답변 내역

안녕하세요. 네, 말씀하신 것처럼 상동 염색체 (homologous chromosome)는 감수분열 (meiosis) 과정에서 세포 내에서 서로 짝을 이루는 부모로부터 각각 하나씩 물려 받은 크기와 모양이 거의 같은 염색체를 의미하며, 같은 위치에는 같은 유전자가 존재하는데 부와 모의 대립유전자 (allele)가 같은 경우에는 동형접합체 (homozygote)로, 다른 경우에는 이형접합체(heterozygote)로 존재하게 됩니다. 상동염색체는 일반적으로 같은 크기, 모양, 유전자 배열을 가진 한 쌍의 염색체를 의미합니다. 인간의 경우, 대부분의 상동염색체는 크기와 모양이 매우 유사하며, 각 쌍의 염색체는 동일한 유전자 좌위에 동일한 유전자를 포함하고 있습니다. 따라서 X와 Y 염색체는 크기와 유전자 구성 면에서 차이가 있지만, 이들 사이에는 상동성을 가진 일부 영역이 있습니다. 이 상동성은 성 결정과 연관된 유전자들, 그리고 감수분열 동안 교차(crossover) 현상이 일어나는 "위팔구역"(pseudoautosomal region, PAR)에서 나타납니다. 이 구역에서는 X와 Y 염색체가 쌍을 이루고 유전자를 교환할 수 있습니다. 결론적으로 X와 Y 염색체의 크기와 모양에 차이는 있으나, 일부 상동성을 고려하여 예외적으로 상동염색체라고 취급합니다.

안녕하세요. 비 오는 날이나 비가 온 후에 길가에서 지렁이를 볼 수 있는 이유는 지렁이의 호흡 방식 때문입니다. 인간의 경우 폐호흡을 하는 생명체이지만, 지렁이의 경우 피부호흡을 하는 생명체인데요, 이들은 축축한 피부를 통해 호흡에 필요한 산소를 흡수하고, 체내 노폐물인 이산화탄소를 방출합니다. 비가 오면 지렁이가 서식하는 토양의 공기층이 물로 채워져 산소가 부족해질 수 있습니다. 지렁이는 산소를 더 잘 흡수할 수 있는 환경을 찾기 위해 지상으로 올라올 수 있습니다. 또는 지렁이는 일반적으로 땅 속에서 살아가며, 건조하거나 극한의 환경에서는 움직이기 힘듭니다. 그러나 비가 오면 땅이 촉촉해지고, 지렁이가 이동하기에 좋은 조건이 됩니다. 비 오는 날은 지렁이들이 더 멀리 이동하거나 새로운 서식지를 찾기에 적합한 환경을 제공하므로, 이때 지상으로 올라와 이동할 수 있습니다.

안녕하세요. 몽구스는 코브라, 방울뱀과 같은 독사도 잡아먹는 동물인데요, 독사의 독에 어느 정도 면역력을 가지고 있기는 하지만 완전한 내성을 가지고 있는 것은 아닙니다. 방울뱀은 알파 뉴로 톡신(α-Neurotoxins)이라는 강력한 뱀독이 있는데요, 사람을 비롯한 동물이 물리면 사망에 이르니다. 하지만 몽구스는 이 뱀에 물려도 잘 죽지 않으며 오히려 방울뱀을 잡아먹는 천적입니다. 대표종인 인도몽구스는 몸길이 50cm, 꼬리길이는 35-38cm이며, 발에는 다섯 개의 발가락이 있고, 앞발에는 날카롭고 구부러진 발톱이 있고 털은 억세고 검은 털이 섞여 있는 노르스름한 회색입니다. 몽구스는 방울뱀이나 코브라 같은 독사도 잡아먹을 수 있는데, 특히 몽구스는 뱀독인 알파 뉴로 톡신(α-Neurotoxins)에 저항력을 가지고 있습니다. 이는 몽구스의 몸에 아세틸 콜린 수용체 (AcChoR)라는 물질을 생성하는 돌연변이가 생겨서 뱀독을 중화시키기 때문입니다.

