생물은 상처가 나면 어떻게 회복을 시작하나요?
안녕하세요, 고온다습님. 이중철 전문가입니다.먼저, 우리 몸에 상처가 났을 때 스스로 피를 멈추고, 새살을 돋우며 원래 상태로 회복하는 과정은 생명과학 기술의 정점이라고 부를 수도 있을 만큼 매우 정밀하게 짜인 협동 플레이라고 할 수 있습니다. 생명체의 상처 치유는 세포 분열, 면역 반응, 단백질 합성 등의 생명 현상이 총동원되는 과정인데요. 이 과정은 시간 흐름에 따라 겹치면서 진행되는 네 가지 단계로 나뉩니다. 조직이 어떻게 다시 형성되는지 순서대로 차근차근 정리해 답변 드리겠습니다.1. [1단계] 상처를 즉시 틀어막는 '지혈 과정'상처가 나서 혈관이 터지면 우리 몸은 가장 먼저 출혈을 막고 외부 유해 물질이 침입하지 못하도록 방어벽을 세웁니다.혈관이 다치는 순간 출혈을 줄이기 위해 일시적으로 혈관이 수축합니다. 그 후 혈액 속을 떠다니던 세포 조각인 혈판들이 상처 부위로 거대하게 몰려들어 서로 엉겨 붙으며 임시 마개를 만듭니다. 뒤이어 혈액 속의 단백질 성분들이 연쇄 화학 반응을 일으켜 그물망 모양의 피브린이라는 섬유소 물질을 만들어 내는데요. 이 피브린 그물이 혈구 세포들을 촘촘하게 가두면서 단단한 피떡(혈전)이 형성되고, 이것이 공기 중 서 말라 굳으면 우리가 흔히 보는 딱지가 됩니다.2. [2단계] 외부 적과 노폐물을 치우는 '염증 과정'지혈이 끝나면 상처 부위를 깨끗하게 청소하고 방역을 실시하는 군대인 백혈구들이 전면전을 시작합니다.상처를 통해 들어온 세균을 잡기 위해 몸속의 면역 세포들이 신호 물질인 히스타민을 분비하는데요. 이 신호에 의해 상처 주변의 모세혈관이 확장되면서 혈액 속의 강력한 청소부 세포인 호중구와 대식세포들이 상처 부위로 쏟아져 들어옵니다. 이 세포들은 식균 작용을 통해 침입한 세균을 잡아먹고, 죽은 세포 찌꺼기와 파괴된 조직들을 깨끗하게 청소합니다. 이 과정에서 혈관이 넓어지고 면역 세포들이 격렬하게 싸우기 때문에 상처 부위가 붉게 변하고, 붓고, 열이 나며 통증을 느끼는 염증 현상이 발생하게 되는 것이랍니다.3. [3단계] 새살과 혈관을 채우는 증식 과정청소가 어느 정도 마무리되면 본격적으로 빈 공간을 메우고 새살을 돋우는 건설 작업이 시작되는데요. 이 단계를 증식 단계라고 부릅니다. 가장 중요한 역할을 하는 것은 섬유아세포라는 특수한 세포입니다. 이 세포들이 상처 부위로 이동해 와서 아주 질기고 단단한 단백질인 콜라겐을 대량으로 합성하여 무너진 피부 속의 뼈대를 만들기 시작해요. 이와 동시에 세포들이 자라나기 위한 산소와 영양분을 공급하기 위해 기존 혈관에서 새로운 미세 혈관들이 가지를 치며 뻗어 나오는 신생 혈관 형성 능력이 작동합니다. 뼈대와 혈관이 갖춰지면, 상처 가장자리에 있던 피부 상피 세포들이 활발하게 체세포 분열을 일으켜 상처 표면을 아래서부터 덮어 나가는 상피화 현상이 일어나게 된답니다.4. [4단계 조직을 더 단단하게 다듬는 성숙 과정마지막은 새로 만들어진 미완성의 살을 더 단단하고 정교하게 리모델링하는 단계입니다. 상처가 겉으로 치유된 것처럼 보여도 피부 속에서는 몇 달에서 몇 년 동안 이 과정이 지속되는데요. 3단계에서 급하게 만들어진 콜라겐은 엉성하게 얽혀 있어서 쉽게 찢어질 수 있습니다. 성숙 단계에 접어들면 우리 몸은 이 엉성한 콜라겐을 분해하고, 더 규칙적이고 조밀한 구조를 가진 튼튼한 콜라겐으로 교체하는 작업을 수행합니다. 이 과정에서 상처 부위가 서서히 오그라들며 상처 크기가 줄어들게 됩니다. 건설 과정 동안 과도하게 만들어졌던 미세 혈관들은 임무를 다했기 때문에 서서히 사라지고, 붉었던 상처 부위가 살색이나 하얀색의 흉터 조직으로 변하며 안정화되게 된답니다.정리하자면,생물에 상처가 났을 때 일어나는 회복 과정은 혈소판과 피브린 그물이 피를 막는 지혈을 시작으로, 백혈구들이 식균 작용을 통해 세균과 노폐물을 청소하는 염증 단계를 거쳐, 섬유아세포가 콜라겐을 합성하고 신생 혈관과 상피 세포 분열을 통해 새살을 채우는 증식 단계를 지나, 최종적으로 콜라겐 구조를 촘촘하게 리모델링하여 원래의 튼튼한 피부 장벽으로 다듬어가는 성숙 단계를 거치는 유기적이고 정밀한 생명 현상의 연속이라고 할 수 있답니다.※ 질문자님을 포함하여 소중한 분들의 건강, 재산과 안전을 지키고, 혹시나 발생할 수 있을 다양한 문제 상황에 놓이지 않기 위해서라도 저를 포함하여 다양한 토픽에서 활동하는 모든 전문가분들의 아하 지식커뮤니티에서의 답변은 예외 없이 참고 용도로만 유용하게 활용하시기 바랍니다.😉
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폐포는 왜 그렇게 많은 작은 주머니 구조로 되어 있나요?
