답변 내역

안녕하세요. 버섯은 겉보기에는 식물처럼 땅에 붙어 자라지만, 과학적으로는 식물과 상당히 다른 균류라는 생물군에 속합니다. 가장 큰 차이를 하나 꼽는다면 영양분을 얻는 방식이라고 볼 수 있습니다. 식물은 광합성을 하는데요, 이때 식물 세포에는 엽록체가 있어서 햇빛 에너지를 이용해 이산화탄소와 물로부터 유기물을 만들 수 있습니다. 그래서 식물은 기본적으로 스스로 먹이를 만들어내는 독립영양생물입니다.반면 버섯에는 엽록체와 엽록소가 없기 때문에, 식물처럼 광합성을 해서 필요한 유기물을 직접 만들 수 없습니다. 대신 주변의 유기물을 분해하고 그 과정에서 나온 작은 분자를 흡수하여 영양분을 얻는데요, 그래서 균류는 종속영양생물입니다. 예를 들어 죽은 나무에 자라는 버섯은 균사라는 가느다란 구조를 주변으로 뻗어 나가 효소를 분비하고, 나무의 복잡한 유기물을 분해한 뒤 그 물질을 흡수합니다. 또 하나 아주 중요한 차이는 세포벽의 재료입니다. 식물의 세포벽은 주로 셀룰로오스로 이루어져 있지만, 균류의 세포벽에는 주로 키틴이 들어 있습니다. 키틴은 곤충이나 게, 새우 같은 절지동물의 외골격을 이루는 물질과 같은 계열의 물질인데요, 즉, 버섯의 몸을 단단하게 지지하는 세포벽은 식물과 전혀 다른 화학적 재료를 사용하는 것입니다. 그리고 우리가 흔히 버섯이라고 부르는 것은 사실 균류 전체 몸의 일부에 불과합니다. 땅속이나 나무속에 퍼져 있는 균사가 균류의 본체에 가깝고, 우리가 먹는 갓과 자루가 달린 버섯은 주로 포자를 만들어 퍼뜨리기 위한 생식 구조입니다. 따라서 숲에서 보이는 버섯 하나를 제거해도 그 아래의 거대한 균사체는 그대로 남아 있을 수 있습니다. 또한 진화적으로도 균류가 식물보다 동물과 더 가까운 친척입니다. 식물과 균류는 서로 다른 계통으로 갈라졌고, 균류와 동물은 훨씬 가까운 공통조상을 공유합니다. 그래서 균류가 식물처럼 움직이지 않고 광합성도 하지 않는다는 점을 생각하면, 사실 버섯을 식물로 보는 것보다 동물과 마찬가지로 다른 생물의 유기물을 이용하는 생물이라고 생각하는 편이 진화적으로 더 적절합니다. 감사합니다.

안녕하세요. 네. 밤에 가로등 주변에 나방이나 날벌레가 빙빙 돌면서 모이는 현상은 흔히 빛을 좋아해서 무조건 달려드는 것으로 설명하지만, 실제로는 조금 더 복잡합니다. 특히 최근에는 많은 야행성 곤충이 인공조명 때문에 비행 방향을 제대로 유지하지 못하는 것이 중요한 원인으로 여겨집니다. 곤충에게 빛은 단순히 밝고 어두운 것을 알려주는 신호가 아니라 방향을 잡는 나침반 같은 역할을 하는데요, 자연 상태에서 밤하늘의 달이나 별빛은 매우 멀리 있기 때문에 곤충이 그 빛을 일정한 방향에 두고 비행하면 비교적 곧게 날아갈 수 있습니다. 그런데 가로등처럼 아주 가까운 광원이 나타나면 상황이 달라지는데요, 곤충이 자연광을 이용하던 방식이 가까운 인공조명에 의해 교란되는 것입니다. 특히 한 가지 중요한 설명이 등배축 반응입니다. 많은 야행성 곤충은 밝은 하늘을 위쪽으로 인식하는 경향이 있어서, 비행할 때 몸의 등쪽을 밝은 방향으로 향하게 하면서 자세를 안정시키는 것으로 알려져 있으나, 가로등이 아래쪽이나 옆쪽에서 강하게 빛을 내면 곤충이 그것을 하늘의 밝은 방향으로 잘못 인식할 수 있습니다. 그러면 몸을 빛 쪽으로 기울이거나 등을 광원 쪽으로 돌리는 행동이 반복되면서 비행 경로가 휘어지고 결국 가로등 주변을 빙빙 돌게 될 수 있습니다.이때 빛의 파장도 영향을 주는데요, 곤충은 인간과 다른 방식으로 빛을 감지합니다. 많은 곤충은 자외선 영역을 볼 수 있고, 일부 곤충의 시각계는 청색 계열이나 자외선에 특히 민감합니다. 자연에서는 이러한 빛이 하늘이나 달빛 등의 정보를 제공하지만, 인공조명에서 특정 파장의 빛이 강하게 나오면 곤충의 시각 체계가 과도하게 자극될 수 있습니다. 또한 강한 인공조명에 가까이 접근하면 눈의 적응 문제도 발생합니다. 밤에 어두운 곳에 있다가 갑자기 자동차 전조등이나 강한 조명을 보면 사람도 순간적으로 주변을 제대로 보기 어려운 것처럼, 곤충 역시 강한 빛에 노출되면 시각 정보가 일시적으로 왜곡될 수 있습니다. 그러면 장애물을 피하거나 이동 방향을 유지하는 능력이 떨어질 수 있습니다. 감사합니다.

