답변 내역

안녕하세요.네, 질문해주신 것처럼 조류도 포유류에서 말하는 탈모와 비슷하게 깃털이 빠지는 현상이 나타나는데요, 다만 새들의 경우에는 이를 보통 깃갈이(털갈이, 몰팅)라고 부르며, 이는 생리적으로 정상적인 과정과 병리적인 과정 두 가지로 나눌 수 있습니다. 먼저 정상적인 깃갈이는 계절의 변화나 성장 단계에 따라 주기적으로 일어나는데요 대부분의 새들은 해마다 일정한 시기에 깃털을 교체하는데, 이는 깃털이 시간이 지남에 따라 마모되거나 손상되기 때문에 새로운 깃털로 바꿔야 하기 때문입니다. 예를 들어 겨울철에는 보온 기능을 강화하기 위해 더 촘촘한 깃털로 갈아입고, 번식기에는 화려한 깃털을 새로 장만하여 짝짓기 신호로 사용하기도 합니다. 이 과정에서 일정 기간 동안은 깃털이 많이 빠져서 몸이 듬성듬성 비어 보일 수 있지만, 이는 정상적인 생리적 현상입니다. 반면에 병리적 원인에 의해 깃털이 빠지는 경우도 있는데요, 영양 불균형, 외부 기생충 감염(진드기, 이 등), 곰팡이나 세균성 피부 질환, 호르몬 이상, 스트레스 등으로 인해 비정상적인 탈깃 현상이 나타날 수 있습니다. 이 경우에는 새가 스스로 깃털을 뜯어내거나 특정 부위만 유난히 빠져서 드러나기도 합니다. 감사합니다.

안녕하세요.네, 삼투 현상이 나타나는 근본적인 원인은 물 분자가 가지는 자유에너지 차이와 그것을 일으키는 용질 농도 차이 때문인데요, 세포막을 이루는 인지질 이중층은 대부분의 이온이나 극성 분자가 쉽게 통과하지 못하도록 차단하는 장벽 역할을 하지만, 물 분자 자체는 매우 작고 극성임에도 불구하고 특정 단백질 통로인 수분 통로 단백질(아쿠아포린)을 통해 빠르게 이동할 수 있습니다. 따라서 세포막은 일반적으로 용질에 대해서는 반투과적이지만, 물에 대해서는 선택적으로 투과성을 가지게 됩니다. 이때 농도가 높은 쪽은 사실상 물의 활동도가 낮은 상태이며, 농도가 낮은 쪽은 물의 활동도가 높은 상태입니다. 물은 더 자유롭게 움직일 수 있는 쪽에서 덜 자유로운 쪽으로 이동하려는 경향이 있기 때문에, 세포막 양쪽의 자유에너지 차이를 줄이려는 방향으로 이동하는데요 이것이 바로 삼투 현상입니다. 즉 삼투 현상이 나타나는 근본적인 이유는 막 양쪽의 물 분자가 가지는 화학적 퍼텐셜 차이이며, 물은 이를 평형화하려는 과정에서 이동하게 되는 것입니다. 감사합니다.

안녕하세요.네, 촉진확산의 방식으로는 이온통로와 운반체 단백질이 있습니다. 즉 이온 통로(ion channel)와 운반체 단백질(carrier protein)은 모두 세포막을 통한 촉진 확산(facilitated diffusion)을 담당하지만, 두 단백질이 작동하는 방식이 근본적으로 다르기 때문에 속도의 차이가 생기는 것인데요, 이온 통로는 세포막에 형성된 수용성 통로로서, 선택적으로 특정 이온(Na⁺, K⁺, Cl⁻ 등)을 막을 가로질러 거의 자유 확산에 가까운 방식으로 이동시킵니다. 이때 이온은 단백질의 구조적 변화 없이 전기화학적 구배에 따라 한꺼번에 빠르게 이동할 수 있습니다. 즉, 문이 열려 있는 동안에는 막 전위와 농도 차이에 의해 이온이 수천만 개 이상 단위로 동시에 이동하므로, 속도가 매우 빠릅니다. 반면에 운반체 단백질은 용질을 직접 결합한 뒤, 단백질 자체가 구조적 변화를 일으켜서 용질을 반대편으로 옮기는 과정을 거칩니다. 이 과정은 결합–형태 변화–방출이라는 연속적인 단계가 필요하기 때문에, 한 번의 운반 주기마다 소수의 분자만 이동할 수 있습니다. 따라서 이온 통로에 비해 속도가 훨씬 느려집니다. 감사합니다.