안녕하세요, 스라소니199님. 이중철 전문가입니다.폐가 하나의 큰 주머니가 아니라 수억 개의 미세한 주머니인 폐포 구조를 취하고 있는 이유는 물질대사와 물질 교환의 효율성을 설명하는 가장 대표적인 사례 중 하나인데요. 직관적으로 말씀드리면, 이는 제한된 공간 안에서 공기와 맞닿는 표면적을 극단적으로 넓혀서 기체 교환을 가장 빠르고 효율적으로 처리하기 위한 생물학적 선택이라고 할 수 있습니다. 하나의 큰 주머니 구조와 비교하여 왜 작은 주머니 구조가 압도적으로 유리한지 세 가지 과학적 근거를 바탕으로 답변 드리겠습니다.1. 부피 대비 표면적 극대화의 기하학적 법칙수학적으로 같은 부피를 가진 물체라 하더라도, 이를 잘게 쪼개면 쪼갤수록 외부와 맞닿는 전체 겉넓이인 표면적은 기하급수적으로 늘어나게 됩니다. 교차 검증된 생물학 통계에 따르면 성인의 양쪽 폐에는 약 3억 개에서 5억 개의 폐포가 존재하는데요. 이 지름 0.2밀리미터 수준의 작은 폐포들의 표면적을 모두 펼쳐서 하나로 이어 붙이면, 그 넓이가 대략 70에서 100제곱미터에 달합니다. 이는 좁은 가슴골격 안의 폐 부피에 비해 무려 수십 배나 넓은 면적으로, 테니스 코트 절반 혹은 작은 교실 하나를 가득 채울 수 있는 크기입니다. 만약 폐가 하나의 거대한 풍선 같은 주머니 구조였다면 표면적은 수십 분의 일에 불과했을 것이며, 우리 몸이 필요로 하는 막대한 양의 산소를 제때 흡수하지 못해 인류는 조금만 움직여도 금방 숨이 가빠져 생존하기 어려웠을 것입니다.2. 확산 현상의 효율성 촉진폐포에서 산소와 이산화탄소가 교환되는 방식은 세포가 에너지를 소모하며 물질을 나르는 것이 아니라, 물리적인 농도 차이에 의해 물질이 스스로 이동하는 확산 현상을 따르는데요. 확산은 경계면의 면적이 넓을수록, 그리고 통과해야 하는 벽의 두께가 얇을수록 그 속도가 비약적으로 빨라집니다. 폐포는 작게 나뉘면서 표면적을 극대화했을 뿐만 아니라, 세포 한 겹으로 이루어진 극도로 얇은 막 구조를 가지게 되었습니다. 넓은 면적과 얇은 막이라는 두 가지 조건이 완벽하게 충족되면서, 숨을 들이쉬고 내쉬는 찰나의 순간에 온몸의 혈액을 청소할 수 있는 엄청난 기체 교환 속도를 확보할 수 있게 된 것이지요.3. 모세혈관과의 빈틈없는 밀착 네트워크 형성폐포의 또 다른 구조적 장점은 수송관 역할을 하는 모세혈관과의 유기적인 결합에 있는데요. 각각의 작은 폐포 표면은 그물망처럼 촘촘한 모세혈관들이 빈틈없이 감싸고 있어요. 폐포가 수억 개로 조각나 있으면 흘러들어오는 모든 혈액이 신선한 공기와 1대1로 직접 마주할 수 있는 완벽한 접촉 환경이 만들어집니다. 반면에 폐가 하나의 큰 주머니 형태였다면, 주머니 벽면에 닿는 가장자리의 공기만 혈액과 교환되고 중심부에 머무는 거대한 양의 공기는 혈관과 닿지 못한 채 그대로 호흡을 통해 밖으로 버려지는 치명적인 비효율이 발생했을 것입니다.정리하자면, 폐포가 수억 개의 작은 주머니 구조로 나뉘어 있는 이유는 제한된 폐의 부피 안에서 공기와 맞닿는 표면적을 테니스 코트 크기만큼 극대화하기 위함이며, 이를 통해 에너지를 쓰지 않는 기체의 확산 효율을 높이고 촘촘한 모세혈관과의 접촉 면적을 넓혀 온몸에 필요한 산소를 지체 없이 신속하게 공급하기 위한 최적의 생물학적 설계라고 할 수 있답니다.※ 질문자님을 포함하여 소중한 분들의 건강, 재산과 안전을 지키고, 혹시나 발생할 수 있을 다양한 문제 상황에 놓이지 않기 위해서라도 저를 포함하여 다양한 토픽에서 활동하는 모든 전문가분들의 아하 지식커뮤니티에서의 답변은 예외 없이 참고 용도로만 유용하게 활용하시기 바랍니다.😉
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콩팥은 어떻게 노폐물만 걸러내고 필요한 성분은 다시 흡수하나요?
안녕하세요, 스라소니199님. 이중철 전문가입니다.콩팥이 작동하는 방식을 처음 배울 때 일단 대량으로 다 걸러낸 다음 필요한 것을 힘들게 다시 흡수하는 과정이 왜 효율적인지 의문을 갖는 것은 좋은 질문입니다. 얼핏 보면 비효율적인 이중 작업처럼 보이지만, 사실 이 방식은 인류를 포함한 생명체가 수억 년 동안 진화하면서 찾아낸 가장 안전하고 완벽한 생존 전략으로 볼 수 있는데요. 신장의 물질 이동 원리를 바탕으로 그 이유를 논리적으로 정리해 답변 드리겠습니다.■ [네프론의 기본 작동 원리] 여과와 재흡수우리 몸의 콩팥 하나에는 약 100만 개의 네프론이라는 미세한 필터 단위가 존재하고 있는데요. 네프론은 사구체, 보먼주머니, 세뇨관으로 구성되어 있으며 다음과 같은 순서로 혈액을 청소한답니다. 첫째, 여과는 사구체라는 모세혈관 뭉치에서 보먼주머니로 물질이 이동하는 단계입니다. 이때 물질을 고르는 기준은 물질의 기능이 아니라 오직 크기입니다. 심장에서 밀어내는 높은 혈액 압력 때문에 적혈구, 백혈구, 거대한 단백질처럼 크기가 큰 성분들은 혈관에 그대로 남고, 물, 포도당, 아미노산, 무기염류, 그리고 노폐물인 요소처럼 크기가 작은 물질들만 사구체 벽을 통과해 보먼주머니로 빠져나갑니다. 이 액체를 원뇨라고 부릅니다.둘째, 재흡수는 보먼주머니를 빠져나온 원뇨가 긴 세뇨관을 통과할 때 일어납니다. 세뇨관을 둘러싼 모세혈관이 우리 몸에 꼭 필요한 포도당과 아미노산은 100퍼센트 모두 다시 흡수하고, 물과 무기염류도 신체 상태에 따라 대부분(약 99퍼센트) 다시 혈액으로 회수합니다. 결국 재흡수되지 않고 끝까지 남은 미량의 물과 요소, 노폐물들만 모여 소변이 됩니다.■ 다 버리고 필요한 것만 줍는 방식이 진짜 효율적인 세 가지 이유그렇다면 왜 콩팥은 처음부터 노폐물만 쏙쏙 골라서 버리지 않고 전체를 다 버렸다가 다시 줍는 방식을 쓰는 걸까요?첫째, 미지의 독소와 노폐물로부터 몸을 완벽하게 방어하기 위해서입니다.