안녕하세요. 네, 실제로 모기는 사람마다 다르게 달려드는 것처럼 느껴질 수 있습니다. 생물학적으로 보면 체온, 냄새, 이산화탄소가 각각 역할을 하지만, 어느 하나가 항상 압도적으로 1위라고 하기는 어렵고, 모기가 사람을 찾아가는 거리와 단계에 따라 중요도가 달라집니다. 생물학적으로 가장 핵심적인 순서를 굳이 정리한다면 ① 이산화탄소 → ② 피부 냄새 → ③ 체온과 열의 조합이라고 보입니다. 먼저 먼 거리에서는 이산화탄소가 매우 중요한 단서인데요, 사람이 숨을 내쉴 때 CO₂가 나오는데, 모기는 이를 감지하는 감각기관을 이용해 주변에 호흡하는 동물이 있다는 것을 알아냅니다. 특히 암컷 모기는 피를 빨아야 알을 만들 수 있기 때문에 CO₂가 나는 방향으로 비행하는 행동을 보입니다. 그래서 사람이 가만히 있어도 모기가 얼굴이나 머리 주변으로 날아오는 경우가 많은 것입니다. 다만 CO₂만으로 저 사람의 피가 더 맛있다고 판단하는 것은 아닙니다.그다음 가까운 거리에서는 피부 냄새가 상당히 중요한데요, 사람의 피부에는 땀과 피지, 피부 미생물이 만들어내는 여러 휘발성 화합물이 존재하는데, 사람마다 그 조성이 다릅니다. 특히 피부에 사는 미생물이 땀이나 피지 성분을 분해하면서 만들어내는 물질의 조합이 사람마다 달라질 수 있습니다. 따라서 같은 공간에 있어도 어떤 사람에게 모기가 더 많이 접근하는 현상이 나타날 수 있습니다. 우리가 흔히 모기가 좋아하는 체취가 있는 사람이라고 느끼는 현상은 상당 부분 이 차이와 관련이 있습니다마지막으로 체온도 중요한 역할을 합니다. 모기는 열을 감지할 수 있기 때문에 따뜻한 피부를 찾아가는 데 도움을 받을 수 있습니다. 사람이 운동을 해서 체온이 올라가거나 피부 혈류가 증가하면 모기가 접근하기 쉬워질 수 있습니다. 다만 체온 자체는 사람마다 큰 차이가 나지 않기 때문에, 평소 사람 사이의 모기 선호도 차이를 설명할 때는 피부에서 나오는 화학적 냄새와 CO₂가 더 중요한 변수인 경우가 많습니다. 특히 모기가 사람을 찾을 때 하나의 신호만 보는 것이 아니라 여러 신호를 단계적으로 조합한다는 것입니다. 멀리서는 CO₂가 어디서 나오지?라고 찾고, 가까워지면 피부 냄새와 습도와 열 등을 이용해 최종적으로 착지할 위치를 결정하는 식입니다. 마치 사람이 어두운 곳에서 먼저 소리를 듣고, 가까이 가서는 냄새와 시각 정보를 함께 이용하는 것과 비슷합니다. 그리고 나는 유독 모기에 많이 물린다는 느낌에는 실제 개인차가 있을 가능성이 있는데요, 피부 냄새의 화학적 조성, 피부 미생물군, 땀의 성분, 체온과 피부 온도, 호흡량 등이 사람마다 조금씩 다르기 때문입니다. 임신이나 운동처럼 CO₂ 배출량과 체온이 변하는 상황에서도 모기에게 더 잘 탐지될 수 있습니다. 감사합니다.

