답변 내역

안녕하세요. 꼭 그렇지는 않습니다. 더위에 강한 사람은 추위에 약하고, 추위에 강한 사람은 더위에 약하다라는 식의 정반대 관계는 일반적인 법칙이 아닌데요, 이는 더위와 추위에 대한 적응은 서로 겹치는 부분도 있지만, 상당 부분은 서로 다른 생리적 기전으로 조절되기 때문입니다. 더위에 잘 적응한 사람에게는 땀을 빨리 내고 효율적으로 증발시키는 능력, 피부 혈관을 확장해 피부로 열을 보내는 능력, 혈액량을 유지하는 능력 등이 발달할 수 있습니다. 반복적으로 더운 환경에 노출되면 이런 변화가 일어나는데, 이를 열순응이라고 합니다. 그런데 이런 변화가 생겼다고 해서 추위에 대응하는 능력이 반드시 떨어지는 것은 아닙니다.추위에 대한 적응은 주로 피부 혈관을 수축하여 열 손실을 줄이는 것, 떨림을 통해 열을 만드는 것, 대사율을 높이는 것, 갈색지방 등을 이용해 열을 생성하는 것과 관련되는데요, 따라서 더위 적응과 추위 적응은 기본적으로 서로 다른 생리적 반응입니다. 또한 더운 지방에 태어나거나 오래 살았다는 사실만으로 그 사람이 반드시 더위에 강하다고 단정할 수도 없습니다. 인간의 체온조절 능력에는 유전적 특성뿐 아니라 나이, 체격, 체지방률, 운동량, 수면, 수분 상태, 건강 상태, 그리고 최근 얼마나 더운 환경에 노출되었는지 등이 모두 영향을 주기 때문입니다. 감사합니다.

안녕하세요. 러시아나 중국의 아주 추운 지역에서 고양이가 살아가는 모습을 보면 정말 신기하실 수 있으나, 고양이는 영하 몇 도까지 버틸 수 있다고 하나의 숫자로 정하기는 어렵습니다. 털의 종류, 체지방, 나이, 건강 상태, 추위에 적응했는지, 바람과 습기가 있는지, 그리고 피할 수 있는 따뜻한 장소가 있는지에 따라 생존 가능성이 크게 달라지기 때문입니다. 일반적인 집고양이 기준으로 보면 약 7℃ 이하부터 추위를 불편하게 느끼기 시작할 수 있고, 0℃ 이하에서는 장시간 노출될 경우 모든 고양이가 저체온증과 동상 위험에 놓입니다. 따라서 영하 10℃까지는 괜찮다와 같은 안전선은 없습니다. 건강한 성묘가 두꺼운 털을 가지고 있고 건조하고 바람을 피할 수 있는 장소가 있다면 영하의 날씨를 어느 정도 견딜 수 있지만, 같은 온도라도 젖은 털이나 강한 바람에 노출되면 체온이 훨씬 빠르게 떨어집니다. 실제로 수의학 자료에서도 영하의 환경에서는 장시간 노출을 피하도록 권고하고 있습니다. 그런데 러시아나 하얼빈의 길고양이들이 추운 겨울을 살아가는 것은 조금 다른 이야기인데요, 이 고양이들은 추위에 노출되면서 털이 계절적으로 두꺼워지고, 몸을 둥글게 말아 표면적을 줄이며, 볕이 드는 곳이나 건물 틈처럼 바람을 피할 수 있는 장소를 찾아 체온을 보존합니다. 특히 털 사이에 공기층을 만들어 단열하는 것이 중요합니다. 하지만 그렇다고 해서 영하 수십 도에서도 아무렇지 않게 생활한다는 뜻은 아닙니다. 또한 러시아 고양이라고 해서 모두 특별히 추위에 강한 것은 아닙니다. 예를 들어 노르웨이숲고양이나 메인쿤처럼 추운 지역의 환경에 적응한 두꺼운 털을 가진 품종은 상대적으로 추위에 강하지만, 털이 짧거나 털이 적은 고양이, 새끼나 노령묘, 마른 고양이, 질병이 있는 고양이는 훨씬 취약합니다. 감사합니다.

