히 상어의 후각기관은 후각 로제트라는 구조를 가지고 있습니다. 꽃잎처럼 주름진 여러 겹의 조직이 들어 있어서 냄새를 감지하는 표면적을 크게 확보하고 있습니다.사람의 후각기관도 점막 표면에서 냄새 분자를 감지하지만, 상어는 물속에서 아주 희석된 화학물질을 찾아야 하기 때문에 이런 구조가 상당히 발달해 있습니다.그런데 피 냄새가 어떻게 그렇게 멀리까지 갈까?여기서 중요한 오해가 하나 있습니다.상어가 수십 km 밖의 피 한 방울을 정확히 찾아낸다는 식의 이야기는 과장입니다.피가 바닷물에 들어가면 물의 움직임에 따라 화학물질이 퍼지는데, 균일하게 원형으로 퍼지는 것이 아닙니다.실제로는 상어가 냄새를 맡으면 그 냄새의 농도와 방향을 따라가면서 먹이가 있는 곳을 찾아갑니다. 그래서 상어가 냄새를 맡고 바로 먹이를 향해 직선으로 돌진하는 것보다는, 냄새 감지하고 방향 탐색해서 농도가 강해지는 쪽으로 이동하다가 다시 냄새 확인이라는 과정을 반복한다고 보는 것이 더 정확합니다.재미있는 부분은 '양쪽 콧구멍'입니다.상어는 두 개의 비공으로 들어오는 물의 냄새 차이를 이용해서 방향을 판단하는 데 도움을 받을 수 있습니다.예를 들어 왼쪽 비공에서 냄새 농도가 조금 더 강하게 감지된다면 왼쪽 방향을 탐색하는 식입니다. 다만 상어의 냄새 추적은 이것 하나만으로 이루어지는 게 아닙니다. 상어는 여러 감각을 함께 사용합니다.후각으로 혈액 먹이에서 나온 화학물질을 파악하고, 시각으로 가까운 거리에서 먹이를 확인합니다. 청각으로 물속의 저주파 진동을 느끼고 측선으로 물의 움직임과 진동을 파악하고 로렌치니 기관으로 생물이 발생시키는 미세한 전기장을 감지합니다.상어에게는 '전기 감지 센서'도 있습니다상어의 얼굴 주변을 자세히 보면 작은 구멍들이 많이 있습니다.이것이 로렌치니 기관입니다. 이 기관은 물속에서 발생하는 아주 미세한 전기장을 감지합니다.물고기나 다른 동물의 근육과 신경은 미세한 전기적 신호를 만들어내기 때문에, 상어는 이것을 감지할 수 있습니다.그럼 정말 피에 그렇게 민감한가?그렇습니다. 하지만 '피 자체'만을 특별히 감지하는 것은 아닙니다.상어는 먹이가 내놓는 다양한 화학물질에 매우 민감합니다. 혈액뿐 아니라 아미노산, 체액, 물고기 조직에서 나온 화학물질 등이 중요한 냄새 단서가 될 수 있습니다. 그리고 종마다 후각 능력과 먹이 탐지 방식도 다릅니다.따라서 다큐멘터리에서 흔히 나오는"상어는 피 한 방울을 수십 km 밖에서도 냄새 맡는다."는 표현은 상어의 뛰어난 후각 능력을 설명하기 위한 과장에 가깝습니다.오히려 진짜 놀라운 점은 아주 희석된 화학물질의 흔적을 감지하고, 해류와 물의 움직임 속에서 그 흔적을 추적한다는 것입니다.결국 상어에게 바다는 단순히 '보이는 공간'이 아니라, 냄새·진동·전기 신호가 끊임없이 흘러다니는 거대한 정보 공간인 셈입니다.