안녕하세요. 물고기는 변온동물 또는 외온동물이라고 하는 것이 정확합니다. 다만 물고기라고 해서 모두 체온이 주변 물과 똑같이 움직이는 것은 아닙니다. 대부분의 물고기는 주변 물의 온도에 따라 체온이 크게 변하는데요, 물은 공기보다 열을 훨씬 빠르게 전달하기 때문에 물고기의 몸은 주변 수온의 영향을 매우 강하게 받습니다. 예를 들어 수온이 10℃인 호수에 사는 물고기는 몸의 온도도 대체로 10℃ 안팎이 됩니다. 수온이 25℃로 올라가면 물고기의 체온도 그에 따라 올라갑니다. 그렇다고 해서 물고기가 춥든 덥든 아무 상관 없이 살아간다는 것은 아닙니다. 오히려 물고기는 자신이 적응한 적정 수온 범위가 상당히 중요한데요, 수온이 내려가면 체내 효소의 반응속도와 근육 활동, 소화, 신경 활동 등이 느려지고, 반대로 지나치게 따뜻해지면 대사율과 산소 요구량이 증가하면서 스트레스를 받습니다. 그래서 물고기는 자신에게 적합한 수온을 찾아 이동하기도 합니다.특히 같은 물고기라도 계절에 따라 생리적으로 적응하는데요, 겨울에 수온이 내려가면 효소의 기능이나 세포막의 구성 등을 변화시켜 낮은 온도에서도 어느 정도 정상적으로 활동할 수 있도록 몸을 조절합니다. 이것을 순응이라고 합니다. 그리고 물고기 중에는 예외적인 종류도 있는데요, 대표적으로 참치, 일부 상어, 황새치류처럼 몸의 특정 부위에서 발생한 열을 혈관 구조 등을 이용해 근육이나 뇌, 눈 등에 보존하는 능력을 가진 물고기가 있습니다. 이런 물고기들은 일반적인 변온동물보다 훨씬 높은 수준의 부분적 온혈성을 나타냅니다. 특히 일부 참치는 놀라울 정도인데요, 이들은 바닷물이 차가워도 몸 전체가 주변 수온과 똑같이 식는 것을 막고, 헤엄치는 근육의 온도를 주변 물보다 상당히 높게 유지할 수 있습니다. 덕분에 차가운 바다에서도 빠르게 헤엄치고 활발하게 사냥할 수 있습니다. 더 극단적인 경우에는 큰 백상아리나 일부 악상어류도 몸의 일부를 주변 바닷물보다 따뜻하게 유지할 수 있습니다. 이때 핵심적인 구조가 역류 열교환입니다. 따뜻한 혈액이 나가는 혈관과 차가운 혈액이 들어오는 혈관을 서로 가까이 배치하여, 몸에서 만들어진 열이 바깥으로 빠져나가는 것을 최소화하는 방식입니다. 감사합니다.

