답변 내역

안녕하세요.줄기세포란 자기 자신으로 계속 분열할 수 있고 다른 종류의 세포로 분화할 수 있는 미분화 세포를 말하는데요, 줄기세포의 핵심 능력은 크게 두 가지입니다. 첫번째는 자가 재생 능력으로 계속 복제되어 줄기세포 상태를 유지하며 두번째는 분화로 필요에 따라 뼈, 연골, 근육, 피부, 신경세포 등으로 변하게됩니다.줄기세포 중 배아줄기세포는 거의 모든 세포로 분화 가능하지만 윤리성이나 종양 위험 때문에 임상 사용은 매우 제한적이며 성체줄기세포는 대표적인 것이 골수 줄기세포, 지방 줄기세포, 제대혈 줄기세포이며 무릎, 피부, 노화 치료에 쓰인다는 것은 대부분 지방 유래 중간엽 줄기세포(MSC) 입니다.줄기세포는 관절에 주입되면 항염증 물질, 성장인자, 조직 재생 신호물질을 대량으로 분비하여 손상 조직의 자가 회복 환경을 조성합니다. 즉, 줄기세포가 연골이 되는 것은 아니며 주변 세포들이 다시 회복하도록 조절자 역할을 합니다.다만 연골이 완전히 닳은 경우는 재생이 거의 불가하고 염증이 주원인인 초기 퇴행성 관절염에 효과가 있으며 체중, 관절 변형, 연골 손상 정도에 따라 큰 차이 발생합니다. 그래서 과학적으로는 통증 감소와 염증 완화에는 도움, 구조 재생은 제한적이라고 볼 수 있습니다. 감사합니다.

안녕하세요.인간은 모든 생명체 전체로 보면 상위권은 아니지만, 포유류 안에서는 매우 상위권에 속하는 장수 종이라고 할 수 있습니다. 곤충, 어류, 양서류, 파충류, 식물, 해양무척추동물까지 포함하면, 인간의 평균 수명인 약 80년은 그리 긴 편이 아닙니다. 예를 들어, 그린란드상어는250~400년, 대왕조개는 200년 이상, 물벼룩형 자포동물인 히드라는 노화가 거의 없는 생물학적 불사에 가깝다고 알려져 있는데요 이처럼 노화 자체가 거의 없거나 매우 느린 생물이 존재하기 때문에, 모든 생명체 기준에서는 인간은 중간 수준에 가깝습니다.하지만 포유류 안에서 보면 이야기가 완전히 달라지는데요, 일반적으로 포유류는 몸무게가 클수록 수명이 길어지는 경향이 있습니다. 그런데 인간은 몸무게 60~70kg 정도의 포유류 치고는 오래 살머 체중 대비 수명으로 보면 인간은 포유류 중 최상위권이며, 심지어 코끼리와 비슷한 수준입니다. 감사합니다.

안녕하세요.미꾸라지나 장어의 표면은 다른 어류에 비해서 미끄러운데요, 이는 피부에서 다량으로 분비되는 점액 때문입니다. 미꾸라지와 장어의 표피에는 점액세포가 매우 밀집되어 있으며, 이 세포들이 끊임없이 점액을 분비하는데요, 이 점액은 주로 뮤신이라는 고분자 당단백질로 이루어져 있어 물과 결합하면 젤처럼 매우 미끄러운 성질을 띱니다. 우리가 손으로 잡을 때 미끄럽게 느껴지는 것은 이 점액층 때문입니다. 이들이 많은 점액을 분비하는 이유는 서식 환경과 이동 방식과 관련이 있습니다. 미꾸라지는 논바닥이나 진흙 속, 장어는 바위 틈이나 하천 바닥처럼 마찰이 큰 환경에서 몸을 비틀며 이동하는데요 이때 두꺼운 점액층은 일종의 윤활제 역할을 하여, 몸과 주변 환경 사이의 마찰을 줄이고 에너지 소모를 최소화합니다. 즉 이때 점액이 없다면 피부가 쉽게 손상되었을 것입니다. 또한 미꾸라지나 장어는 몸 형태가 길고 근육질이며, 점액까지 많기 때문에 포식자가 물거나 붙잡더라도 쉽게 빠져나올 수 있습니다. 이는 단단한 비늘이나 가시 대신 선택된 생존 전략으로, 실제로 점액이 많은 어류일수록 포식 성공률이 낮아지는 경향이 관찰됩니다. 감사합니다.