우리가 살아가는 동안 몸속으로 어떤 유독 물질이나 낯선 약물이 들어올지 우리 몸의 유전자는 미리 예측할 수 없습니다. 만약 노폐물만 골라서 밖으로 퍼내는 방식을 쓰려면, 신장은 지구상에 존재하는 수천, 수만 가지 독소의 종류마다 각기 다른 맞춤형 수송체(단백질 펌프)를 세포막에 가지고 있어야 합니다. 이는 생물학적으로 불가능에 가깝습니다. 따라서 일단 크기가 작은 것은 적군과 아군을 가리지 않고 모조리 밖으로 던져버린 뒤, 이미 잘 알고 있는 안전한 필수 영양소인 포도당, 아미노산 등의 한정된 통로만 열어 아군만 안전하게 성 안으로 다시 들여보내는 방식이 미지의 위험으로부터 몸을 지키는 데 훨씬 안전하고 영리한 전략이 된답니다.둘째, 사구체 압력을 이용한 무동력 에너지 절약 때문입니다.여과가 일어나는 사구체에서는 세포의 에너지를 만드는 물질인 ATP가 전혀 소모되지 않습니다. 오직 심장이 뿜어내는 기계적인 혈압의 힘으로만 물질을 체 거르듯 밀어내기 때문입니다. 만약 몸에 쌓인 수많은 종류의 노폐물을 매번 세포가 직접 인지해서 능동적으로 혈액 밖으로 펌프질해 버려야 했다면, 콩팥은 지금보다 수십 배 많은 막대한 에너지를 소모하여 금방 지쳐버렸을 것입니다. 심장의 에너지를 무상으로 빌려 써서 1차 필터링을 끝내기 때문에 생물학적으로 매우 이득인 셈입니다.셋째, 신속하고 유기적인 대사 조절 능력 때문입니다.우리 몸의 혈액은 하루에 약 40회 이상 끊임없이 콩팥을 통과하며 청소됩니다. 일단 대량으로 여과를 시켜두어야 혈액 속의 수분량이나 전해질 농도가 갑자기 변했을 때, 세뇨관에서 재흡수하는 양만 미세하게 조절하여 온몸의 항상성을 아주 빠른 속도로 일정하게 유지할 수 있습니다. 꼼꼼하게 하나씩 검사해서 버리는 방식으로는 대량의 혈액을 실시간으로 정화하는 속도를 감당할 수 없거든요.정리하자면, 콩팥이 대량으로 여과한 후 필요한 성분을 다시 흡수하는 방식을 취하는 이유는 몸속으로 들어오는 예측 불가능한 미지의 독소들을 크기 기준으로 모조리 걸러내어 완벽한 방어막을 형성하고, 심장의 혈압을 이용해 무동력으로 대량의 혈액을 빠르게 여과함으로써 에너지 효율을 극대화하며, 한정된 종류의 필수 영양소 수송체만으로 효율적이고 신속하게 신체의 항상성과 수분 균형을 조절하기 위해 진화된 가장 최적의 시스템이기 때문입니다.※ 질문자님을 포함하여 소중한 분들의 건강, 재산과 안전을 지키고, 혹시나 발생할 수 있을 다양한 문제 상황에 놓이지 않기 위해서라도 저를 포함하여 다양한 토픽에서 활동하는 모든 전문가분들의 아하 지식커뮤니티에서의 답변은 예외 없이 참고 용도로만 유용하게 활용하시기 바랍니다.😉
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투구게의 피가 백신에 많이 쓰인다고 들었습니다. 어디 백신에 자주 쓰이나요?
안녕하세요, 메뚜기235님. 이중철 전문가입니다.투구게의 파란색 피가 제약 개발과 백신 분야에서 가히 천문학적인 가격에도 거래되고 있다는 이야기는 유전학 및 바이오 의학계에서 이미 유명한 사실이에요. 우선 본격적인 설명에 앞서 흔히 오해하기 쉬운 사실을 하나 바로잡자면, 투구게의 피가 백신의 '직접적인 원료(성분)'로 들어가서 주사제 안에 포함되는 것은 아니랍니다. 그 대신에, 완성된 백신이나 주사제가 환자에게 투여되기 전, 눈에 보이지 않는 치명적인 세균에 오염되었는지 확인하는 독성 물질 검사(안전성 테스트)의 필수 제재로 전 세계에서 독점적으로 쓰이고 있습니다. 학창시절의 생명과학 내용 정도로 투구게 피의 비밀과 쓰임새를 쉽게 정리해 답변 드릴게요.1. 투구게의 피가 쓰이는 백신의 종류: '모든 주사제'와 백신질문하신 '어디 백신에 자주 쓰이나요?'에 대한 답은 '인간이 맞는 모든 종류의 백신과 주사제 전체'라고 답을 할 수 있습니다. 영유아들이 맞는 필수 예방접종 백신부터 독감 백신, 파상풍 주사, 그리고 최근 전 세계를 거쳐 간 독성이 강한 코로나19 백신에 이르기까지, 인간의 혈관이나 근육으로 직접 들어가는 모든 주사 약물은 제조 마지막 단계에서 반드시 투구게의 피를 이용한 검사를 통과해야만 시중에 유통될 수 있다고 봐도 과언이 아니랍니다. 백신뿐만 아니라 병원에서 흔히 맞는 포도당 수액, 생리식염수, 그리고 몸속에 이식하는 인공 관절이나 심장 박동기 같은 의료 기기의 표면 위생을 검사할 때에도 이 투구게의 푸른 피가 필수적으로 사용되고 있습니다.2. 왜 투구게의 피여야만 할까요? → 핵심 성분은 바로 'LAL'투구게의 피가 이토록 귀한 대접을 받는 이유는 혈액 속에 함유된 아메바양 세포 용해물(Limulus Amebocyte Lysate, 줄여서 LAL)이라는 특수한 면역 성분 때문이에요.1) 파란색 피의 이유: 투구게는 인류보다 훨씬 오래전인 약 4억 5천만 년 전부터 지구에 살며 진화가 거의 멈춘 '살아있는 화석' 중 하나입니다. 사람의 피는 철(헤모글로빈) 성분이 들어있어 붉은색을 띠지만, 투구게의 피는 산소를 운반하기 위해 구리(헤모시아닌) 성분을 사용하기 때문에 신비로운 푸른빛을 띱니다.2) 원시적이지만 완벽한 면역계: 투구게는 인간처럼 정밀한 항체 형성 면역계가 없는 대신, 혈액 속에 아주 민감한 파수꾼 세포인 '아메바양 세포'를 가지고 있습니다. 이 세포는 대장균이나 살모넬라균 같은 그람 음성 세균의 세포벽에 포함된 '내독소(Endotoxin)'를 만나는 순간, 미량의 독소라도 감지하면 주변의 피를 묵처럼 단단하게 굳혀버리는 응고 반응(Clotting)을 일으키는 작용을 하고 있지요.3. 제약 개발에서 '내독소(Endotoxin) 검사'가 필수적인 이유는요?세균이 죽으면서 배출하는 내독소는 열에 대단히 강해서 일반적인 가열 살균을 거쳐도 파괴되지 않고 주사제 안에 그대로 남아있을 수 있습니다. 