안녕하세요. 이조은 전문가입니다.네. 새의 부리는 단순한 '죽은 각질 덩어리'가 아니라, 상당히 감각이 발달한 기관입니다. 그래서 부리를 만졌을 때 새가 좋아하거나 싫어하는 반응을 보이는 것도 충분히 가능합니다. 인간으로 치면 손톱을 만지는 것보다는 손끝이나 입술에 가까운 감각기관에 가깝다고 생각하면 이해하기 쉽습니다.부리 안쪽에는 실제로 신경이 있습니다새의 부리는 겉으로 보면 매끈하고 단단한 각질판처럼 보이지만, 내부에는 혈관과 신경이 풍부하게 분포되어 있습니다.부리의 바깥쪽을 덮는 단단한 부분은 사람의 손톱이나 손발톱과 비슷한 케라틴 구조입니다. 그런데 그 아래 조직에는 신경과 혈관이 들어 있습니다.특히 부리의 기저부와 내부 조직에는 감각신경이 상당히 발달해 있어서 새가 무엇을 만졌는지, 얼마나 강하게 눌렸는지, 온도는 어떤지, 물체의 질감이 어떤지 등을 감지할 수 있습니다.그래서 새에게 부리는 단순히 먹이를 자르는 도구가 아니라 일종의 감각기관이기도 합니다.앵무새를 키우는 사람들이 흔히 이야기하는 "부리 만져주기"가 단순한 착각만은 아닙니다.앵무새의 부리에는 촉각을 감지하는 신경이 상당히 발달해 있고, 부리 끝부분 역시 감각 정보를 얻는 데 중요한 역할을 합니다.앵무새가 부리로 물건을 잡고 이리저리 돌려보는 것도 단순히 힘으로 물체를 다루는 것이 아닙니다.부리와 혀를 이용해서 "이게 뭐지?" 하면서 물체의 모양, 단단함, 질감 등을 탐색합니다.특히 앵무새는 부리와 혀를 함께 사용해서 상당히 정교한 조작을 합니다.그렇다면 부리도 아플까요?네. 당연히 아플 수 있습니다.부리의 가장 바깥쪽 케라틴층 자체에는 사람의 손톱 끝부분처럼 신경이 없지만, 그 아래 살아 있는 조직에는 신경과 혈관이 있습니다.그래서 부리를 너무 세게 자르거나 손상시키면 출혈이 발생하고 상당한 통증을 느낄 수 있습니다.특히 부리를 깊게 손상시키면 단순히 "부리 끝이 부러졌다" 수준이 아니라 살아 있는 조직을 다치는 것과 같아집니다.그래서 앵무새의 부리를 함부로 잘라서는 안 됩니다.그럼 "쾌감"도 느낄까요?여기서는 조금 조심해서 표현해야 합니다.촉각을 느끼는 것은 확실하지만, 사람이 느끼는 '쾌감'과 동일한 형태의 감정인지까지는 알 수 없습니다.다만 새가 특정한 접촉을 선호하는 행동을 보이는 것은 충분히 관찰됩니다.예를 들어 반려 앵무새가 부리를 살짝 만져주는 것을 가만히 받아들인다, 머리를 내민다, 눈을 살짝 감는다, 몸을 편안하게 한다, 다시 손가락 쪽으로 다가온다 등의 행동을 한다면, 최소한 그 자극을 불쾌하게 여기지 않고 긍정적으로 받아들이고 있을 가능성이 높습니다.그리고 아주 재미있는 사실새의 부리는 사람의 입술과 손가락이 합쳐진 것처럼 생각하면 꽤 이해하기 쉽습니다.사람은 손으로 물건을 만져보고, 입술과 혀로 음식의 촉감과 온도를 느낍니다.새는 그 역할의 상당 부분을 부리와 혀가 함께 담당합니다.그래서 새에게 부리는 1) 먹는 도구, 2) 방어 도구, 3) 물건을 조작하는 도구, 4) 의사소통 수단, 5) 감각기관이라는 여러 역할을 동시에 합니다.그리고 부리 끝을 자세히 보면 종에 따라 아주 정교한 감각기관으로 진화한 흔적이 나타납니다. 일부 새에서는 부리에 압력과 진동을 감지하는 감각수용기가 발달해 있어서 먹이를 찾거나 물체를 탐색하는 데 활용하기도 합니다.결국 겉으로는 "딱딱한 뿔"처럼 보이지만, 그 안에는 꽤나 복잡한 살아 있는 감각기관이 숨어 있는 셈입니다.그래서 새가 부리를 만져주는 걸 좋아한다면, 그냥 기분 탓이라고 볼 필요는 없습니다. 실제로 부리를 통한 촉각 자극을 느끼고 있고, 그 접촉을 긍정적으로 받아들이고 있을 가능성이 충분합니다.