안녕하세요. 여름철에 매미가 우는 주된 이유는 2~3주밖에 되지 않는 성충 매미의 수명 기간동안 짝짓기를 하기 위함입니다. 매미의 울음소리는 수컷 매미만이 낼 수 있는 것인데요, 암컷은 나무에 구멍을 뚫고 알을 낳아야 하기 때문에 배 부분이 발성 기관 대신 산란 기관으로 채워져 있어서 울지 못하며 산란관이 있는 꼬리도 수컷보다 뾰족한 편입니다. 수컷 매미는 몸통에 있는 진동막(발음기)과 배에 위치한 근육인 발음근, 공기 주머니 역할을 하는 공명실을 이용하여 울음소리를 내어 암컷 매미와 짝짓기를 하려고 시도하며, 이외에도 다른 수컷 매미들에게 경고하고자 하는 의미로 울음소리를 내기도 합니다.

안녕하세요. 네, 개미와 벌 같은 사회성 곤충에서 여왕개미와 여왕벌은 주로 알을 낳는 역할을 담당하는 특별한 개체들입니다. 이들 사회에서 여왕은 중요한 역할을 하며, 다른 개체들과는 다른 생리적 특성과 사회적 지위를 가집니다. 개미 군체에서 여왕개미는 알을 낳는 유일한 개체입니다. 여왕개미는 일반적으로 군체에서 가장 크고, 오랜 기간 동안 알을 낳아 군체를 유지하고 성장시키는 역할을 합니다. 다른 개미들은 일개미나 병정개미로 분화되어 여왕개미를 돌보거나 군체를 방어하는 역할을 합니다. 벌 군체에서도 여왕벌은 알을 낳는 유일한 개체입니다. 여왕벌은 벌집의 중심 역할을 하며, 매일 수천 개의 알을 낳아 군체를 유지합니다. 다른 벌들은 일벌로서 여왕벌을 돌보고, 꿀을 모으며, 군체를 방어합니다. 여왕벌은 특별한 먹이인 "로열젤리"를 받아서 자랍니다. 로열젤리는 다른 일벌들이 여왕이 될 유충에게만 주는 특별한 먹이로, 이로 인해 유충은 여왕벌로 성장할 수 있습니다. 로열젤리는 여왕벌의 성장을 촉진하며, 생리적 특성을 발달시켜 번식 능력을 갖춘 여왕으로 성장하게 합니다. 또한 여왕개미는 일반적으로 날개가 달린 상태로 태어나며, 특정 시기에 번식 비행을 통해 수컷과 교미한 후, 날개를 떼고 땅에 내려 새로운 군체를 시작합니다. 여왕개미는 교미 후 생명을 다할 때까지 알을 낳으며 군체를 유지합니다. 여왕벌과 여왕개미만이 알을 낳는 이유는 사회적 구조와 유전적 이익에 있습니다. 일개미와 일벌은 자매들 간의 유전적 이익을 극대화하기 위해 번식을 하지 않고, 여왕의 자손을 돌보는 데 집중합니다. 이로 인해 군체 전체가 더 강하게 유지될 수 있습니다.