만약에, 이 독소가 포함된 백신을 사람이 맞으면, 체내 면역계가 폭주하면서 심각한 고열, 패혈증, 장기 부전 등을 일으켜 심하면 사망에 이르게 됩니다. 하지만, 투구게의 신비로운 푸른색 피에서 추출한 LAL 성분은 예를 들어, 올림픽 규격 수영장에 소금 한 톨이 떨어진 수준(1조 분의 1 단위)의 극미량 내독소까지 실시간으로 감지하여 단 몇 분 만에 하얗게 응고되어 젤리처럼 변합니다. 이보다 빠르고 정확하게 주사약의 오염 여부를 판별할 수 있는 화학적 대체재가 오랫동안 없었기 때문에 현재까지도 제약 업계에서의 필수재로 자리 잡은 것이랍니다.4. 생태적 한계와 미래의 변화현재 제약사들은 살아있는 투구게를 잡아서 전체 혈액의 약 30%를 채취한 뒤 다시 바다로 돌려보내는 방식을 취하고 있습니다. 하지만 이 과정에서 많은 수의 투구게가 스트레스로 폐사하여 멸종 위기에 처하게 되자, 최근 바이오 학계에서는 투구게를 해치지 않기 위해 유전자 재조합 기술을 활용한 인공 대체 시약(rFC 검사법)을 개발하여 점진적으로 도입하는 추세이기는 합니다.정리하자면,투구게의 피는 백신의 직접적인 성분으로 들어가는 것이 아니라 모든 종류의 백신과 수액의 세균 오염 여부를 판별하는 안전성 검사 제재로 쓰이며, 투구게 혈액 속의 아메바양 세포 용해물(LAL) 성분이 세균의 치명적인 내독소와 반응하면 즉각적으로 피를 굳혀버리는 강력한 응고 특성을 지니고 있어, 인간에게 치명적인 패혈증을 유발할 수 있는 주사제의 오염을 분자 수준에서 완벽하게 차단하는 독보적인 방어막 역할을 수행하고 있답니다.※ 질문자님을 포함하여 소중한 분들의 건강, 재산과 안전을 지키고, 혹시나 발생할 수 있을 다양한 문제 상황에 놓이지 않기 위해서라도 저를 포함하여 다양한 토픽에서 활동하는 모든 전문가분들의 아하 지식커뮤니티에서의 답변은 예외 없이 참고 용도로만 유용하게 활용하시기 바랍니다.😉
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더울 때 땀을 흘리면 왜 체온이 내려가나요?
안녕하세요, 스라소니199님. 이중철 전문가입니다.먼저, 우리가 더울 때 땀을 흘리고 추울 때 몸을 떠는 현상은 단순히 일어나는 물리적 변화가 아닙니다. 학창시절 생명과학 시간에 배우는 우리 몸의 상태를 일정하게 유지하려는 성질인 항상성 조절 시스템이 작동한 결과이지요. 뇌 속의 시상하부라는 컨트롤 타워가 의도적으로 지시하는 생물학적 조절 과정과 그 속에 담긴 물리학적 원리를 정리해 답변 드리겠습니다.1. 더울 때 땀이 체온을 낮추는 물리학과 생물학더운 환경에 노출되거나 운동을 해서 체온이 올라가면 뇌의 시상하부가 이를 실시간으로 감지해요. 시상하부는 즉시 자율신경계를 통해 전신의 땀샘에 명령을 내려 땀을 분비하도록 의도적으로 지시를 합니다. 이와 동시에 피부 근처의 모세혈관을 확장시켜 혈액 속의 열이 몸 밖으로 잘 방출되도록 도와요. 이렇게 분비된 땀이 체온을 떨어뜨리는 결정적인 비결은 물의 고유한 물리적 특성인 기화열에 있습니다. 물 분자들은 서로를 강하게 당기는 수소 결합으로 묶여 있어서, 액체 상태에서 기체(수증기) 상태로 변할 때 주변으로부터 엄청난 양의 열에너지를 흡수해야 하는데요. 피부 표면에 흐르는 땀이 공기 중으로 증발하는 순간, 우리 피부 표면이 가지고 있던 열에너지를 빼앗아 가기 때문에 체온이 즉각적으로 내려가며 시원함을 느끼게 됩니다. 만약 습도가 너무 높은 날에는 땀은 많이 나는데 증발이 잘 되지 않아 기화열을 빼앗기지 못하므로 온몸이 끈적거리고 더 덥게 느껴지는 것입니다.2. 추울 때 몸이 떨리는 근육의 열 생산 메커니즘반대로 주변 온도가 급격히 낮아져 체온이 설정된 기준치 이하로 떨어지면, 시상하부는 몸을 보호하기 위해 정반대의 비상 명령을 내립니다. 이때는 몸 밖으로 나가는 열을 막고, 몸 안에서 새로운 열을 만들어내야 하는데요. 우선 피부 근처의 혈관을 극단적으로 수축시켜 피가 바깥쪽으로 흐르지 못하게 막음으로써 열 방출을 최소화합니다. 추울 때 피부가 창백해지는 이유가 바로 이 때문이기도 하지요. 그 다음으로 시상하부는 체성신경을 자극하여 의지와 상관없이 온몸의 골격근(근육)을 미세하고 빠르게 수축과 이완을 반복하도록 만들어요. 이것이 바로 우리가 겪는 몸의 떨림, 즉 오한 현상입니다.근육 세포가 빠르게 움직이려면 세포 호흡을 통해 에너지 화폐인 ATP를 다량으로 소비해야 하는데요. 이 과정에서 화학 에너지가 기계적 운동 에너지로 바뀌는데, 이때 대단히 높은 비율로 열에너지가 함께 방출됩니다. 즉, 추울 때 몸을 떠는 것은 자동차 시동을 걸어 엔진을 공회전시키며 히터를 트는 것처럼, 근육을 강제로 운동시켜 부족한 체온을 위로 다시 끌어올리기 위한 우리 몸의 영리한 방어 전략이랍니다.정리하자면, 더울 때 땀을 흘리는 것은 뇌의 시상하부가 체온을 낮추기 위해 의도적으로 명령을 내린 생물학적 과정이며 분비된 땀이 기체로 변할 때 피부의 열을 빼앗아 가는 기화열이라는 물리적 원리를 이용한 체온 조절 메커니즘이고, 추울 때 몸이 떨리는 것 역시 시상하부의 지시에 따라 골격근을 강제로 빠르게 수축시켜 세포 호흡 과정에서 발생하는 열에너지로 떨어지는 체온을 높이려는 우리 몸의 필수적인 항상성 유지 활동이랍니다.※ 질문자님을 포함하여 소중한 분들의 건강, 재산과 안전을 지키고, 혹시나 발생할 수 있을 다양한 문제 상황에 놓이지 않기 위해서라도 저를 포함하여 다양한 토픽에서 활동하는 모든 전문가분들의 아하 지식커뮤니티에서의 답변은 예외 없이 참고 용도로만 유용하게 활용하시기 바랍니다.😉
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바이오 반도체를 만든다면 냉각 부분은 어떻게 해소를 할 수 있을까요?