안녕하세요.대부분의 건강한 사람에게서 효소를 먹는 것은 생물학적으로 큰 이점을 주지 못하는 경우가 많습니다. 우리가 외부에서 섭취하는 소화효소인 아밀레이스, 프로테아제, 리파아제 등은 모두 단백질로 이루어져 있는데요, 이 단백질은 입으로 들어오면 위에 도달하게 되는데, 위는 pH 1~2의 강한 산성 환경이며 펩신이라는 단백질 분해 효소가 작동합니다. 이 환경에서는 외부에서 섭취한 효소도 예외 없이 아미노산이나 작은 펩타이드로 분해됩니다. 하지만 효소를 먹으면 소화가 잘되는 느낌이 들 수 있는데요 일부 소화효소 제품은 위에서 완전히 분해되기 전에 음식물과 함께 작용하여, 위나 초기 소장 단계에서 일시적으로 소화 속도를 보조할 수 있습니다. 예를 들어 락타아제는 유당을 포도당과 갈락토오스로 분해하는데, 유당불내증이 있는 사람에게는 체내 락타아제가 부족하기 때문에 외부에서 보충했을 때 실제로 증상이 완화됩니다. 이 경우는 생물학적으로 명확한 이점이 존재한다고 볼 수 있습니다. 감사합니다.

안녕하세요.습지란 물기가 있는 축축한 땅을 말하며 영구적으로 또는 일시적으로 습윤한 상태를 유지하고, 이와 같은 환경에 적응된 식생이 서식하는 장소를 말합니다. 습지는 과거에 오랫동안 쓸모없는 땅, 개발 대상지로 인식되어 왔는데요, 물이 고여 있고 농사나 건축에 불리하다는 이유로 매립되거나 배수되어 논, 공단, 주거지로 바뀌는 경우가 많았습니다. 그러나 20세기 후반 이후 생태학, 수문학, 기후과학 연구가 축적되면서 습지가 단순한 물웅덩이가 아니라 생태계 서비스의 핵심 공간이라는 사실이 분명해졌습니다. 습지 보전이 중요한 가장 큰 이유는 습지는 육지와 물의 경계에 위치한 생태계로, 환경 변화가 크기 때문에 여기에 적응한 생물들이 매우 다양하기 때문입니다. 양서류, 수서곤충, 철새, 수생식물 등 많은 종이 습지 없이는 생존할 수 없습니다. 특히 철새의 중간 기착지로서 습지는 국제적으로도 매우 중요하기 때문에, 하나의 습지가 사라지면 여러 국가의 생태계에 연쇄적인 영향을 미치게 되는 것입니다.또한 습지의 토양과 식물은 질소, 인, 중금속, 미세 오염물질을 흡착하거나 미생물 분해 과정을 통해 제거합니다. 즉, 습지는 자연적인 정수장과 같은 역할을 하며, 하천과 바다로 오염 물질이 직접 유입되는 것을 막아 주는데요, 이 기능은 인공 시설로 대체하려면 막대한 비용이 들기 때문에, 경제적 관점에서도 습지 보호가 합리적이라는 인식이 확산되었습니다. 감사합니다.

안녕하세요.하품이란 뇌와 신경계가 동시에 작동하면서 전신에 연쇄적으로 나타나는 매우 정형화된 반사 행동입니다. 이때 하품은 삼차신경, 미주신경, 설하신경 등 여러 뇌신경이 동시에 활성화되면서 발생하는 뇌간에서 조절되는 반사인데요, 이 과정에서 턱을 여는 근육과 얼굴 근육이 강하게 수축하면서 입이 최대한 벌어지게 되는 것입니다. 즉 이는 의식적인 선택이 아니라, 뇌가 입을 열라는 하나의 패턴 명령을 내려 자동으로 실행되는 것입니다.하품을 할 때는 숨을 참는 것도, 내쉬는 것도 아니고 매우 길고 느린 들숨이 일어나는데요 다만 일반적인 호흡과 달리, 들숨 도중에 후두와 인두 근육이 특이하게 조절되기 때문에 숨이 멈춘 것 같은 애매한 느낌이 드는 것입니다. 실제로는 폐 안으로 공기가 서서히 많이 들어가고 있으며, 이 과정에서 흉곽이 크게 확장됩니다. 하품을 하면 뇌의 각성 수준을 조절하고 뇌 온도를 낮추며 신경계의 활동 패턴을 동기화한다고 알려져 있는데요, 즉 입을 크게 벌리고, 깊은 들숨을 하고, 상체를 펴는 행동은 뇌로 가는 혈류와 산소 공급을 변화시키고, 동시에 뇌 내부 열을 식히는 데 도움을 줍니다. 감사합니다.

안녕하세요.사막은 강수량이 극히 적고 낮에는 고온이지만 밤에는 저온으로 급변하며, 강한 햇빛과 건조한 바람이 지속되는 생존에 매우 불리한 환경이라고 할 수 있습니다. 이러한 환경에서도 선인장은 다른 식물과는 구별되는 특징으로 극한 환경에 적응했는데요, 우선은 줄기가 잎의 기능을 대신하도록 진화했다는 점입니다. 일반적인 식물은 잎에서 광합성을 하고 줄기는 지지 역할을 하지만, 선인장은 잎이 가시로 퇴화하고 두껍고 다육질인 줄기가 광합성과 수분 저장을 동시에 수행합니다. 이 줄기 내부에는 점액질 성분이 풍부한 저장 조직이 발달해 있어, 한 번 내린 비를 빠르게 흡수해 장기간 보관할 수 있습니다. 실제로 선인장은 몸무게의 상당 부분이 물로 이루어져 있으며, 수개월 이상 비가 오지 않아도 생존할 수 있습니다.또한 잎이 가시로 변했다는 특징을 갖는데요 잎은 식물에서 수분 증산이 가장 활발한 기관인데, 선인장은 잎을 거의 완전히 없애고 가시로 바꾸면서 수분 손실을 극단적으로 줄였습니다. 이 가시는 단순한 퇴화 산물이 아니라, 초식 동물로부터 몸을 보호하고, 일부 가시는 미세한 그늘을 만들어 줄기 표면 온도를 낮추는 역할도 합니다. 또한 이른 아침에는 공기 중의 이슬을 응결시켜 줄기 쪽으로 물을 유도하는 효과도 보고되어 있습니다. 감사합니다.