안녕하세요. 우리의 피부에서는 땀이 나는데요, 겉보기에 동일해 보이는 땀은 실제로는 두 가지 종류입니다. 우리가 흔히 생각하는 '물 같은 땀'이 있고, 겨드랑이에서 분비되는 '체취가 진한 끈적한 땀'이 있는데요, 둘은 생성 기전과 나오는 부위가 다릅니다. '물 같은 땀'은 피부의 에크린샘에서 나오는데요, 에크린샘은 전신에 분포하고 있습니다. 이 에크린샘은 구불거리는 모양의 샘이며 진피 아래층에서 염분이 높아지면 주변의 수분을 짜서 땀으로 내보냅니다. 즉 특정한 '땀'을 만들어 놓는 것이 아니라 일종의 삼투압 기전으로 피부의 수분을 짜서 염분과 섞어 내보내는 것이며, 피부에서 빠져나간 수분은 인체 내에서 삼투압으로 자연스럽게 보충됩니다. 에크린샘에서 나온 땀의 구성 성분은 소변과는 거의 차이가 없지만 농도가 아주 묽으며, 수분은 증발하여 체온 조절에 중요한 역할을 합니다. 또 피부는 수분이 마르면서 염분을 재흡수하기도 하며, 땀은 소변과 마찬가지로 배출될 때 냄새가 거의 없지만 시간이 지나면 세균과 반응해 냄새가 날 수 있습니다. 아포크린샘은 에크린샘보다 열 배가 크고 훨씬 깊은 곳에 있는데요, 아포크린샘은 세포 조각을 섞어서 농축된 땀을 배출하는데 그 통로로 기존 모공을 사용합니다. 그래서 아포크린샘은 굵은 털이 있는 곳에 주로 배치되어 있으며, 가장 많은 곳은 겨드랑이로 아포크린샘에서 배출된 땀도 처음에는 냄새가 나지 않으나 곧 피부에 있는 지방질과 세균과 섞여 특유의 체취를 냅니다. 높은 습도가 땀의 증발을 방해해 습기가 많을 때 덥게 느껴지고, 땀이 더 끈적끈적한 것처럼 느껴질 수 있습니다.

안녕하세요.고래는 수중생명체이지만 어류가 아니라 포유류이기 때문에 아가미를 가지고 있지 않으며, 폐로 호흡하는 생명체입니다. 따라서 고래는 아가미 대신 콧구멍을 통해 폐로 숨을 쉬며, 콧구멍은 머리 위에 나 있는데, 물 속에 있을 때는 닫혀져서 물은 들어가지 않습니다. 아가미가 없는 고래는 숨을 쉬기 위해 물 밖으로 나와야 합니다. 5분내지 10분 마다 수면으로 올라와 숨을 쉬는데 최대한 45분을 물 속에 있을 수 있습니다. 고래는 약 5천만 년 전 육지에서 살던 포유류 조상으로부터 진화했습니다. 이 조상들은 폐를 통해 공기를 호흡했으며, 시간이 지나면서 물속 생활에 적응해 갔지만, 폐 호흡이라는 특성을 유지한 채로 진화했습니다. 고래는 물속에서 생존하기 위해 몸의 형태와 생리적 기능을 바꾸었지만, 폐를 통한 공기 호흡은 여전히 유지되었습니다. 고래가 물속에서 숨을 쉬지 못하는 이유는 진화적 경로의 제한 때문입니다. 고래는 육지에서 물로 진화했기 때문에 원래 갖고 있던 폐 호흡 방식에서 벗어날 수 없었습니다. 생물의 진화는 기존 구조와 기능을 수정하고 적응해가는 과정이기 때문에, 완전히 새로운 호흡 기관인 아가미를 발달시키는 대신 기존의 폐 호흡을 유지하면서 다른 방식으로 물속 생활에 적응했습니다. 예를 들어, 고래는 숨을 오래 참을 수 있는 큰 폐와 효율적인 산소 저장 능력을 발달시켰습니다.

안녕하세요. 쌍태임신이란 둘 이상의 태아가 여성의 자궁 안에서 함께 자라는 경우로, 보통 2개의 난자에서 두 아이가 생기는 이란성 쌍태아가 대부분이지만, 1/3정도는 하나의 수정란이 나누어져 똑같은 유전자의 성격을 갖게되는 일란성 쌍태아가 됩니다. 쌍태임신은 일란성과 이란성으로 구분되는데 2개의 난자가 한꺼번에 배란이 되어 각각 수정, 착상이 되는 경우를 이란성 쌍태임신이라고 하며, 1개의 난자가 배란되어 한 개의 정자와 수정된 후 2개로 분리되는 경우를 일란성 쌍태임신이라고 하는데요, 일란성 쌍태아는 유전이라기보다는 수정이 될 때 다른 문제에 의해 분리되는 것으로 추측하지만, 이란성 쌍둥이는 유전성이 인정되고 있습니다. 2개의 난자를 배란하는 것은 배란의 유전에 의한 것으로, 그 엄마는 다음 출산 때도 쌍둥이를 출산할 확률이 높습니다.