안녕하세요. 달걀을 세로로 세우기 어려운 이유는 달걀의 무게중심과 바닥이 만나는 지점의 관계, 그리고 달걀의 둥글고 뾰족한 비대칭적인 형태 때문입니다. 달걀에도 당연히 중력이 작용하는데요, 이 중력은 달걀의 질량이 모여 있다고 생각할 수 있는 무게중심에서 아래쪽으로 작용합니다. 달걀을 뾰족한 부분이 아래로 향하도록 세우면, 바닥과 접촉하는 부분이 매우 작은데요, 이때 달걀의 무게중심에서 아래쪽으로 내려간 가상의 선이 바닥과 접촉하는 영역 안에 정확하게 들어와야 달걀이 안정적으로 서 있을 수 있습니다. 조금만 기울어져도 무게중심을 지나는 수직선이 접촉점을 벗어나면서 중력이 달걀을 더 기울이는 방향으로 회전시키기 때문에 결국 넘어집니다. 반대로 넓고 둥근 부분을 아래로 놓으면 상대적으로 안정적인데요, 달걀의 바닥이 둥글기 때문에 정확히 한 점이 아니라 어느 정도 넓은 영역에서 바닥과 접촉할 수 있고, 달걀이 조금 기울어졌을 때 무게중심의 수직선이 다시 접촉 영역 안쪽으로 돌아가려는 방향의 힘이 생길 수 있습니다. 이것이 안정성을 높여 줍니다.그런데 달걀을 세로로 세우는 것이 원리적으로 불가능한 것은 아니며, 특히 달걀의 뾰족한 부분을 아래로 하고 아주 정확하게 균형을 잡으면 잠시 세울 수 있습니다. 달걀은 완벽한 대칭 구조가 아니고 표면도 미세하게 울퉁불퉁하기 때문에, 바닥과 접촉하는 작은 부분이 일종의 받침점 역할을 할 수 있기 때문입니다. 감사합니다.

안녕하세요. 이름 때문에 코끼리처럼 큰 거북이”라는 뜻인가 싶으신데, 코끼리거북이는 실제로 세계에서 가장 큰 육지거북에 속합니다. 다만 중요한 점은 거북이 모두 물에서 살아야 하는 것은 아니라는 것입니다. 코끼리거북이는 애초에 육지 생활에 특화된 거북이인데요, 대표적으로 갈라파고스 제도의 갈라파고스땅거북과 세이셸의 알다브라땅거북 등이 있는데, 이들은 바다거북이나 민물거북과 달리 대부분의 생활을 육지에서 합니다. 몸집이 매우 크고 다리가 기둥처럼 튼튼한 것도 육상 생활에 적응한 특징입니다. 이들은 물을 아예 필요로 하지 않는 것이 아니라, 적은 물을 매우 효율적으로 사용하는 것입니다. 코끼리거북이는 풀이나 나뭇잎, 과일 등을 먹으면서 음식에 들어 있는 수분을 얻고, 비가 내리거나 물이 있는 곳에서는 물을 마십니다. 특히 건조한 시기에는 몸속에 저장한 수분을 최대한 아껴 사용합니다.또한 물을 오래 저장할 수 있는 몸 구조를 갖고 있는데요, 코끼리거북이는 체내에 상당한 양의 물을 저장할 수 있고, 신장에서 물을 재흡수하는 능력도 뛰어납니다. 따라서 포유류처럼 자주 물을 마시지 않아도 비교적 오랫동안 버틸 수 있습니다. 건조한 환경에서는 활동량을 줄이고 그늘이나 식생이 있는 곳에서 쉬면서 수분 손실을 줄이기도 합니다. 그리고 코끼리거북이가 사는 곳도 우리가 생각하는 것처럼 항상 바싹 마른 사막은 아닙니다. 예를 들어 갈라파고스 제도에는 계절에 따라 비가 내리고, 섬의 고도에 따라 습윤한 숲부터 건조한 초원까지 다양한 환경이 있기 때문에 코끼리거북이는 물이 전혀 없는 환경에서 사는 동물이 아니라, 육지에서 먹이와 빗물 등을 이용하면서 살아가는 동물이라고 보시면 됩니다. 감사합니다.