안녕하세요, 메뚜기235님. 이중철 전문가입니다.먼저, 신체 내부에 이식하는 바이오 반도체는 미래 의학과 헬스케어의 핵심 기술로 큰 주목을 받고 있는데요. 하지만 컴퓨터처럼 팬을 돌려 열을 식히거나 콘센트를 연결해 전원을 공급할 수 없기 때문에, 냉각과 동력 문제는 바이오 반도체 상용화를 위해 반드시 해결해야 하는 공학적 과제입니다. 이해하기 쉽게 이 두 가지 난제를 어떻게 해결하고 있는지 정리해 답변 드리겠습니다.1. 바이오 반도체의 냉각 및 열 해소 방안은요?우리 몸의 세포는 온도가 42도를 넘어가면 단백질이 변성되어 세포가 괴사하기 시작하므로, 이식형 반도체는 신체 온도를 올리지 않는 것이 최우선이에요. 이를 위해 다음과 같은 기술들이 연구되고 있는데요.첫째, 초저전력 설계와 뉴로모픽 구조의 도입입니다. 열을 식히는 가장 좋은 방법은 애초에 열이 나지 않게 만드는 것입니다. 인간의 뇌는 수천억 개의 신경세포를 가동하면서도 고작 20와트 내외의 전력만 소모하며 열을 거의 내지 않습니다. 과학자들은 이 뇌의 구조를 모방한 뉴로모픽 반도체를 활용하여 전력 소모를 극단적으로 줄임으로써 발열 자체를 최소화하고 있습니다.둘째, 혈액 순환을 이용한 자연 대류 냉각입니다. 우리 몸의 혈액은 온몸을 돌며 체온을 조절하는 훌륭한 냉각수 역할을 합니다. 바이오 반도체를 혈관 근처나 혈류량이 풍부한 조직에 이식하면, 반도체에서 발생하는 미세한 열이 흐르는 혈액에 의해 자연스럽게 흡수되어 온몸으로 분산됩니다.셋째, 생체 적합성 고열전도 소재의 패키징입니다. 반도체 표면을 질화붕소나 얇은 다이아몬드 막 같은 열전도율이 매우 높으면서도 인체에 무해한 소재로 감싸는 방법입니다. 이 소재들은 칩의 특정 부위가 뜨거워지는 핫스팟 현상을 막고, 열을 주변 체액과 조직으로 넓고 균일하게 방출하여 국소적인 조직 손상을 방지해 줍니다.2. 바이오 반도체의 동력 공급 방안은요?스마트폰처럼 주기적으로 선을 연결해 충전할 수 없기 때문에, 인체 내부의 자원을 활용하는 에너지 하베스팅 기술이나 외부 무선 전송이 핵심 동력원으로 연구되고 있습니다.첫째, 생체 연료전지 활용입니다. 우리 몸은 이미 음식을 통해 섭취한 포도당을 분해하여 에너지를 만드는 완벽한 시스템을 가지고 있습니다. 포도당 연료전지는 혈액이나 체액 속에 녹아 있는 포도당을 효소나 촉매를 통해 산화시킬 때 발생하는 전자를 가로채어 전기를 만듭니다. 즉, 우리가 밥을 먹는 행위 자체가 반도체의 파워를 가동하는 연료가 되는 것입니다.둘째, 압전 효과를 이용한 운동 에너지 전환입니다. 심장의 박동, 폐의 호흡, 근육의 움직임 등 우리 몸은 끊임없이 기계적 운동을 하고 있습니다. 이식형 반도체 주변에 유연한 압전 물질을 결합해 두면, 심장이 뛸 때마다 물질이 압박을 받으면서 미세한 전기를 지속적으로 생산해 냅니다. 별도의 배터리 없이도 반영구적으로 전력을 공급할 수 있는 방식입니다.셋째, 무선 전력 전송 기술입니다. 인체 외부에서 무선으로 전원을 보내는 방식으로, 주로 전자기 유도나 초음파를 활용합니다. 특히 초음파는 피부를 안전하게 통과하여 깊은 장기 속에 있는 반도체까지 에너지를 전달할 수 있으며, 내부에 장착된 소형 장치가 이 파동을 전기에너지로 변환하여 구동 전력으로 사용하게 됩니다.정리하자면,바이오 반도체의 냉각 문제는 뇌를 모방한 초저전력 설계로 발열을 원천 차단하고 혈액 순환과 고열전도성 생체 소재를 통해 열을 체내로 안전하게 분산시키는 방식으로 해결하며, 동력 공급 문제는 체액 속 포도당을 전기에너지로 바꾸는 생체 연료전지나 심장 박동 같은 신체 운동을 전기로 전환하는 압전 하베스팅 기술 및 외부 초음파를 통한 무선 전력 전송을 통해 해결하고 있습니다.※ 질문자님을 포함하여 소중한 분들의 건강, 재산과 안전을 지키고, 혹시나 발생할 수 있을 다양한 문제 상황에 놓이지 않기 위해서라도 저를 포함하여 다양한 토픽에서 활동하는 모든 전문가분들의 아하 지식커뮤니티에서의 답변은 예외 없이 참고 용도로만 유용하게 활용하시기 바랍니다.😉
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염증이 있는데 잘 낫지 않는 사람과 재생력+회복력 자체가 빠른 사람 중 누가 더 암에 걸리죠?
