답변 내역

안녕하세요. 돌연변이는 유전자의 변화나 손상으로 인해 생명체의 유전 물질(DNA)에 변화가 생기는 현상인데요, 돌연변이는 여러 가지 이유로 발생할 수 있으며, 그 이유는 크게 두 가지로 나눌 수 있습니다. 즉, 내부 요인과 외부 요인입니다. 우선 내부 요인부터 말씀드리자면, 세포가 분열할 때, DNA가 복제되는 과정에서 실수로 염기서열이 잘못 복사되면 돌연변이가 발생할 수 있습니다. 이 오류는 자연적으로 생길 수 있는 현상이며, 세포 안에 있는 복구 기전이 이러한 실수를 바로잡기도 하지만, 가끔씩 수정되지 않은 오류가 돌연변이로 남게 됩니다. 또한 생식 세포가 형성될 때, 부모로부터 각각 받은 염색체가 교차되거나 재조합되는 과정에서 새로운 유전자 조합이 형성될 수 있으며, 이 과정에서 예상치 못한 변화가 발생하면 돌연변이가 될 수 있습니다. 다음으로 외부 요인으로는, 자외선, X선, 감마선과 같은 방사선은 DNA 구조를 손상시키거나 변형시켜 돌연변이를 유발할 수 있습니다. 특히 자연계에서도 방사선에 노출되는 경우가 있는데, 이런 환경에서 돌연변이가 발생할 확률이 높아집니다. 특정 화학 물질, 예를 들어 발암 물질이나 독성 물질은 DNA의 염기서열에 손상을 일으켜 돌연변이를 유발할 수 있습니다. 이러한 물질들은 세포의 정상적인 기능을 방해하면서 유전자에 직접적인 영향을 줄 수 있습니다. 하지만 돌연변이는 진화의 중요한 요소이기도 합니다. 대부분의 돌연변이는 생명체에 해롭거나 중립적일 수 있지만, 가끔 유익한 돌연변이가 발생하여 생물체의 생존과 적응에 유리하게 작용할 수도 있습니다. 이를 통해 종이 환경 변화에 적응하면서 진화할 수 있는 기반이 됩니다.

안녕하세요.  지구온난화로 인한 수온 상승으로 바다 생태계가 파괴되고 있는 가운데 산호초 군락의 백화현상이 심각한 상황이라는 분석이 제기된 바 있습니다. 최근 미국의 비영리단체인 코럴리프 워치(Coral Reef Watch)는 지구에 존재하는 산호초의 무려 73%가 백화현상을 일으킬 정도로 바다 수온이 뜨거워졌다고 경고했는데요, 산호초는 전체 해저 생태계 구성에 있어서 물고기, 포유류, 식물 모두에게 서식지와 식량원을 제공합니다. 글로벌 산호초 모니터링 네트워크에 따르면 산호초는 인간의 삶에도 필수적이며 약 2조 7000억 달러의 경제적 가치를 제공하며, 아울러 모든 해양 종의 최소 25%를 지원하는 등 해양 생태계에 필수적인 생물입니다. 하지만 해수온 상승, 어류 남획, 무분별한 관광으로 인한 해양 오염으로 인해 백화현상을 일으키며 폐사하게 되고, 백화현상은 산호에 붙어서 공생하며 영양분을 주고 받는 조류가 갑작스런 수온 상승 등에 의해 사라지면서 산호초 표면이 하얗게 드러나 보이는 현상으로, 심한 경우 산호 자체의 사멸로 이어져 바다 생물 다양성의 핵심 지역인 산호초 지대를 황폐화시키게 될 수 있습니다.

안녕하세요.오징어는 다 같은 종이라 생각되지만 전 세계적으로 460여 종이 분포하고 있으며, 이중에서도 우리나라 연근해에서 서식하고 있는 오징어는 80여 종 정도입니다. 오징어는 몸통, 머리, 다리 3부분으로 이뤄져 있고 삼각형 모양의 몸통 아래에 눈이 있는 부위가 머리입니다.