안녕하세요. 이조은 전문가입니다.재미있는 질문입니다. 결론부터 말하면 고릴라는 “옛날에는 훨씬 거대했는데 점점 작아진 동물”이라고 보기는 어렵습니다. 오히려 현재까지 알려진 화석 자료를 보면 고릴라 계통은 작은 공통조상에서 갈라져 나오면서 몸집이 커진 방향의 진화가 상당 부분 있었던 것으로 봅니다.고릴라의 경우를 시간순으로 보면약 800만 년 전 아프리카에 살았던 Chororapithecus abyssinicus라는 유인원이 있습니다. 현생 고릴라의 초기 친척으로 추정되는데, 치아가 현생 고릴라와 비슷한 특징을 가지고 있었습니다.그런데 중요한 점이 있습니다.고릴라와 인간, 침팬지 등의 공통 조상 자체가 지금의 고릴라처럼 거대한 동물이었던 것은 아닐 가능성이 높습니다. 유인원 계통의 초기 공통조상이 오늘날의 대형 유인원보다 상당히 작았을 것으로 추정합니다. 특히 고릴라와 오랑우탄 계통에서 대형 수컷이 독립적으로 진화했을 가능성도 제시됩니다.그런데 "고릴라가 옛날에는 더 컸다"는 이야기도 있던데?실제로 선사시대의 거대한 유인원들이 존재했습니다.대표적으로 Gigantopithecus 같은 거대한 유인원이 있었는데, 이것을 보고 흔히 "옛날 고릴라는 엄청나게 컸다"고 생각하기 쉽습니다.하지만 Gigantopithecus가 현생 고릴라의 조상이라는 증거는 없습니다. 고릴라와 가까운 계통인지조차 확실하게 연결하기 어렵습니다.오히려 서로 다른 유인원 계통에서 큰 몸집이 여러 번 독립적으로 진화했을 가능성이 큽니다.그렇다고 "진화 = 무조건 작아지는 것"도 아닙니다.실제로 포유류 전체를 보면 장기적으로 몸집이 커지는 방향의 진화가 상당히 반복적으로 나타난다는 연구 결과도 있습니다. 다만 환경에 따라 커졌다가 작아지는 경우도 있고, 어떤 계통에서는 거의 변화가 없기도 합니다.고릴라의 경우에는 큰 몸집 자체가 상당히 중요한 생존 전략이었을 가능성이 있습니다.특히 수컷 고릴라는 엄청난 근육량과 큰 체격을 이용해서 경쟁 수컷과의 경쟁하고 무리를 보호하며 포식자에 대한 방어, 암컷을 둘러싼 경쟁 등에서 이점을 얻을 수 있습니다.그래서 고릴라에게는 "작아지는 게 유리한 환경"보다는 큰 몸집을 유지하거나 키우는 방향의 선택압이 작용했을 가능성이 큽니다.그런데 현생 고릴라끼리도 크기가 다릅니다이것도 꽤 흥미롭습니다.서부저지대고릴라, 동부저지대고릴라, 산악고릴라 등은 서로 체격과 신체 비율에서 차이가 있습니다. 최근 연구자료에서도 서식 환경에 따라 같은 산악고릴라 집단 사이에서도 성장과 성체 크기에 차이가 나타날 수 있음이 확인됐습니다.즉 진화는 "한 번 정해진 체격을 수백만 년 동안 그대로 유지"하는 것이 아니라,환경, 먹이, 기후, 경쟁, 번식 성공, 세대가 반복되면서 몸집과 체형이 조금씩 바뀌는 과정입니다.그래서 질문에 답하면 고릴라는 오래전에 비해 작아진 동물이라고 보기는 어렵습니다.현재 증거로는 오히려 고릴라 계통의 초기 조상이 지금보다 작았고, 고릴라 계통이 진화하면서 상당한 대형화가 일어났다고 보는 쪽이 더 타당합니다.

안녕하세요. 이조은 전문가입니다.그 이야기는 상어에게 공격받았을 때 코를 때리면 기절시킬 수 있다는 식으로 과장된 생존 팁에 가깝습니다.상어의 코가 특별히 "약해서 한 방에 기절하는 부위"라는 건 아닙니다.성인 남성이 주먹으로 때린다고 해서 상어가 기절한다고 기대하기도 어렵습니다.필요한 타격 강도를 숫자로 정해서 말하기도 현실적으로 의미가 없습니다. 상어의 종, 크기, 거리, 상황에 따라 완전히 달라지기 때문입니다.오히려 물속에서 상어에게 가까이 접근해 주먹을 휘두르는 것은 사람에게 상당히 위험한 행동입니다. 주먹을 제대로 맞히기도 어렵고, 그 순간 상어가 더 공격적으로 반응할 가능성도 있습니다.실제로 상어와 마주친 상황이라면 "코를 몇 N으로 때릴까?"보다 "어떻게 거리를 확보할까?"가 훨씬 중요합니다.만약 정말 공격이 임박한 상황이라면 가능한 한 눈이나 아가미처럼 상대적으로 민감한 부위를 방어적으로 밀어내거나 가격해서 접근을 막고, 물 밖이나 보트나 바위 등 안전한 곳으로 빠져나오는 것이 우선입니다. 특히 상어에게 먼저 다가가서 코를 때리는 전략은 절대 추천할 만한 생존법이 아닙니다.