안녕하세요. 심해는 수압이 매우 높기 때문에 사람이 아무런 보호 없이 내려간다면 심각한 문제가 생깁니다. 그런데 심해 물고기는 몸이 그 높은 수압을 견디도록 진화했기 때문에 깊은 곳에서도 살아갈 수 있는데요, 이때 중요한 것은 몸 전체의 구조와 세포 수준의 생화학이 심해 환경에 맞춰져 있다는 것입니다.물은 깊어질수록 위에 있는 물의 무게 때문에 압력이 증가하는데요,대략 수심 10m마다 약 1기압씩 증가하므로, 수심 1,000m에서는 약 100기압, 4,000m에서는 약 400기압에 해당하는 압력을 받습니다. 하지만 여기서 재미있는 점이 있습니다. 심해 물고기가 사람처럼 압력에 의해 눌려서 찌그러지는 것은 아니며, 물고기 몸의 대부분이 물로 이루어져 있기 때문입니다. 물은 압축이 매우 어렵기 때문에 높은 수압을 받아도 몸의 수분 조직 자체의 부피가 크게 줄어들지 않습니다. 오히려 심해 생물에게 문제가 되는 것은 몸속에 있는 기체가 압축되는 것과 압력 때문에 단백질과 세포막 등의 생화학적 기능이 달라지는 것입니다. 예를 들어 사람의 폐처럼 공기로 채워진 공간은 수압의 영향을 크게 받습니다. 반면 심해 물고기는 이런 큰 공기 공간을 최소화하는 방향으로 적응해 있습니다. 대표적인 것이 부레인데요, 많은 얕은 물고기는 부레에 기체를 넣어 부력을 조절합니다. 그런데 깊은 곳으로 내려가면 부레 속 기체가 강하게 압축됩니다. 따라서 심해에서 사는 물고기 중에는 부레가 없거나, 부레의 구조와 기능이 심해 환경에 맞게 변형된 경우가 많습니다. 대신 몸의 밀도를 낮추거나 지느러미와 몸의 형태를 이용해 부력을 조절합니다. 게다가 세포와 단백질의 압력 적응이 중요합니다. 높은 압력은 단백질의 구조와 효소의 작용, 세포막의 물리적 성질에 영향을 줄 수 있습니다. 그래서 심해 생물은 단백질이 높은 압력에서도 정상적으로 기능하도록 분자 수준에서 적응해 있으며, 특히 일부 심해 어류는 트리메틸아민 산화물이라는 물질을 체내에 많이 축적합니다. TMAO는 높은 압력에서 단백질 구조가 불안정해지는 것을 완화하는 데 도움을 주는 것으로 알려져 있습니다. 일반적으로 깊은 곳에 사는 생물일수록 이러한 압력 적응 물질의 농도가 높아지는 경향이 있습니다. 감사합니다.