안녕하세요. 파충류의 탈피 껍질은 케라틴, 미량의 칼슘, 인, 질소 화합물 등으로 이루어진 고단백 구조물인데요 파충류는 먹이를 자주 구하지 못하는 환경에 적응해 왔기 때문에,자기 몸에서 만들어진 허물을 다시 섭취함으로써 성장에 쓰인 영양소를 다시 회수하는 생체 재활용 시스템을 구축한 것이라고 보시면 됩니다.또한 허물에는 체취, 페로몬, 피부 분비물이 남아 있어천적에게는 먹잇감이 있다는 강력한 신호가 되는데요, 따라서 껍질을 남겨두는 것은 자신의 위치를 광고하는 것과 같습니다.마지막으로 탈피된 허물은 곰팡이, 진드기, 세균이 빠르게 증식할 수 있는 장소가 되며 이를 방치할 경우 다시 자신의 몸으로 병원체가 옮겨갈 위험이 커집니다. 허물을 먹거나 즉시 제거하는 행동은 감염 고리를 차단하는 위생 행동으로도 해석해 볼 수 있습니다. 감사합니다.

안녕하세요.사람의 신체 부위 곳곳에는 털이 나는데요, 주로 보호작용을 수행합니다. 머리카락은 체온 조절과 보호 기능을 동시에 수행하는데요 두피는 혈관이 매우 풍부하여 열 손실이 큰 부위인데, 머리카락은 공기층을 형성해 열을 보존하고, 동시에 자외선으로부터 두피를 보호합니다. 또한 외부 충격이나 마찰을 완화하는 완충재 역할도 하며, 이는 머리카락이 밀집되어 굵게 남아 있는 이유와 관련됩니다. 다음으로 코털과 귀털은 호흡기와 청각기관의 1차 방어선인데요 코털은 먼지, 꽃가루, 병원성 미생물을 물리적으로 걸러내며, 귀털 역시 외부 이물질이나 곤충이 외이도로 침입하는 것을 방지합니다. 이 기능은 단순한 흔적 기관이 아니라 현재도 적극적으로 작동하는 생리적 장치입니다. 다음으로 팔, 다리, 가슴, 몸통의 체모는 상대적으로 기능이 약화된 부위지만, 완전히 무의미하지는 않습니다. 체모는 피부 표면의 미세한 공기 흐름이나 접촉을 감지하는 감각 증폭기 역할을 하여, 벌레가 앉거나 가벼운 접촉이 있을 때 이를 빠르게 인지하게 합니다. 실제로 체모 주변에는 감각 신경 말단이 밀집되어 있어, 털의 움직임 자체가 감각 자극으로 전달됩니다. 감사합니다.

안녕하세요.뱀과 같은 파충류가 겨울철의 긴 추위를 버틸 수 있는 핵심 이유는 체온을 유지하려 하지 않고, 오히려 생리 활동 자체를 극도로 낮추는 전략을 선택했기 때문인데요 사람처럼 일정한 체온을 유지해야 하는 항온동물과 달리, 뱀은 외부 온도에 따라 체온이 변하는 변온동물이므로, 추운 환경에서 살아 있는 상태로 정지에 가까운 생리 상태를 유지하는 방향으로 진화했습니다. 뱀의 겨울잠은 우리가 흔히 포유류에서 떠올리는 겨울잠과는 성격이 다른데요, 뱀은 이 시기에는 체온이 주변 환경과 거의 동일해지고, 심박수나 호흡수, 소화 및 근육 활동 등 거의 모든 생리 기능이 극단적으로 감소합니다. 예를 들어 평소에는 몇 초에 한 번씩 뛰던 심장이, 동면 중에는 수 분에 한 번 정도만 뛰는 수준까지 떨어질 수 있으며, 산소 소비량과 에너지 소모는 평상시의 몇 퍼센트 수준으로 낮아집니다. 이처럼 대사율을 극단적으로 낮출 수 있기 때문에, 뱀은 가을에 미리 축적해 둔 지방 에너지만으로도 수개월을 버틸 수 있습니다. 파충류는 포유류에 비해 기본 대사량 자체가 매우 낮아, 같은 체중이라면 필요한 에너지가 훨씬 적고 그래서 먹이를 전혀 섭취하지 않아도 체내 저장 에너지로 장기간 생존이 가능한 것입니다. 감사합니다.