안녕하세요. 이조은 전문가입니다.이건 정말 재미있는 생물학적 역설입니다. “저렇게 거대한 몸이 작은 플랑크톤 몇 마리 먹어서 되나?” 싶은데, 고래는 인간과 완전히 다른 방식으로 식사를 합니다. 핵심은 플랑크톤 하나하나는 작지만, 고래는 그것을 엄청난 양으로 한꺼번에 먹고, 큰 몸 자체가 에너지 효율을 높여준다는 것입니다.1. 사실 고래가 먹는 것은 '플랑크톤 몇 마리'가 아닙니다대표적인 대왕고래를 생각해보겠습니다.대왕고래는 주로 크릴 같은 작은 갑각류를 먹습니다. 크릴 하나는 몇 cm 정도밖에 안 되지만, 고래는 이것을 수천~수만 마리씩 한꺼번에 입 안으로 들이마십니다.그리고 고래수염으로 물을 걸러내면서 크릴만 남겨 먹습니다.즉, 크릴 1마리 = 에너지 아주 적음크릴 엄청난 양 = 고래에게는 엄청난 에너지입니다.대왕고래가 하루에 먹는 먹이의 양은 조건에 따라 상당히 달라지지만, 먹이가 풍부한 시기에는 수 톤에 달하는 크릴을 먹을 수 있습니다.2. 그런데 더 놀라운 건 "큰 몸이 오히려 유리하다"는 것입니다이론적으로 몸집이 커지면 에너지 소비도 증가합니다.그런데 에너지 소비는 몸무게에 정확히 비례해서 증가하지 않습니다.동물의 기초적인 에너지 소비량은 대체로 체중보다 느리게 증가합니다.이 때문에 큰 동물일수록 체중 1kg당 필요한 에너지는 오히려 적어집니다.이걸 흔히 체격이 커질수록 나타나는 대사율의 상대적 감소, 즉 대사 스케일링이라고 합니다.코끼리와 생쥐를 비교하면 이해하기 쉽습니다코끼리는 생쥐보다 엄청나게 큽니다.그렇다고 코끼리 한 마리가 생쥐 수천 마리의 체중만큼 정확히 에너지를 소비하는 것은 아닙니다.큰 동물은 체중 1kg당 에너지 소비량이 작은 동물보다 낮습니다.고래도 이 원리의 극단적인 사례라고 볼 수 있습니다.그래서 역설적으로,"너무 커서 먹이를 많이 먹어야 한다"와 동시에"너무 커서 체중당 에너지 소비가 적다"가 동시에 성립합니다.3. 고래는 움직일 때도 엄청나게 효율적입니다고래는 물속에서 움직이는 동물인데도 몸의 형태가 굉장히 효율적입니다.유선형의 몸을 가지고 있고, 꼬리지느러미를 이용해 추진력을 만듭니다.그리고 고래는 항상 빠르게 헤엄치지 않습니다.느릿느릿 이동하다가 먹이가 밀집된 곳을 찾으면 엄청난 양을 먹고, 다시 이동합니다.특히 대왕고래 같은 여과섭식 고래는 먹이가 적은 곳에서 계속 사냥하는 게 아니라,크릴이 엄청나게 밀집되어 있는 곳을 찾아가서 집중적으로 먹습니다.4. 그리고 고래에게는 "한꺼번에 먹어치우는 기술"이 있습니다대왕고래의 입은 사실상 거대한 그물처럼 작동합니다.먹이와 함께 엄청난 양의 물을 입 안에 넣습니다.그다음 입을 닫고 혀를 이용해 물을 밀어냅니다.고래수염이 물은 통과시키면서 크릴은 걸러냅니다.그러니까 인간으로 비유하면, 바닷물을 한 컵씩 마시는 게 아니라 수영장 하나를 입에 넣고 그 안의 새우만 걸러 먹는 것에 가깝습니다.5. 사실 "플랑크톤만 먹는데 왜 그렇게 큰가?"에는 진화적인 이유도 있습니다고래의 조상은 지금처럼 거대한 동물이 아니었습니다. 그런데 바다에는 특정 지역과 계절에 엄청나게 밀집된 먹이 자원이 존재합니다.특히 크릴처럼 작은 먹이가 특정 시기에 폭발적으로 증가합니다.이런 먹이를 효율적으로 먹을 수 있는 동물이라면, 큰 몸 + 큰 입 + 여과섭식이라는 전략이 굉장히 유리해집니다.몸이 커지면 이동 범위가 커지고, 큰 입으로 한 번에 더 많은 먹이를 걸러낼 수 있기 때문입니다.결국 수백만 년 동안작은 먹이를 대량으로 먹는 능력이 큰 몸을 만들었고 그래서 더 많은 먹이를 한 번에 처리할 수 있게 되고 더 큰 몸을 갖게 되는 방향으로 진화가 진행될 수 있었습니다.6. 그래서 대왕고래가 지구 역사상 가장 큰 동물이 될 수 있었습니다대왕고래는 지금까지 지구상에 존재했던 동물 가운데 가장 큰 동물로 알려져 있습니다.공룡보다도 큽니다.그리고 마지막으로 아주 중요한 비밀이 하나 있습니다고래가 1년 내내 플랑크톤을 엄청나게 먹으면서 살아가는 것은 아닙니다.대왕고래를 비롯한 많은 수염고래는 먹이가 풍부한 고위도 지역에서 집중적으로 먹이를 먹고, 번식기에는 먹이가 상대적으로 적은 따뜻한 바다로 이동합니다.즉, 여름: "먹을 수 있을 때 미친 듯이 먹는다.", 겨울: "저장해 둔 지방으로 버틴다."에 가깝습니다. 고래 몸에 엄청난 양의 지방층(블러버)이 있는 이유도 여기에 있습니다.따라서 고래의 생존 전략은 "엄청난 양의 작은 먹이를 매우 효율적으로 수확하고, 거대한 몸의 에너지 효율을 이용하며, 풍부한 계절에 지방을 축적해 부족한 시기를 버틴다."라고 보는 것이 정확합니다.