안녕하세요. 이중철 전문가입니다.직관적으로 말씀드리면, 일반적으로는 염증이 오래 지속되고 잘 낫지 않는 상태가 암 위험과 더 관련이 있는데요. 반대로 재생력이나 회복력이 빠르다는 사실만으로 암에 더 잘 걸린다고 보지는 않으며, 중요한 것은 회복이 잘 되느냐보다 손상과 염증이 반복되고 얼마나 오래 남느냐입니다.1. 그 핵심 원리는..우리 몸은 손상된 조직을 회복시키기 위해 세포를 분열시키고 재생시키는데, 이 과정 자체는 정상적인 회복 반응이에요. 문제는 염증이 짧게 끝나지 않고 오래 지속될 때인데, 이때는 산화 스트레스와 DNA 손상이 누적되어 돌연변이가 쌓일 가능성이 커집니다. 국립암연구소 자료에서도 만성 염증이 시간이 지나면서 DNA 손상을 일으켜 암으로 이어질 수 있다고 경고하고 있어요.2. 어떤 사람이 더 위험한가요?질문하신 두 경우를 비교하면, 단순히 재생이 빠른 사람보다 만성 염증이 계속되는 사람이 더 주의가 필요한데요. 최근 미국 국립암연구소가 소개한 연구에서는 장의 만성 염증이 끝난 뒤에도 줄기세포에 염증의 흔적이 남아 이후 종양 성장을 더 빠르게 만들 수 있음을 보여주었습니다. 즉 염증은 단순히 아픈 상태에 그치지 않고, 회복 후에도 세포 수준에서 위험 흔적을 남길 수 있다는 뜻입니다.3. 통계로 살펴보면..서울대병원 관련 자료로 소개된 내용에 따르면 만성 염증 수치가 높은 경우 암 발생 위험은 남성에서 38퍼센트, 여성에서 29퍼센트 높았고, 암 사망 위험도 함께 증가했습니다. 이 수치는 염증이 모든 사람에게 바로 암을 만든다는 뜻은 아니지만, 오래 지속되는 염증이 분명한 위험 신호라는 점을 보여줍니다.4. 식도암과 위암은 어떻게 보나요?식도암과 위암은 특히 만성 자극과 만성 염증이 중요한데요. 식도는 위산 역류가 오래 지속되면 바렛식도라는 전암성 변화가 생길 수 있고, 이것이 식도선암 위험을 높입니다. 다만 역류성 식도염이나 속쓰림이 있다고 해서 모두 식도암으로 가는 것은 아니고, 절대위험 자체는 개인마다 다르며 대부분은 암으로 진행하지 않습니다. 위의 경우에는 헬리코박터 파일로리 감염이 아주 중요한 위험 요인입니다. 서울아산병원 자료에 따르면 헬리코박터 감염은 만성 위염을 일으키고, 위축성 위염과 장상피화생을 거치면서 위암 위험을 높일 수 있으며, 감염자는 일반인보다 위암 위험이 3배에서 6배 높다고 보고됩니다. 또 미국 국립암연구소는 헬리코박터 파일로리를 위암의 중요한 원인으로 설명하고 있어요.5. 질문자 상황에서 중요한 점은..질문 내용상 아직 식도암이나 위암 진단을 받은 것은 아니므로, 지금 가장 중요한 것은 스스로 암을 걱정하며 비교하는 것보다 염증의 원인을 확인하는 것입니다. 예를 들어 속쓰림, 신물 올라옴, 목 이물감, 삼킴 불편감이 오래 있으면 역류성 식도질환이나 바렛식도 가능성을 확인해야 하고, 위염이 반복되거나 오래가면 헬리코박터 검사와 위내시경 결과를 함께 보는 것이 중요합니다. 즉 암이 아직 없더라도 만성 염증 상태를 오래 방치하지 않는 것이 실무적으로 가장 중요합니다.6. 실제로 어떻게 관리하면 좋은가요?증상이 반복되면 소화기내과 진료를 받고, 최근 위내시경을 안 했거나 증상이 길게 지속됐다면 검사 시점을 의사와 상의하는 것이 좋습니다. 위 쪽은 헬리코박터 감염 여부를 확인하는 것이 중요하고, 양성이면 제균 치료가 위암 위험을 낮추는 데 도움이 됩니다. 식도 쪽은 만성 역류 증상이 오래 가면 체중 관리, 야식 줄이기, 식후 바로 눕지 않기, 흡연과 음주 줄이기 같은 생활 조정이 기본입니다. 그리고 체중 증가, 흡연, 비만, 오래된 역류 증상은 바렛식도와 식도암 위험 인자로 알려져 있습니다.7. 바로 진료가 필요한 신호는요?아래의 증상이 있으면 미루지 말고 진료를 서두르는 것이 좋습니다.음식 삼키기 어렵거나 걸리는 느낌이 심해짐, 이유 없는 체중 감소, 토혈이나 검은 변, 지속적인 구토, 빈혈, 밤에도 깨는 심한 통증 같은 경우들입니다.정리하자면,재생력이나 회복력이 빠르다는 것 자체보다 염증이 오래 지속되고 잘 낫지 않는 상태가 암 위험과 더 직접적으로 연결됩니다. 아직 식도암이나 위암이 없더라도 만성 위염, 헬리코박터 감염, 오래된 위산 역류 같은 원인을 확인하고 관리하는 것이 가장 중요하며, 증상이 반복되면 소화기내과에서 위내시경과 필요한 검사를 받아 현재 상태를 정확히 확인하는 것이 가장 현실적인 대응입니다.※ 질문자님을 포함하여 소중한 분들의 건강, 재산과 안전을 지키고, 혹시나 발생할 수 있을 다양한 문제 상황에 놓이지 않기 위해서라도 저를 포함하여 다양한 토픽에서 활동하는 모든 전문가분들의 아하 지식커뮤니티에서의 답변은 예외 없이 참고 용도로만 유용하게 활용하시기 바랍니다.😉
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테트라포드는 파도를 막을 뿐만 아니라 젖어있을 때 얼마나 많은 생물들의 은신처가 될까요?