안녕하세요. 생물이 번식하려는 이유는 개체가 생존하기 위해서라기보다는, 진화의 관점에서 번식에 성공하도록 만들어진 생물의 특성이 세대를 거쳐 살아남았기 때문이라고 보는 것이 맞습니다. 즉 생물이 의식적으로 종을 유지해야지라고 생각해서 번식하는 것이 아니라는 것입니다. 예를 들어 어떤 동물이 먹이를 먹고, 짝을 찾고, 교미하고, 새끼를 돌보는 행동을 한다고 해보겠습니다. 이런 행동을 하게 만드는 것은 호르몬, 신경계, 뇌의 보상체계, 감각기관 등의 복잡한 생물학적 시스템인데요, 아주 오래전 개체들 중에서 번식 행동을 하도록 만드는 유전적 특성을 가진 개체가 더 많은 자손을 남겼다면, 그 유전적 특성은 다음 세대로 전달될 가능성이 높아집니다.반대로 번식에 관심이 없거나 번식 행동을 하지 않는 유전적 특성을 가진 개체는 아무리 오래 살아도 자신의 유전자를 다음 세대로 전달하지 못합니다. 그러면 그 특성은 세대가 지나면서 점점 줄어들게 됩니다. 따라서 수십억 년의 진화가 누적되면서 오늘날의 생물은 결과적으로 번식에 유리한 특성을 가진 생물들이 살아남은 결과라고 볼 수 있습니다. 또한 자연선택은 생존만을 선택하는 것이 아닙니다. 어떤 동물이 100년을 살지만 자손을 하나도 남기지 못한다면, 그 개체의 유전적 특성은 다음 세대에 거의 전달되지 않습니다. 반면 수명이 짧더라도 많은 자손을 남기는 개체가 있다면 그 개체의 유전자는 다음 세대에 훨씬 많이 전달될 수 있습니다. 그래서 진화에서는 흔히 생존 경쟁보다 번식 성공이 궁극적으로 중요하다고 이야기합니다. 예를 들어 연어는 태어난 강을 떠나 바다에서 성장한 뒤, 성체가 되면 다시 자신이 태어난 강으로 돌아가 엄청난 에너지를 사용해 산란하고 죽습니다. 인간의 관점에서는 왜 굳이 이렇게 힘들게 살아갈까?라는 생각이 들지만, 진화적으로 보면 산란에 성공하여 자신의 유전자를 다음 세대로 전달하는 것이 가장 중요한 결과인 것입니다. 감사합니다.

안녕하세요. 해양생물의 일주수직이동은 바다에서 매우 중요한 생태 현상인데요, 이는 낮에는 포식자를 피하기 위해 깊은 곳에 있다가, 밤이 되면 먹이를 먹기 위해 얕은 곳으로 올라오는 전략입니다. 대표적으로 동물플랑크톤, 크릴, 작은 어류, 오징어 등 다양한 생물이 이런 움직임을 보이는데요, 가장 중요한 이유는 먹이를 얻는 것과 먹히지 않는 것을 동시에 해결하기 위해서입니다. 낮에는 햇빛이 바다 표면까지 강하게 들어오며, 식물플랑크톤은 빛을 이용해 광합성을 하기 때문에 바다의 비교적 얕은 곳에 많이 분포합니다. 그러면 식물플랑크톤을 먹는 동물플랑크톤도 먹이를 찾아 얕은 곳에 올라가고 싶어집니다. 그런데 문제가 있는데요, 낮에는 얕은 곳이 포식자에게도 가장 잘 보이는 곳이라는 것입니다. 시각에 의존해 사냥하는 물고기들은 밝은 낮에 얕은 바다에서 먹이를 발견하기 쉽습니다. 그래서 동물플랑크톤 입장에서는 낮에 표층으로 올라가는 것이 위험합니다. 따라서 낮에는 깊은 곳으로 내려가 숨어 있다가, 해가 지면 다시 위쪽으로 올라옵니다. 밤에는 빛이 거의 없기 때문에 시각으로 사냥하는 물고기의 사냥 효율이 떨어지는데,그 틈을 이용해서 동물플랑크톤이 표층으로 올라가 식물플랑크톤을 먹는 것입니다. 그리고 새벽이 되면 다시 깊은 곳으로 내려갑니다. 즉, 밤에는 표층으로 이동하여 먹이를 섭취하고, 낮에는 깊은 곳으로 이동하여 포식자 회피하는 매우 효율적인 전략입니다. 감사합니다.