안녕하세요. 이조은 전문가입니다.귀뚜라미는 아주 대표적인 ‘풀벌레’입니다. 다만 재미있는 점은 ‘풀벌레’가 생물학적인 분류명이 아니라, 풀이나 들판에서 울음소리를 내는 곤충을 두루 부르는 말이라는 겁니다.1. 귀뚜라미는 왜 ‘풀벌레’일까요?귀뚜라미는 풀벌레라고 부릅니다.‘풀벌레’는 보통 풀밭이나 들판에서 소리를 내는 작은 곤충을 통칭하는 표현입니다.귀뚜라미 외에도 방울벌레, 여치, 베짱이, 쓰름매미 등 매미류, 여러 종류의 여치과 곤충 등을 풀벌레라고 부를 수 있습니다.따라서 풀벌레 = 특정 곤충 한 종류가 아니라 생활환경과 울음소리를 기준으로 한 일상적인 표현이라고 이해하면 정확합니다.2. 그런데 귀뚜라미는 어떻게 소리를 낼까요?귀뚜라미는 입이나 배로 우는 게 아닙니다.날개를 서로 비벼서 소리를 냅니다.수컷 귀뚜라미의 앞날개에는 아주 작은 톱니 모양의 줄과 이것을 긁는 긁개 같은 구조가 있습니다.수컷이 앞날개를 빠르게 서로 비비면날개의 톱니 구조가 서로 마찰시키면 진동 발생하고 공명현상으로 "귀뚤귀뚤"이라는 소리가 만들어집니다.즉, 귀뚜라미의 울음소리는 사실상 ‘곤충판 바이올린’이라고 생각하면 이해하기 쉽습니다.그리고 이 소리는 아무 때나 내는 것이 아닙니다. 주로 수컷이 암컷을 부르기 위해 냅니다.수컷은 종류에 따라 여러 가지 소리를 냅니다.구애음: 암컷을 부르는 소리짝짓기 전후의 소리다른 수컷과 경쟁할 때 내는 소리그래서 밤에 들리는 귀뚜라미 소리는 사실상 수컷 귀뚜라미들의 연애 방송에 가깝습니다.3. 왜 귀뚜라미는 밤에 더 잘 울까요?귀뚜라미는 주로 야행성이기 때문입니다.밤에는 포식자의 위험이 상대적으로 줄어들고, 소리를 이용해서 짝을 찾기도 좋습니다.그리고 귀뚜라미의 울음소리는 온도에도 영향을 받습니다.기온이 높으면 신진대사가 빨라져 소리를 내는 속도가 빨라지는 경향이 있습니다.그래서 예전부터 사람들이"귀뚜라미 소리를 세어 기온을 알아낸다"같은 이야기를 하기도 했습니다.실제로 특정 귀뚜라미 종에서는 일정 시간 동안 울음 횟수를 세어 기온을 추정하는 돌베어 법칙(Dolbear's law)이 알려져 있습니다.다만 모든 귀뚜라미에 똑같이 적용되는 정확한 온도계는 아닙니다.4. 귀뚜라미는 어떻게 태어날까요?귀뚜라미의 생활사는 꽤 단순합니다.알에서 약충이 되고 마지막엔 성충이 되는 절차입니다.암컷은 흙이나 식물 주변에 알을 낳습니다.알에서 부화하면 작은 귀뚜라미가 나오는데, 이 녀석을 약충(nymph)이라고 합니다.처음부터 지금 우리가 아는 귀뚜라미의 형태와 상당히 비슷합니다.다만 날개가 제대로 발달하지 않았고 생식기관이 성숙하지 않았으며 크기가 작습니다.그리고 여러 차례 탈피하면서 몸집이 커지고 날개가 발달합니다.마지막 탈피를 하면 성충이 됩니다.귀뚜라미는 불완전변태 곤충입니다.5. 귀뚜라미는 얼마나 살까요?여기에는 종에 따라 차이가 상당히 큽니다.우리가 흔히 보는 야외의 귀뚜라미는 대체로 1년 안팎의 생활사를 갖는 경우가 많습니다.특히 우리나라에서 가을에 흔히 볼 수 있는 귀뚜라미들은 여름에 성충이 된 뒤 가을에 활발하게 활동하고, 겨울을 앞두고 성충이 죽는 경우가 많습니다.하지만 종에 따라 알 상태로 겨울을 보내는 경우도 있습니다.