안녕하세요. 네. 사과를 다른 과일이나 채소와 함께 보관하지 말라는 이야기는 사과가 에틸렌이라는 식물 호르몬을 비교적 많이 만들어 내기 때문입니다. 그런데 여기서 중요한 것은 에틸렌이 단순히 과일에서 우연히 나오는 가스가 아니라, 식물이 스스로 만들어 사용하는 호르몬이라는 점입니다. 식물은 성장하고 열매가 익는 과정에서 에틸렌을 합성하는데요, 특히 사과처럼 열매가 익어가는 과정에서 에틸렌의 영향을 크게 받는 과일은 숙성 과정에서 에틸렌 생성량이 증가합니다. 식물 세포 안에서는 메티오닌이라는 아미노산으로부터 SAM → ACC → 에틸렌이라는 경로를 거쳐 에틸렌이 만들어집니다. 이렇게 만들어진 에틸렌은 기체 형태로 조직 밖으로 확산됩니다. 과일이 굳이 에틸렌을 만드는 것은 에틸렌이 식물에게 이제 열매가 익어야 한다는 신호와 같은 역할을 하기 때문입니다. 사과가 익기 시작하면 에틸렌이 증가하고, 에틸렌은 다시 여러 숙성 관련 유전자의 작용을 촉진합니다. 그 결과 과육의 세포벽을 이루는 펙틴 등이 분해되면서 과육이 부드러워지고, 전분이 당으로 전환되면서 단맛이 증가하며, 엽록소가 분해되어 색이 변하고, 향을 내는 여러 휘발성 물질의 생성도 증가합니다. 또한 에틸렌은 자기 자신의 생성을 더욱 촉진할 수 있다는 것입니다. 특히 사과처럼 클라이맥테릭 과일에서는 숙성이 시작되면 에틸렌 생성이 증가하고, 증가한 에틸렌이 다시 숙성을 촉진하는 양성 피드백이 나타납니다. 그래서 어느 순간부터 과일이 갑자기 빠르게 익는 것처럼 느껴질 수 있습니다. 따라서 사과를 다른 채소나 과일과 함께 밀폐된 공간에 넣으면 문제가 생길 수 있습니다. 사과에서 나온 에틸렌이 주변의 에틸렌에 민감한 농산물에 작용하여 숙성이나 노화를 앞당길 수 있기 때문입니다. 예를 들어 잎채소는 빨리 시들거나 누렇게 변할 수 있고, 일부 과일은 더 빨리 무르고 과숙해질 수 있습니다. 감사합니다.

안녕하세요. 사람의 몸에서 근육은 단순히 팔과 다리를 움직이는 조직이 아닙니다. 생물학적으로 보면 근육은 운동, 자세 유지, 호흡, 혈액순환, 체온 유지, 내부 장기의 움직임까지 담당하는 매우 중요한 기관입니다. 사람의 근육은 크게 골격근, 심장근, 평활근으로 나눌 수 있는데요, 먼저 골격근은 우리가 흔히 생각하는 팔이나 다리, 등, 복부 등의 근육입니다. 뼈에 붙어 있어서 근육이 수축하면 뼈를 당기고, 그 결과 관절이 움직입니다. 예를 들어 팔을 굽힐 때는 위팔의 이두근 등이 수축하면서 팔꿈치 관절의 각도가 변합니다. 걷기, 달리기, 물건 들기, 표정 짓기, 말하기와 같은 대부분의 의도적인 움직임도 골격근의 수축으로 이루어집니다.그런데 골격근은 움직이지 않을 때도 계속 중요한 일을 합니다. 대표적인 것이 자세 유지인데요, 우리가 가만히 서 있을 때도 몸이 쓰러지지 않는 것은 등, 복부, 다리 등의 근육이 아주 미세하게 계속 수축하면서 중력에 맞서고 있기 때문입니다. 그래서 오랫동안 서 있으면 근육이 피로해질 수 있습니다. 근육은 또한 체온을 유지하는 데 중요한 역할을 합니다. 근육이 수축할 때 사용되는 ATP의 에너지 중 상당 부분은 열로 방출됩니다. 추울 때 몸이 자신도 모르게 떠는 떨림도 근육을 빠르게 반복적으로 수축시켜 열을 만들어내는 생리적 반응입니다. 즉 근육은 우리 몸의 일종의 열 생산 장치이기도 합니다. 두 번째로 중요한 근육은 심장근입니다. 심장은 대부분 심장근으로 이루어져 있으며, 심장근이 규칙적으로 수축하고 이완하면서 혈액을 온몸으로 밀어내는데요, 심장근이 없다면 산소와 영양분을 조직에 공급할 수 없고, 이산화탄소와 대사산물을 회수할 수도 없습니다. 따라서 심장근은 우리가 의식적으로 움직이지 않아도 평생 쉬지 않고 작동하는 근육이라고 할 수 있습니다. 세 번째는 평활근입니다. 평활근은 위, 장, 혈관, 방광, 자궁, 기도 등의 벽에 존재합니다. 예를 들어 음식을 먹으면 위와 장의 평활근이 수축하면서 음식물을 이동시키고 섞어주며, 혈관의 평활근은 혈관의 직경을 조절하여 혈압과 혈류량을 조절하는 데 관여합니다. 장의 내용물을 앞으로 이동시키는 연동운동도 평활근의 수축으로 이루어집니다. 감사합니다.