안녕하세요. 곤충에서 가장 강하다는 것을 무엇으로 측정하느냐에 따라 순위가 완전히 달라지는데요, 몸집에 비해 얼마나 강한지, 실제로 얼마나 무거운 것을 들 수 있는지, 물거나 찌르는 힘이 강한지, 혹은 전투력이 강한지를 구분해야 합니다.가장 유명한 몸집 대비 괴력의 대표 선수는 쇠똥구리인데요, 특히 Onthophagus taurus라는 종은 자신의 체중보다 1000배가 넘는 무게를 끌어당기는 엄청난 힘을 보여준 것으로 유명합니다. 사람으로 치면 단순히 70kg인 사람이 수십 톤을 끌어당기는 것과 비슷한 비율입니다. 다만 여기서 중요한 것은 이것이 1000배 무게를 들어 올린다는 뜻은 아니며, 실험에서 측정한 끌어당기는 힘을 체중과 비교한 것입니다. 반면 실제 절대적인 힘에서는 코뿔소벌레나 장수풍뎅이 같은 대형 딱정벌레가 상당히 강력한데요, 이들은 몸집 자체가 크고 근육도 발달해 있기 때문에 다른 작은 곤충보다 훨씬 큰 물체를 밀거나 들어 올릴 수 있습니다. 특히 수컷 코뿔소벌레는 뿔을 이용해 경쟁 상대를 들어 올려 밀어내는 행동을 하는데, 이때 몸 전체의 근육과 외골격을 이용합니다. 사슴벌레는 또 다른 의미에서 강자입니다. 거대한 턱이 단순한 장식이 아니라 실제 전투용 무기인데요, 수컷끼리 암컷이나 영역을 두고 싸울 때 턱으로 상대를 붙잡아 들어 올리거나 떨어뜨립니다. 따라서 물어뜯는 힘이나 전투용 무기라는 관점에서는 매우 강력한 곤충입니다. 의외의 강자가 개미인데요, 개미는 한 마리의 힘 자체도 상당하지만, 진짜 무서운 것은 집단의 힘입니다. 잎꾼개미 같은 개미들은 자기 몸무게보다 훨씬 무거운 잎 조각을 운반할 수 있고, 여러 마리가 협력하면 자기들보다 훨씬 큰 먹이나 장애물도 이동시킬 수 있습니다. 개미가 작은 몸으로 엄청난 물체를 움직이는 이유는 근육의 단면적에 비해 몸무게가 매우 작기 때문입니다. 감사합니다.

안녕하세요. 네, 비둘기를 포함한 일부 동물이 지진 직전에 평소와 다른 행동을 보였다는 관찰 기록은 꽤 오래전부터 있습니다. 다만 비둘기가 지진을 미리 예측할 수 있다는 것이 과학적으로 확립된 것은 아닙니다. 현재까지는 동물의 이상행동이 지진을 예측하는 신뢰할 만한 방법이라는 증거가 부족합니다. 비둘기나 쥐 등이 지진 전에 이상하게 행동한다는 것에 대해 가장 유력한 설명 중 하나는 사람보다 훨씬 먼저 지진의 물리적 신호를 감지할 가능성입니다. 지진이 발생하면 지반에서는 여러 종류의 탄성파가 발생하는데, 특히 P파는 파괴력이 큰 S파보다 먼저 도착합니다. 사람은 일반적으로 P파를 거의 느끼지 못하거나 알아차리기 어렵지만, 동물은 미세한 지반 진동이나 소리를 감지할 수 있기 때문에 몇 초에서 수십 초 정도 먼저 반응할 가능성이 있습니다. 예를 들어 지진이 발생한 지점에서 P파가 먼저 → S파가 나중에 → 큰 지표면 흔들림 순서로 도착한다고 생각해 보겠습니다. 비둘기가 아주 미세한 진동을 감지한다면 사람에게 강한 흔들림이 도착하기 전에 날아오르거나 무리를 이루어 이동할 수 있습니다. 하지만 이것은 엄밀한 의미의 지진 예측과는 다릅니다. 지진이 발생하기 직전의 신호를 감지하는 것과 몇 시간 또는 며칠 전에 지진이 발생할 것을 예측하는 것은 완전히 다른 문제입니다. 실제로 비둘기가 지진 발생 수시간~수일 전에 무엇인가를 감지한다는 주장도 있지만, 이런 현상을 일관되게 재현할 수 있는 확실한 생물학적 메커니즘은 아직 확립되지 않았습니다. 감사합니다.