그래서 우리가 가을에 귀뚜라미를 많이 듣는 것은 단순히 "가을에 갑자기 생겨서"가 아니라,여름 동안 성장하고 성충이 되어 가을에 짝짓기와 번식 활동이 활발해지고 겨울이 오면서 생을 마치는 생활사와 관련이 있습니다.6. 귀뚜라미는 언제부터 지구에 있었을까요?이건 상당히 오래된 이야기입니다.귀뚜라미가 속한 메뚜기목(Orthoptera) 계통은 적어도 2억 년이 넘는 매우 오래된 곤충 계통으로 알려져 있습니다.현대의 귀뚜라미와 정확히 똑같은 모습의 조상이 그때부터 있었다는 의미는 아니지만, 귀뚜라미와 가까운 계통의 곤충들이 공룡이 살던 중생대부터 이미 지구에서 진화하고 있었다고 볼 수 있습니다.그러니까 우리가 밤에 듣는 "귀뚤귀뚤..."이라는 소리는 꽤 오래된 생존 전략인 셈입니다.7. 귀뚜라미처럼 소리를 내는 곤충은?여기서부터 정말 재미있습니다.곤충들은 소리를 만드는 방법도 다양합니다.여치: 날개를 비벼 찌르르, 쨍쨍 소리를 냄베짱이: 날개를 비벼 찌르르 소리를 냄방울벌레: 날개를 비벼 맑은 방울 같은 소리를 냄매미: 배의 발음기관 진동으로 맴맴 소리를 냄풍뎅이류 일부 :몸이나 날개 진동과 마찰로 윙윙 소리를 냄벌: 날개 진동으로 윙윙 소리를 냄모기: 날개 진동으로 앵앵 소리를 냄특히 매미는 배에 있는 발음기관(tymbal)을 빠르게 변형시켜 진동을 만들고, 배 내부의 빈 공간에서 소리를 증폭합니다.그래서 매미는 엄청나게 큰 소리를 낼 수 있습니다.귀뚜라미, 여치, 베짱이 등은 모두 메뚜기목에 속합니다. 그래서 생김새도 비슷하고 날개를 서로 비벼 소리를 만드는 방식도 비슷합니다.다만 종마다 소리의 주파수, 리듬, 반복 패턴, 울음 시간이 전부 다릅니다.그래서 암컷은 자기 종의 수컷이 내는 고유한 소리 패턴을 구별할 수 있습니다.결국 ‘풀벌레 소리’라는 말은 꽤 정확한 표현입니다.가을밤에 들리는 소리를 생각하면, 귀뚜라미 한 종류가 우는 것이 아니라 여러 곤충들이 각각 다른 방식으로 만들어내는 소리가 섞여 있는 것입니다.귀뚜라미의 귀뚤귀뚤, 여치의 찌르르, 매미의 맴맴, 각종 곤충의 윙윙, 스스스가 섞여서 우리가 흔히 말하는 ‘풀벌레 소리’가 되는 것이죠.그래서 어릴 때 들었던 "가을밤 풀벌레 소리"라는 표현은 단순히 감성적인 문장이면서도, 생물학적으로 보면 들판의 여러 곤충이 만들어내는 일종의 자연 합주라고 볼 수 있습니다.

안녕하세요. 이조은 전문가입니다.이건 식물 생리학의 이야기입니다. 나뭇잎이 초록색인 이유와 가을에 노랗거나 빨갛게 변하는 이유는 모두 '색소'의 변화로 설명할 수 있습니다.1. 나뭇잎과 풀은 왜 초록색일까?가장 중요한 범인은 엽록소(클로로필, chlorophyll)입니다.식물은 햇빛을 이용해서 광합성을 합니다.그런데 햇빛은 사실 한 가지 색이 아니라 여러 파장의 빛이 섞여 있습니다.엽록소는 그중에서 빨간색과 파란색 계열의 빛을 비교적 잘 흡수합니다.반대로 초록색 빛은 상대적으로 덜 흡수하고 반사하거나 통과시킵니다.우리 눈에 들어오는 것이 주로 그 초록색 빛이기 때문에"잎이 초록색이다."라고 보이는 겁니다.즉, 잎이 초록색 빛을 만들어내는 것이 아니라, 초록색 빛을 상대적으로 많이 우리 눈으로 돌려보내기 때문에 초록색으로 보이는 것입니다.