안녕하세요. 맹꽁이와 일반적인 개구리는 서식지 이용 방식에 꽤 차이가 있지만, 맹꽁이는 수영을 못해서 육지에만 산다라고 이해하면 정확하지 않은데요, 맹꽁이도 물속에 들어갈 수 있고 헤엄칠 수 있지만, 개구리처럼 물에서 오랫동안 생활하도록 특화된 동물은 아닙니다.맹꽁이의 가장 큰 특징 중 하나가 말씀하신 발가락 사이에 물갈퀴가 거의 없다는 것이며, 원래 물갈퀴는 물을 밀어내는 면적을 넓혀 수영에 유리하게 해 주는데, 맹꽁이는 이런 구조가 발달하지 않았습니다. 대신 뒷발에 비교적 단단한 발가락과 발톱 같은 구조를 이용해 땅을 파고 들어가는 데 특화되어 있습니다. 그래서 맹꽁이는 물에서 헤엄치는 것보다 땅속에 숨어 지내는 생활에 더 적합합니다. 그렇다고 수영을 전혀 못하는 것은 아닙니다. 맹꽁이 역시 양서류이므로 물에 들어가면 몸과 다리를 움직여 헤엄칠 수 있는데요, 다만 물갈퀴가 잘 발달한 일부 개구리나 수중 생활에 적응한 종에 비하면 수영 능력이 뛰어난 편은 아닙니다. 특히 깊은 물에서 장시간 생활하기보다는 비가 많이 온 뒤 만들어진 얕은 물웅덩이나 논, 습지 등에 들어가 번식하는 경우가 많습니다. 맹꽁이는 평소에는 건조한 땅속에 숨어 지내다가 장마철처럼 비가 많이 내리면 땅 밖으로 나오는데요, 비가 내린 뒤 일시적으로 생긴 물웅덩이에 모여 번식하고, 알을 낳습니다. 따라서 맹꽁이에게 물은 항상 살아가는 장소라기보다는 번식에 매우 중요한 일시적인 서식 공간에 가깝습니다. 반면 많은 개구리는 종류에 따라 차이가 있지만 연못, 하천, 논, 습지 등 물과 육지를 오가며 생활합니다. 특히 물갈퀴가 잘 발달한 종은 물속에서 먹이를 피하거나 이동할 때 수영을 적극적으로 활용합니다. 감사합니다.