안녕하세요. 아마존강은 세계에서 가장 큰 강 중 하나인데요, 아마존강은 안데스 산맥에서 시작하여 대서양으로 흐르는 남아메리카 북부에 있는 긴 강입니다. 기네스북과 영국 백과사전은 아프리카의 나일강을 세계에서 제일 긴 강으로 인정하고 있으며, 미국 지질조사국과 영국 브리태니커 백과사전에 따르면 나일강이 6650km로 세계에서 제일 길다고 알려져 있기는 합니다. 아마존강의 특징에 대해서 말해보자면, 남아메리카 북부의 큰 강으로 페루의 안데스 산맥에서 발원해 페루와 브라질의 적도 지방을 동쪽으로 흘러 대서양에 들어가며, 유역은 705만km^2로 세계 최대이며 열대우림 지역이고, 어귀인 브라질의 벨렝에서 1500km 상류인 마나우스까지 외항선이 다닐 수 있습니다. 10~1월과 3~7월이면 물이 불어나 농사에 큰 도움을 주고, 길이로는 미시시피 강, 나일 강과 함께 세계 3대 강의 하나이며 많은 지류를 거느리고 있습니다.

안녕하세요. 페니실린은 최초의 항생제로 세균에 의한 감염을 치료하는 약물인데요, 이는 영국의 미생물학자 알렉산더 플레밍이 최초로 발견했습니다. 1928년 여름 플레밍은 포도상구균을 기르던 접시를 배양기 밖에 둔 채로 휴가를 다녀왔는데요, 휴가에서 돌아온 플레밍은 페트리접시를 확인하던 중 푸른곰팡이가 페트리 접시 위에 자라있고 곰팡이 주변의 포도상구균이 깨끗하게 녹아있는 모습을 발견했습니다. 그는 곰팡이가 포도상구균의 성장을 막고 있다는 것을 알아차렸고, 이 곰팡이가 만들어낸 항생물질이 바로 페니실린이었던 것입니다. 플레밍은 곧 페니실린의 항균 작용을 연구했지만, 당시의 기술로는 페니실린을 대량 생산하거나 정제할 수 없었습니다. 이후 1940년대 초에 옥스퍼드 대학의 하워드 플로리(Howard Florey)와 에른스트 체인(Ernst Boris Chain)이 플레밍의 연구를 바탕으로 페니실린을 대량 생산할 수 있는 방법을 개발하면서, 페니실린은 제2차 세계대전 중 병사들의 감염 치료에 대규모로 사용되기 시작했습니다. 페니실린의 발견은 감염병 치료에 혁신을 가져왔는데요, 이전까지는 치명적이었던 세균성 감염을 치료할 수 있게 되면서, 페니실린은 많은 생명을 구했고, 의학의 패러다임을 바꾸었습니다. 이로 인해 다른 항생제 개발도 활발해졌으며, 항생제의 발견은 현대 의학의 중대한 전환점이 되었습니다. 현대 의학에서도 페니실린과 그 파생물들은 여전히 중요한 위치를 차지하고 있습니다. 현재 페니실린 계열의 항생제는 여러 형태로 개발되어 다양한 세균성 감염에 사용되고 있습니다. 다만, 시간이 지나면서 일부 박테리아가 페니실린에 내성을 갖게 되었고, 이에 따라 의학계에서는 새로운 항생제의 개발과 함께, 항생제의 오남용을 방지하는 노력이 병행되고 있습니다.