안녕하세요, 알뜰한참매216님. 이중철 전문가입니다.네, 테트라포드는 파도를 줄이는 구조물일 뿐만 아니라, 물에 젖어 있거나 일부가 잠겨 있을 때 여러 해양생물의 은신처와 정착 공간이 될 수 있어요. 다만 얼마나 많은 생물에게 도움이 되는지는 한 숫자로 말하기 어렵고, 설치 위치, 수심, 파도 세기, 표면 상태, 주변에 원래 있던 암반이나 해초밭의 유무에 따라 크게 달라진답니다.1. 은신처가 되는 이유는요?테트라포드는 팔이 여러 방향으로 뻗고 서로 엉켜 쌓이기 때문에 틈, 그늘, 물살이 약해지는 공간이 많이 생기는데, 이런 구조가 포식자를 피하려는 생물에게는 좋은 숨을 곳이 됩니다. 실제로 북해 연구에서는 테트라포드 주변으로 물고기가 이동하는 경향이 나타났고, 연구자는 적절한 은신처와 추가적인 먹이 기회가 물고기를 끌어들이는 주요 이유라고 해석했어요.2. 도움이 되는 생물들은요?가장 분명하게 확인된 쪽은 물고기와 일부 갑각류입니다.같은 연구에서 테트라포드가 설치된 뒤 구조물 바로 주변에서 어린 물고기, 즉 그해 태어난 개체들이 더 많이 관찰되어, 잠긴 테트라포드가 지역 어류의 서식지이자 어린 개체의 보육장 같은 역할을 할 수 있다고 설명했습니다. 갑각류는 모든 종이 똑같이 좋아한 것은 아니지만, 일부 종에게는 테트라포드의 틈 구조가 은신처로 매력적일 수 있다고 정리되었습니다. 또 국내에는 어류와 패류가 붙어 서식하거나 숨을 수 있도록 개구부, 하부 공간, 그늘막을 넣은 인공어초 겸용 테트라포드 특허가 있을 정도로, 현장에서도 이런 서식 기능이 중요하게 인식되고 있습니다.3. 얼마나 많다고 볼 수 있나요?정확히 몇 종이라고 단정하기는 어렵지만, 적어도 한두 종 수준이 아니라 물고기, 일부 게나 새우류 같은 갑각류, 그리고 표면에 정착하는 무척추동물 유생이 이용할 수 있는 작은 서식처 묶음으로 보는 것이 맞습니다. 특히 구조가 복잡한 콘크리트 인공구조물은 어류 다양성을 높일 수 있고, 위협받는 일부 무척추동물의 서식처가 될 수 있다는 연구 자료도 있습니다.4. 물론, 한계도 있습니다하지만 테트라포드가 당연히 자연 암반보다 항상 더 좋은 서식지는 아니에요.관련 연구 자료에서는 콘크리트 같은 인공구조물이 주변의 자연 단단한 바닥을 완전히 잘 대신하지 못할 수 있고, 매끈한 표면은 무척추동물 유생의 정착에 불리해 다양성이 낮아질 수도 있다고 말하고 있어요. 또 작은 생물에게는 틈의 크기나 미세한 표면 구조가 맞지 않아 오히려 적합하지 않을 수 있어서, 모든 생물이 고르게 혜택을 받는 것은 아닙니다.정리하자면, 테트라포드는 파도를 막는 인공 구조물이지만, 물에 젖어 있거나 잠긴 상태에서는 어린 물고기, 일부 갑각류, 여러 부착성 무척추동물에게 은신처와 정착 공간을 제공할 수 있어서 해양생물에 분명한 도움을 줄 수 있습니다. 다만 그 효과는 장소와 구조에 따라 달라지고, 자연 암반을 완전히 대신하는 만능 서식지는 아니므로, 테트라포드는 해양생물에게 도움이 되는 경우가 많지만 생태적으로는 장점과 한계를 함께 가진 구조물로 보는 것이 가장 정확하답니다.※ 질문자님을 포함하여 소중한 분들의 건강, 재산과 안전을 지키고, 혹시나 발생할 수 있을 다양한 문제 상황에 놓이지 않기 위해서라도 저를 포함하여 다양한 토픽에서 활동하는 모든 전문가분들의 아하 지식커뮤니티에서의 답변은 예외 없이 참고 용도로만 유용하게 활용하시기 바랍니다.😉
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집에 거미가 사는데 베란다 창가에 집을지었어요
안녕하세요, 홍차님. 이중철 전문가입니다.베란다 창가에 집을 지은 거미는 보통 다른 작은 벌레를 잡아먹고 살며, 창문을 자주 열지 않아도 집 안이나 베란다 주변에서 아주 가끔 생기는 먹이로 버티는 경우가 있습니다. 또 거미는 굶주림에 강한 편이라서, 종류와 환경에 따라 차이는 있지만 몇 주에서 몇 달까지도 먹이 없이 버틸 수 있다고 여러 자료들에서 공통적으로 설명하고 있어요.1. 베란다 거미는 무엇을 먹나요?거미는 기본적으로 다른 작은 동물을 잡아먹는 포식자이고, 먹이를 붙잡은 뒤 소화효소를 넣어 몸속을 액체처럼 만든 다음 빨아 먹는 방식으로 먹습니다. 실내에 사는 거미 가운데는 밤에 바퀴벌레 같은 벌레를 잡는 종류도 있고, 창고나 지하실처럼 잘 보호된 공간에서도 오래 사는 집거미가 알려져 있어서, 겉으로 벌레가 잘 안 보여도 먹이가 완전히 없는 공간은 아닌 경우가 많습니다.2. 창문을 잘 안 열어도 왜 사는가요?질문하신 상황처럼 창문을 거의 열지 않아도, 거미는 먹이를 매일 먹어야만 사는 동물이 아니어서 매우 드물게 먹이를 잡아도 버틸 수 있습니다. 특히 거미는 한 번 먹이를 먹은 뒤 소화한 영양으로 버티는 힘이 크고, 먹이를 먹은 뒤 비교적 빠르게 거미줄에 필요한 단백질도 다시 합성하는 것으로 알려져 있답니다.3. 거미는 얼마나 안 먹어도 사나요?정확한 기간은 거미의 종류, 크기, 온도, 습도에 따라 달라지지만, 여러 자료를 종합하면 대체로 몇 주에서 몇 달 정도는 굶어도 생존할 수 있는 편입니다. 그래서 베란다 거미가 당장 먹이를 못 잡는다고 바로 죽는 것은 아니지만, 영원히 아무것도 안 먹고 사는 것은 아니며 결국은 가끔이라도 먹이를 확보해야 합니다.4. 함께 알아두면 좋은 점실내에서 흔히 보이는 작은 거미의 수명은 대체로 1년 안팎 또는 1년에서 2년 정도로 소개되지만, 보호된 공간에 사는 일부 집거미는 2년에서 3년 정도 사는 경우도 보고되어 있습니다. 따라서 베란다 창가에 거미가 계속 머물러 있다면, 사람이 못 볼 뿐 아주 작은 먹이를 가끔 잡고 있거나 굶주림을 오래 견디면서 버티고 있을 가능성이 큽니다.정리하자면,베란다 창가의 거미는 주로 작은 벌레를 잡아먹고 살며, 창문을 잘 열지 않아도 실내나 베란다 주변에서 드물게 생기는 먹이로 버틸 수 있습니다. 거미는 원래 굶주림에 강해서 몇 주에서 몇 달도 버틸 수 있지만, 결국은 아주 가끔이라도 먹이를 잡아야 오래 살 수 있습니다.※ 질문자님을 포함하여 소중한 분들의 건강, 재산과 안전을 지키고, 혹시나 발생할 수 있을 다양한 문제 상황에 놓이지 않기 위해서라도 저를 포함하여 다양한 토픽에서 활동하는 모든 전문가분들의 아하 지식커뮤니티에서의 답변은 예외 없이 참고 용도로만 유용하게 활용하시기 바랍니다.😉
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곤충들의 경우에는 어떻게 교육 받지 않ㅇㄷ것을 행동하나여?