안녕하세요. 네, 말씀하신 현상은 보통 앤트 밀 또는 죽음의 나선이라고 부르는데요, 이는 실제로 관찰되고 실험실에서도 재현된 현상이며, 단순한 인터넷 괴담이 아니라 개미의 집단행동과 페로몬을 이용한 길 찾기 때문에 발생하는 것으로 상당 부분 설명되어 있습니다. 이때 개미 한 마리 한 마리가 이상해지는 것이 아니라, 각각의 개미가 정상적으로 행동하는데 집단 전체에서는 비정상적인 결과가 나타난다는 것입니다.이 현상이 특히 잘 알려진 것은 군대개미입니다. 군대개미는 다른 많은 개미와 달리 먹이를 찾을 때 혼자 움직이기보다는 수많은 개체가 함께 이동하는 집단 사냥에 크게 의존하는데요, 이때 개미들은 페로몬 흔적을 이용하여 앞서 간 동료의 이동 경로를 따라갑니다. 정상적인 상황에서는 이 시스템이 굉장히 효율적입니다. 앞쪽의 개미가 먹이를 발견하면 페로몬 흔적을 남기고, 뒤따르는 개미들이 그 길을 따라가면서 수많은 개미가 먹이까지 빠르게 모일 수 있습니다. 그런데 집단의 일부가 본대에서 떨어져 나가 페로몬으로 연결된 정상적인 경로를 잃어버리는 상황이 발생할 수 있습니다. 그러면 개미들은 내가 어디로 가야 하는가?를 스스로 판단하기보다는 주변 개미와 페로몬 흔적을 따라가게 됩니다. 여기서 작은 우연이 굉장히 큰 문제를 만들어내는데요, 예를 들어 개미 ①이 우연히 오른쪽으로 조금 돌아갔다고 해보겠습니다. 뒤의 개미 ②가 그 움직임과 흔적을 따라가고, ③이 ②를 따라가고, ④가 ③을 따라가면 어느 순간 개미들의 이동 경로가 하나의 고리처럼 연결될 수 있습니다. 그러면 각각의 개미에게는 앞에 개미가 있으니 따라간다는 매우 정상적인 행동이지만, 전체 집단에서는 A → B → C → D → A라는 순환 구조가 만들어지는 것입니다. 또한 개미가 계속 그 길을 지나가면서 페로몬 신호가 유지되고, 뒤따르는 개미들도 같은 경로를 선택하면서 순환 경로가 스스로 강화됩니다. 연구에서는 이러한 현상을 개별 개미의 단순한 이동 규칙만으로도 만들어지는 자기조직화 현상으로 설명합니다. 감사합니다.

안녕하세요. 네. 심해 물고기도 당연히 아가미를 이용해 물속에 녹아 있는 산소를 호흡합니다. 심해 바닥 자체에서 산소가 만들어지는 것이 아니라, 대부분의 산소가 바다 표면에서 만들어지고 그 산소가 깊은 바다까지 운반되는데요, 바다 표면에서는 햇빛을 이용하는 식물플랑크톤이 광합성을 하면서 산소를 만들어냅니다. 이 산소가 물에 녹아들고, 차가운 바닷물이 산소를 많이 머금은 채 바다 깊숙이 가라앉으면서 심해까지 산소가 공급됩니다. 특히 극지방에서는 차가운 바닷물이 밀도가 높아져 아래로 내려가는데, 이 과정이 심층수에 산소를 공급하는 중요한 통로입니다. 그래서 심해의 물도 완전히 산소가 없는 물이 아닙니다. 심해 생물들은 물이 아가미를 통과하도록 만들고, 아가미의 얇은 조직을 통해 물속에 녹아 있는 산소가 혈액으로 확산되도록 합니다.하지만 심해에는 햇빛이 없으므로 현장에서 광합성이 일어나지 않는데요, 따라서 심해의 산소는 계속해서 소비되기만 하면 언젠가는 고갈될 것처럼 보입니다. 실제로 산소는 심해 생물의 호흡과 유기물 분해에 의해 계속 소비됩니다. 하지만 해류에 의한 산소 공급이 계속되기 때문에, 모든 심해가 산소가 없는 상태가 되는 것은 아닙니다.또한 심해 생물들은 우리가 생각하는 것보다 에너지를 훨씬 적게 소비하는 방식으로 살아갑니다. 수온이 매우 낮기 때문에 대사 속도가 느리고, 먹이가 매우 드물기 때문에 활동량도 낮은 경우가 많고, 어떤 심해어는 먹이를 한 번 먹으면 오랫동안 버틸 수 있을 정도로 에너지를 효율적으로 사용합니다. 감사합니다.