안녕하세요.네, 질문 주신 사항에 대해 답변드리자면 보통 마트에서 산 포도알(열매) 자체로는 키울 수 없는데요, 요즘 마트에서 파는 포도(샤인머스캣, 캠벨, 거봉 등)는 씨 없는 품종이 많으며, 씨가 있어도 종자 번식을 목적으로 개량된 게 아니라서 발아율이 낮습니다. 반면에 혹시 씨가 있는 품종이라면 발아 자체는 될 수 있는데요 다만, 씨앗에서 키운 포도는 원래 부모 포도와 유전적으로 동일하지 않고 변이가 생기게 되며 과실을 맺기까지는 최소 3~5년 이상 걸리며, 맛도 원래 먹던 포도와 같을 거라는 보장이 없습니다. 게다가 포도 재배는 대부분 삽목(가지 꺾꽂이)이나 접목으로 하는데요, 씨앗이 아니라 성숙한 포도나무의 가지를 잘라 뿌리내리게 해서 키우면 원래 품종과 똑같은 포도가 열립니다. 즉 농장에서 쓰는 포도나무는 거의 다 이런 방식으로 번식한 것이라고 볼 수 있습니다. 감사합니다.

안녕하세요. 네, 질문해주신 것처럼 많은 분들이 이름 때문에 오해하는데, 하루살이가 정말로 딱 하루만 살다가 죽는 건 아닌데요, 하루살이 대부분은 강이나 호수 바닥에 살면서 수개월에서 길게는 1~2년까지 유충(약충) 상태로 살며 이 기간 동안은 물속에서 조류나 유기물 등을 먹고 자랍니다. 물 밖으로 나와 날개를 가진 성충이 되면 이야기가 달라지는데요, 성충 하루살이는 입이 퇴화되어 먹이를 먹을 수 없습니다. 즉 오직 짝짓기와 산란을 위해서만 사는 것이며 종에 따라 성충으로서의 수명은 수 시간 ~ 1~2일 정도이기 때문에 하루살이라는 이름이 붙은 것입니다. 즉 먹이를 먹을 수 있는 입이 없으니 오래 살 수 없는 것이며 교미 후 알을 낳으면 곧 죽게 되는 것입니다. 감사합니다.

안녕하세요.사진 속의 생명체는 벌새가 아니라 곤충, 정확히 말하면 박각시나방(스핑크스나방류, Sphingidae)로 보이는데요, 벌새는 보통 최소 7~8cm 이상이고, 우리나라에서 흔히 볼 수 없으며 사진 속 개체는 4~5cm 정도로 곤충 크기입니다. 박각시나방류는 날개짓이 매우 빠르고 제자리에 정지비행(hovering)을 하면서 긴 대롱 모양의 빨대 같은 흡관을 꽃 속에 넣어 꿀을 빠는 습성이 있는데요, 벌새와 매우 비슷해 보이지만, 가까이 보면 곤충의 더듬이와 작은 몸체가 보입니다. 또한 사진 속 생물도 머리에서 앞으로 곧게 뻗은 대롱(흡관)이 꽃 속으로 들어가 있고, 몸에는 곤충 특유의 마디가 보이는데요 벌새라면 부리와 깃털이 보여야 하는데, 여기서는 그런 특징이 전혀 없습니다. 따라서 사진 속 존재는 벌새처럼 보이는 나방, 흔히 "호버링나방" 또는 "벌새나방"이라고 불리는 박각시나방류라고 할 수 있겠습니다. 감사합니다.

안녕하세요.네, 질문해주신 것처럼 새들이 집단을 이루는 데에는 분명한 생존상의 이점이 있는데요 우선 무리 속에 있으면 한 마리가 잡힐 확률이 줄어드는 희석 효과와, 많은 눈으로 포식자를 빨리 발견할 수 있는 탐지 효과가 있습니다. 또한 무리가 함께 움직이면 먹이를 더 쉽게 찾을 수 있으며, 기러기처럼 V자 대형을 이루어 날면 공기 저항을 줄이고 에너지를 절약할 수 있습니다. 짝짓기, 정보 교환, 개체 간 학습에도 유리하며, 이런 이점 때문에 새들은 본능적으로 집단을 이루도록 진화해 온 것입니다. 흥미로운 점은, 집단 전체가 마치 하나의 거대한 유기체처럼 움직이는 것처럼 보이지만, 사실은 각 개체가 단순한 국지적 규칙(local rules)만 따르기 때문이며, 대표적으로는 “보이드 모델 (Boids model, 1986년 Craig Reynolds)”이 이를 잘 설명합니다. 너무 가까이 다가오면 멀리 떨어지는 '충돌 회피', 이웃 개체들의 평균 방향과 속도에 맞추는 '정렬' 등이 있습니다. 또한 새들은 이런 행동을 배우지 않아도, 유전적으로 프로그램된 신경 회로를 통해 무리짓기를 하지만 그 결과로 나타나는 집단 패턴은 복잡계 과학과 수학적 모델로도 설명할 수 있습니다. 즉, 본능이 만들어낸 행동이 물리·수학적 원리와 만나 법칙처럼 보이는 것이라고 할 수 있겠습니다. 감사합니다.