안녕하세요, 콜리님. 이중철 전문가입니다.직관적으로 말씀드리면, 이런 동물들은 사람처럼 누가 가르쳐 줘서 아는 것이 아니라, 유전적으로 프로그램된 선천적 행동과 태어나자마자 감지하는 환경 신호를 이용해 행동하는 경우가 많습니다. 즉 완전히 아무 정보도 없이 움직이는 것이 아니라, 몸 안에 이미 준비된 행동 회로와 바깥 환경의 단서를 함께 이용하는 것입니다.1. 선천적 행동이란 무엇인가요?생물학에서는 이런 행동을 보통 본능적 행동 또는 선천적 행동이라고 설명합니다. 이것은 태어나자마자 거의 연습 없이도 나타나는 행동 패턴으로, 생존과 번식에 꼭 필요한 경우가 많습니다. 예를 들어, 바다거북 새끼가 부화하자마자 바다 쪽으로 가는 행동, 곤충이 포식자를 피해서 숨는 행동, 벌이나 개미가 일정한 방식으로 움직이는 행동이 여기에 가깝습니다. 이런 행동은 오랜 진화 과정에서 살아남는 데 유리했던 행동들이 자연선택을 통해 종의 유전적 특성으로 굳어진 결과로 이해합니다.2. 어떻게 몸에 저장되어 있나요?중요한 점은 행동 자체가 문장처럼 DNA에 그대로 저장된다는 뜻은 아니라는 것입니다. 행동을 만들어 내는 신경계의 구조, 감각기관의 반응 방식, 호르몬 조절 방식이 유전적으로 형성되어 있어서 특정 자극이 들어오면 비교적 일정한 행동이 나오게 되는 것입니다. 쉽게 말하자면, 정답을 외워 둔 것이라기보다 특정 상황에서 특정 방향으로 반응하도록 몸이 설계되어 있다고 보는 편이 더 정확합니다. 예를 들어 밝은 쪽으로 움직이기, 특정 냄새를 따라가기, 진동이나 그림자에 반응해 숨기 같은 방식입니다.3. 바다거북은 왜 바다로 가나요?바다거북 새끼는 태어나자마자 바다로 향하는데, 이것은 생존에 유리한 선천적 행동으로 설명됩니다. 육지에 오래 있으면 갈매기 같은 포식자에게 잡아먹힐 위험이 커서, 가능한 한 빨리 바다로 들어가는 것이 유리합니다. 또 일부 설명에서는 밤바다 쪽의 더 밝은 수평선 방향 같은 시각적 단서를 이용한다고 봅니다. 즉 바다거북이 바다라는 개념을 이해해서 가는 것이 아니라, 몸에 내장된 방향 반응 체계가 특정 환경 단서에 반응해 바다 쪽으로 움직이게 만든다고 이해하시면 됩니다.4. 연어는 어떻게 돌아오나요?연어는 질문하신 사례 중에서도 가장 좋은 예입니다. 연어는 단순히 머리가 좋아서 돌아오는 것이 아니라, 자기장 정보와 물의 화학적 신호를 이용하는 것으로 설명됩니다. 한 연구에 따르면 연어는 어릴 때 바다로 처음 나갈 때의 자기장 정보를 기억하고, 성체가 된 뒤에는 그와 비슷한 자기장 지역을 찾아 고향 근처 해안으로 돌아옵니다. 그리고 강 어귀에 가까워지면 그 지역 물의 냄새나 화학적 특징을 이용해 자신이 태어난 하천을 찾아가는 것으로 설명됩니다. 즉 연어는 완전히 아무것도 배우지 않는 것은 아니고, 어린 시절에 들어온 환경 정보를 각인하듯 저장했다가 나중에 활용하는 것입니다. 이 점에서 연어의 행동은 본능과 초기 경험이 함께 작용하는 대표 사례라고 볼 수 있습니다.5. 곤충도 같은가요?곤충도 비슷합니다. 곤충은 몸이 작고 수명이 짧은 경우가 많아서, 태어나자마자 빠르게 생존 행동을 해야 하는 경우가 많습니다. 그래서 먹이 찾기, 포식자 회피, 산란 장소 선택처럼 기본적인 행동은 신경계와 감각기관에 의해 비교적 자동적으로 나타나는 경우가 많습니다. 다만 곤충이 전부 기계처럼 움직인다는 뜻은 아닙니다. 일부 곤충은 학습도 합니다. 예를 들어 먹이 위치, 냄새, 위험 신호 같은 것은 경험을 통해 더 잘 기억하거나 수정할 수 있습니다. 즉 기본 틀은 본능이고, 세부 조정은 학습이 더해지는 경우가 많습니다.7. 왜 이런 시스템이 생겼나요?알에서 태어나 부모의 보호를 거의 받지 못하는 동물은 태어나자마자 스스로 살아남아야 합니다. 그래서 느리게 배워도 되는 동물보다, 처음부터 어느 정도 행동 프로그램이 들어 있는 쪽이 생존에 훨씬 유리합니다. 예를 들어 거북이 새끼가 태어난 뒤 바다로 가는 법을 며칠 동안 배워야 한다면 거의 다 잡아먹힐 것입니다. 그래서 바로 움직이게 하는 선천적 반응 체계가 진화적으로 유리했던 것입니다.8. 결국 본능만 있는 것은 아니라구요?여기서 한 가지 중요한 정정 사항이 있습니다. 질문처럼 교육을 전혀 받지 않았는데도 다 안다고 느껴질 수 있지만, 실제 생물의 행동은 본능만으로 설명되는 것도 아니고 학습만으로 설명되는 것도 아닙니다. 많은 경우 선천적 행동이 그 뼈대를 만들고, 환경 자극과 초기 경험이 방향을 보완한답니다.정리하자면,곤충이나 바다거북, 연어 같은 생물들이 교육 없이도 특정 행동을 하는 이유는, 생존에 꼭 필요한 행동이 유전적으로 준비된 신경계와 감각 체계에 의해 선천적으로 나타나기 때문입니다. 여기에 바다거북은 빛과 방향 같은 단서, 연어는 자기장과 물의 화학적 신호 같은 환경 정보를 이용해 행동을 더 정확하게 수행합니다. 즉 이들은 누가 가르쳐 줘서 아는 것이 아니라, 몸에 내장된 행동 프로그램과 환경 신호를 함께 이용해 살아가는 것이라고 이해하시면 가장 정확하답니다.※ 질문자님을 포함하여 소중한 분들의 건강, 재산과 안전을 지키고, 혹시나 발생할 수 있을 다양한 문제 상황에 놓이지 않기 위해서라도 저를 포함하여 다양한 토픽에서 활동하는 모든 전문가분들의 아하 지식커뮤니티에서의 답변은 예외 없이 참고 용도로만 유용하게 활용하시기 바랍니다.😉
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