그리고 엽록소가 빛을 흡수해서 얻은 에너지가 광합성에 사용됩니다.2. 그런데 가을이 되면 왜 색이 변할까?날씨가 추워지고 낮의 길이가 짧아지면 많은 낙엽수는 "이제 겨울이 오겠구나." 라는 식으로 환경 변화를 감지합니다.그러면 잎을 계속 유지하는 데 드는 에너지와 영양분을 아끼기 위해 엽록소를 분해하고 잎에서 질소 등의 영양분을 회수하기 시작합니다.그러면서 초록색을 담당하던 엽록소가 점점 사라집니다.그런데 잎에는 엽록소만 있는 게 아닙니다.평소에는 엽록소가 워낙 많아서 다른 색소가 가려져 있을 뿐입니다.그래서 엽록소가 사라지면 숨어 있던 다른 색깔들이 드러나기 시작합니다.3. 은행잎은 왜 노랗게 변할까?대표적인 색소가 카로티노이드(carotenoid)입니다.카로티노이드에는 노란색과 주황색을 나타내는 색소들이 있습니다.평소에는초록색 엽록소 ＞ 노란색 카로티노이드이기 때문에 우리 눈에는 그냥 초록색으로 보입니다.가을이 되면엽록소가 줄어들면서 카로티노이드가 많아져 노란색이나 주황색이 드러납니다.그래서 은행잎이 초록색, 연두색, 노란색, 황금색으로 변하는 것입니다.은행나무가 특별히 가을에 노란색 색소를 새로 왕창 만드는 것이라기보다는, 기존에 있던 카로티노이드가 엽록소가 사라지면서 눈에 띄게 되는 것이 중요한 이유입니다.4. 그런데 단풍잎은 왜 빨갛게 될까?붉은색의 주범은 안토시아닌(anthocyanin)이라는 색소입니다.안토시아닌은 빨강, 자주, 보라 계열의 색을 만들어냅니다.그런데 카로티노이드와 달리 안토시아닌은 많은 경우 가을에 잎에서 새롭게 만들어집니다.5. 그렇다면 단풍나무는 왜 굳이 빨간색 색소를 만들까?이게 식물학에서 상당히 흥미로운 부분입니다.아직 모든 세부적인 이유가 완전히 하나로 정리된 것은 아니지만, 안토시아닌이 강한 빛이나 활성산소로부터 잎의 조직을 보호하고, 가을철 잎에서 영양분을 회수하는 과정에 도움을 줄 가능성이 중요한 설명 중 하나입니다.특히 가을에는 낮은 기온 + 강한 햇빛 + 광합성 능력 감소라는 묘한 상황이 생깁니다.광합성을 담당하는 시스템은 추워지면서 효율이 떨어지는데 햇빛은 여전히 들어옵니다.그러면 잎 내부에서 산화 스트레스가 발생할 수 있습니다.안토시아닌은 일종의 빛 차단막 겸 보호막처럼 작용할 수 있습니다.그래서 단풍나무 입장에서는 "곧 버릴 잎인데 뭐하러 빨간색까지 만들어?"가 아니라 "버리기 전에 최대한 영양분을 회수하고 손상을 줄이자."라는 전략으로 이해할 수 있습니다.6. 단풍의 색이 날씨에 따라서도 달라진다는 것가을에 낮에는 햇빛이 좋고, 밤에는 기온이 내려가는 조건에서는 붉은색이 상당히 선명해질 수 있습니다. 왜냐하면 낮 동안 광합성으로 만들어진 당이 잎에 남고, 안토시아닌 생성과 관련된 조건이 좋아질 수 있기 때문입니다.그래서 같은 나무라도 햇빛을 많이 받은 잎은 더 붉게, 그늘진 잎은 노란색이나 주황색에 가까운 경우가 나타날 수 있습니다.그래서 가을 단풍을 아주 단순하게 표현하면,여름에는 초록색 엽록소가 다른 색소들을 압도하고 있다가, 가을이 되면 엽록소가 사라지면서 잎 속에 숨어 있던 색들이 드러나고, 일부 나무는 붉은색 안토시아닌까지 새로 만들어낸다고 보시면 됩니다.