안녕하세요.포유류는 크게 세 가지 부류로 나뉘어지는데요, 단공류 (Monotremata)는 알을 낳는 포유류이고 유대류 (Marsupialia)는 미숙한 새끼를 낳아 주머니에서 키우는 포유류 (예: 캥거루, 코알라)이며 태반류 (Placentalia)는 태반을 통해 비교적 발달한 새끼를 낳는 포유류 (예: 사람, 개, 고래 등)입니다. 이중에서 오리너구리(Platypus)가 속한 단공류가 바로 알을 낳는 포유류인데요, 현재 지구상에 존재하는 단공류는 오직 호주와 뉴기니 지역에만 살고 있으며, 두 가지 계통이 있습니다. 하나는 질문해주신 오리너구리로, 부리가 오리처럼 생겼고, 물에서 생활하며 암컷이 알을 낳아 몸으로 품어 부화시키며, 부화한 새끼는 젖을 먹고 자랍니다. 다음으로 가시두더지는 가시가 돋은 고슴도치 비슷한 포유류인데요 알을 낳지만, 알을 몸의 주머니(pouch) 안에 넣어 품습니다. 부화 후에도 새끼를 일정 기간 보호합니다. 단공류는 포유류 중에서도 가장 원시적인 계통으로, 파충류와 포유류의 중간적 특징을 지니고 있는데요 즉 알을 낳지만, 새끼를 젖으로 기르는 점에서 분명히 포유류로 분류되며, 오늘날 단공류는 극히 적은 종만 남아 있지만, 이는 포유류의 초기 진화 모습을 보여주는 살아 있는 화석같은 존재입니다. 감사합니다.

안녕하세요. 네, 말씀하신 대로 바닷가에서 발견되는 소라, 전복, 그리고 밭에서의 달팽이 껍질 대부분은 겉모습이 오른쪽 나선형(우선형, dextral)이고, 왼쪽 나선형(좌선형, sinistral)은 극히 드문데요 이 현상은 단순한 우연이 아니라 발생학적·유전학적 메커니즘과 진화적 선택 압력이 작용한 결과라고 볼 수 있습니다. 연체동물(복족류, 즉 달팽이·소라류)은 수정란이 몇 차례 분열하는 난할 단계에서 세포들이 비틀리며 배열되는데, 이때의 꼬임 방향이 껍질의 나선 방향을 결정하는데요, 이 비틀림 방향은 어미 달팽이로부터 유전되는 모계 효과 유전자에 의해 정해집니다. 즉, 새끼의 유전자가 아니라 어미의 세포질 요인에 의해 껍질이 오른쪽으로 말릴지, 왼쪽으로 말릴지가 결정되는 것이지요. 그래서 한 집단에서는 대부분이 오른쪽 껍질을 가지지만, 드물게 유전자 변이로 인해 왼쪽 껍질 개체가 나타나기도 합니다. 또한 달팽이나 소라는 체외 수정이 아니라 서로의 생식기를 맞대어 교미하는데 이때 한쪽이 왼쪽 나선, 다른 쪽이 오른쪽 나선이면 생식기가 비대칭으로 맞지 않아 교미가 거의 불가능해지며, 따라서 소수로 나타난 좌선형 개체는 번식 성공률이 매우 낮습니다. 또한 일부 연구에서는 포식자가 달팽이나 소라를 공격할 때 오른쪽 나선에 맞춰진 행동 습성을 보인다는 보고가 있습니다. 따라서 드물게 등장한 좌선형 개체는 포식자로부터 살아남을 가능성이 더 높을 수도 있습니다. 하지만 짝짓기 장벽 때문에 결국 개체군에서 소멸하는 경우가 많습니다. 결과적으로, 우선형이 개체군의 표준으로 고정되는 것입니다. 감사합니다.