안녕하세요. 두꺼비의 독은 생각보다 상당히 강력하며, 일부 종의 독은 사람이나 개나 고양이 같은 포유류에게도 치명적일 수 있습니다. 다만 모든 두꺼비가 똑같이 위험한 것은 아니고, 독의 종류와 양, 체중, 노출 경로에 따라 위험성이 크게 달라집니다. 두꺼비가 가진 대표적인 독성 물질은 피부의 귀밑샘과 피부샘에서 분비되는 물질인데요, 특히 Bufo bufo 같은 두꺼비류에서는 부포톡신 계열을 비롯한 여러 생리활성 물질이 분비됩니다. 이 물질들은 포식자가 두꺼비를 물었을 때 입안이나 점막을 자극하고, 심한 경우 심장과 신경계에 영향을 줄 수 있습니다. 특히 중요한 것은 이 독이 단순한 맛이 매우 쓴 물질 정도가 아니라는 점인데요, 일부 두꺼비 독성물질은 심장근육의 이온 균형과 수축에 영향을 주는 강심성 물질로 작용합니다. 대표적으로 부포디에놀라이드라는 물질군은 디곡신과 유사하게 Na⁺/K⁺-ATPase를 억제하여 세포 내 이온 균형을 변화시키고, 심장 박동에 이상을 일으킬 수 있습니다. 그래서 두꺼비를 잡아먹는 개가 중독되는 사례가 특히 잘 알려져 있는데요, 개가 두꺼비를 입으로 물면 독성 분비물이 구강 점막을 통해 흡수되어 침을 심하게 흘리고, 구토하거나 비틀거릴 수 있습니다. 심한 경우에는 부정맥, 경련, 의식 저하, 심정지까지 발생할 수 있습니다. 사람도 안전하다고 할 수 없는데요, 특히 독이 눈이나 입 등의 점막이나 상처에 들어가거나, 두꺼비를 입에 넣거나 씹는 등의 상황에서는 중독 위험이 있습니다. 다만 일반적인 상황에서 두꺼비가 사람에게 독을 적극적으로 주입하는 것은 아닙니다. 뱀처럼 독을 물어서 주입하는 것이 아니라, 몸을 보호하기 위해 피부샘에서 독성 분비물을 내보내는 방어 방식이기 때문입니다. 감사합니다.

안녕하세요. 새들이 무리를 지어 날 때 서로 부딪히지 않고 동시에 방향을 바꾸는 것은 주변 새의 움직임을 매우 빠르게 감지하고, 가까운 몇 마리의 움직임에 맞춰 자신의 비행을 조절하기 때문입니다. 특별한 하나의 감각기관이 있다기보다는 시각을 중심으로 여러 감각과 신경계의 빠른 반응이 결합된 현상입니다.새는 주변의 다른 새를 주로 시야를 통해 감지하는데요, 특히 대부분의 새는 사람보다 넓은 시야를 가지고 있어 주변에서 다른 새가 어느 방향으로 움직이고 있는지를 빠르게 파악할 수 있습니다. 가까운 새가 갑자기 방향을 틀거나 속도를 바꾸면 망막에 들어오는 영상이 변하고, 새는 이를 즉각적으로 감지하여 날개짓과 몸의 각도를 조절합니다. 이때 새 한 마리가 무리 전체의 움직임을 일일이 계산하는 것이 아닙니다. 예를 들어 수백 마리의 찌르레기가 함께 움직일 때 각 새는 주변의 몇 마리 정도를 기준으로 자신의 방향과 속도를 조절하며, 주변 새가 오른쪽으로 움직이면 자신도 조금 오른쪽으로 움직이고, 너무 가까워지면 방향을 틀어 거리를 벌립니다. 이러한 단순한 행동이 수많은 새에게 동시에 일어나면서 무리 전체가 하나의 거대한 생물처럼 움직이는 것처럼 보이는 집단행동이 나타른 것입니다. 또한 새들은 단순히 눈으로 위치만 보는 것이 아니라 움직임의 방향과 속도, 거리 변화를 매우 민감하게 감지합니다. 비행 중에는 자신의 몸이 움직이면서 시야에 들어오는 영상도 계속 변하기 때문에, 이러한 시각 정보를 이용해 주변 장애물과 다른 새와의 상대적인 움직임을 판단할 수 있습니다. 감사합니다.