안녕하세요. 이조은 전문가입니다.흥미로운 질문입니다. 사람은 생물학적으로 보면 꽤 묘한 존재예요. 본능을 가진 동물인데, 그 본능을 거스르겠다는 생각까지 할 수 있는 동물이니까요.생물학과 신경과학 관점에서 차근차근 보면 다음과 같습니다.1. 사람에게는 어떤 원초적 본능이 있을까?'사람의 본능'을 몇 가지 고정된 목록으로 딱 자르기는 어렵지만, 생존과 번식에 유리하도록 진화한 행동 경향은 꽤 분명합니다.생존 본능: 위험을 피하고 안전한 곳을 찾으려는 경향먹고 마시려는 욕구: 배고픔과 갈증을 해소하려는 행동성적 욕구와 번식 행동회피와 공포 반응: 위험한 것을 보면 피하거나 싸우거나 얼어붙는 반응공격과 방어 행동: 자신의 신체나 자원을 지키려는 경향보상 추구: 맛있는 음식, 성적 자극, 돈, 칭찬 등 보상을 얻으려는 행동사회적 유대 욕구: 다른 사람과 관계를 맺고 집단에 소속되려는 경향자녀를 보호하려는 행동호기심과 탐색: 주변 환경을 파악하고 새로운 것을 알아내려는 경향지위와 경쟁 욕구: 집단 안에서 자신의 위치를 확보하려는 경향중요한 것은 이것들이 전부 "무조건 그렇게 행동한다"는 본능적인 명령은 아니라는 것입니다. 오히려 정확하게 표현하면 특정 행동을 하도록 우리를 기울게 만드는 생물학적 성향에 가깝습니다.2. 그런데 인간은 본능과 반대로 행동할 수 있습니다. 여기서 질문하신 핵심이 나옵니다.예를 들어, "배가 고프지만 다이어트 중이니까 먹지 말자." 본능적으로는 먹고 싶다는 신호가 올라옵니다. 그런데 인간의 뇌에는 이것을 억제하고 장기적인 목표를 선택할 수 있는 능력이 있습니다. 또, "무섭지만 저 사람을 구해야 한다." "화가 나지만 지금 공격하면 안 된다." "자고 싶지만 시험 공부를 해야 한다." "당장 사고 싶지만 돈을 아껴야 한다."와 같은 행동은 모두 어느 정도 즉각적인 욕구와 장기적인 목표 사이의 경쟁으로 볼 수 있습니다.특히 전전두엽을 포함한 뇌의 고차원적인 조절 시스템이 충동이나 감정적 반응을 억제하고 행동을 선택하는 데 중요한 역할을 합니다.3. 그렇다면 '의지'는 무의식적으로 작동할 수 있을까?어느 정도는 가능합니다.다만 "의지 자체가 완전히 무의식적으로 존재한다"라고 표현하면 조금 애매합니다.더 정확하게는, 의식적인 결정을 반복하다 보면 그것이 자동화되어 무의식적인 행동 패턴이 될 수 있습니다.예를 들어 처음에는 "나는 밤에 과자를 먹지 않을 거야."라고 의식적으로 참아야 합니다.그런 행동을 반복하면 어느 순간 밤이 되고 과자를 찾는 행동을 하면 "아, 내가 안 먹기로 했지"라고 다른 행동으로 전환하는 패턴이 만들어집니다.더 반복하면 나중에는 과자를 먹고 싶은 충동 자체가 예전보다 약해지거나, 과자를 봐도 자연스럽게 지나치는 행동이 나타날 수 있습니다.즉, 의식적인 의지를 반복해서 습관화하고 그게 자동화되는 과정이 가능합니다.4. 더 재미있는 것은 '본능을 거스르는 것'도 결국 사람의 생물학이라는 점입니다예를 들어 사람에게는 성적 욕구가 있습니다.그런데 어떤 사람은 평생 독신으로 살기도 합니다. 먹고 싶은 욕구가 있지만 단식을 하기도 하고, 위험을 피하려는 본능이 있지만 불 속으로 들어가 다른 사람을 구하기도 합니다.화가 나서 공격하고 싶지만 참기도 합니다.당장 즐거운 일을 하고 싶지만 10년 뒤를 위해 공부하거나 돈을 저축하기도 합니다.진화적으로 보면 인간에게는 애초에 충동을 억제하고 미래를 예측하고, 사회적 규칙을 따르고, 장기적인 보상을 선택하는 능력 역시 생존에 유리했기 때문에 발달했다고 볼 수 있습니다.5. 그리고 '의지'가 항상 의식적인 것은 아닙니다. 여기서 의식과 무의식의 경계가 중요합니다. 사람이 어떤 행동을 할 때 실제로는 여러 과정이 동시에 작동합니다.예를 들어 누군가에게 화가 났을 때,처음에는 "때리고 싶다." 라는 아주 빠른 반응이 발생할 수 있습니다.그다음 "하지만 그러면 안 되지." 라는 억제 과정이 작동합니다.그런데 이 사람이 평소에 감정을 조절하는 습관을 충분히 만들어 놓았다면, 나중에는 굳이 머릿속으로 긴 문장을 만들지 않아도 자연스럽게 행동을 멈출 수 있습니다.이 경우에는 과거에는 의식적인 '의지'였던 것이 자동화된 억제 행동이 된 것입니다.6. 그래서 '무의식적인 의지'라는 표현은 어떻게 이해하면 좋을까요?의지가 무의식적으로 존재한다기보다는, 의식적으로 선택한 행동과 가치관이 반복되면서 무의식적인 행동 경향으로 자리 잡을 수 있다.그리고 이 과정은 상당히 강력합니다.처음에는"해야 하니까 한다."였던 것이,나중에는"그냥 그렇게 하는 사람"이 될 수 있습니다.운동, 절제, 공부, 친절, 공격성 억제, 식습관, 소비습관 같은 것들이 여기에 해당할 수 있습니다.오히려 사람의 행동은본능 + 감정 + 학습 + 기억 + 사회적 경험 + 미래 예측 + 목표 + 자기통제가 서로 경쟁하고 협력한 결과에 가깝습니다.그래서 사람은 본능을 가진 동물이면서, 자신의 본능을 관찰하고 그것을 억제하거나 다른 방향으로 이용할 수 있는 동물이라고 볼 수 있습니다.