안녕하세요. 곤충의 혈액이 사람의 혈액과 색이 다른 이유는 '혈색소'와 관련이 있습니다. 인간의 경우에는 혈액에서 산소를 운반하는 '적혈구'라고 하는 세포 내부에 '헤모글로빈'이라고 하는 혈색소가 들어있습니다. 이때 헤모글로빈이란 알파글로빈 2개와 베타글로빈 2개로 이루어진 4차구조 단백질이며, 내부에 철을 가지고 있다는 특징이 있습니다. 이 철이 산소와 만나 산화되는 과정에서 붉게 보이기 때문에 헤모글로빈을 가지고 있는 적혈구가 붉은 것이고, 적혈구는 전체 혈액의 약 45%를 차지하고 있기 때문에 인간의 혈액 역시 붉은색으로 보이는 것입니다. 하지만 곤충을 포함한 다른 생명체의 경우 '헤모글로빈' 대신에 '헤모시아닌'이라던가 '헤모에리트린'과 같은 다른 종류의 혈색소를 가지고 있으며, 이들의 경우 헤모글로빈의 철 대신에 구리와 같은 다른 원자를 함유하고 있으므로 산화되었을 때 다른 색을 나타내게 되는 것입니다.

안녕하세요. 바이러스가 일부 조건에서는 생물학적 특성을 가지고 있는 것은 맞지만 엄밀히 말하자면 '생명체'라고 보기는 어렵습니다. 바이러스는 비교적 단순하게 단백질 껍질과 핵산(DNA 또는 RNA)로 이루어져 있는 병원체이며, 생명체의 기능적, 구조적 기본 단위라고 할 수 있는 세포로 이루어져 있지 않고, 독립적인 증식이 불가능합니다. 즉, 반드시 숙주세포 내에서만 증식이 가능하기 때문에 생명체라고 보기 어려운 것입니다. 다만, 숙주세포 내부라는 조건하에서는 다른 생명체와 마찬가지로 증식이 가능하기 때문에 생물학적 특성을 일부 가지고 있다고 볼 수 있습니다.

안녕하세요. 가을철이 되면 나무는 월동준비를 위해 나뭇잎을 떨어뜨리는데 나뭇잎이 떨어지는 원인은 나뭇잎과 가지 사이에 떨켜층이 형성되기 때문입니다. 떨켜층이 형성되기 시작하면 나뭇잎은 뿌리에서 충분한 물을 공급받지 못하나 잎에서는 계속 햇빛을 받아 광합성이 진행되는데요, 이때 생성된 양분은 떨켜층 때문에 줄기로 이동하지 못하고 잎내에 남게 되고 이로 인해 잎내 산성도가 증가합니다. 이에 엽록소는 파괴되고 대신 엽록소 때문에 보이지 않던 카로틴(Carotene)이나 크산토필(X anthophyll)과 같은 색소가 나타나고 안토시아닌(Anthocyanin)이 생성되어 나뭇잎의 색이 붉게 혹은 노랗게 보이는 것입니다. 결국 낙엽은 식물이 온도와 수분 부족에 적응해서 생긴 현상이라고 할 수 있는데요, 겨울에 물이 부족해 식물이 스트레스를 받게 되면 물의 손실을 방지하기 위해 잎의 호흡을 담당하는 기관인 기공을 닫아야 합니다. 그런데 기공은 수분을 증발시키는 곳일 뿐 아니라 광합성에 필요한 이산화탄소가 들어오는 통로이기도 합니다. 그렇기 때문에 수분 부족을 피하기 위해 기공을 닫으면 잎에서 광합성이 일어날 수 없게 되며, 또한 주변의 온도가 낮으므로 잎에서의 생화학 반응의 속도는 더욱 느려져 잎은 죽고 떨어지게 되는 것이라고 보시면 됩니다.

안녕하세요. 원숭이는 꼬리를 가지고 있지만 침팬지, 고릴라, 오랑우탄, 인간과 같은 유인원의 경우에는 꼬리를 가지고 있지 않습니다. 미국 뉴욕대 랑곤헬스 연구진이 유인원 6종과 꼬리가 있는 원숭이 9종의 디엔에이(DNA)를 비교하고 생쥐 실험을 통해 검증한 결과, 꼬리 상실의 원인은 꼬리 유전자에 다른 유전자 조각이 끼어들었기(유전자 삽입) 때문이란 걸 발견해 국제학술지 네이처에 알린 바가 있습니다. 연구팀은 꼬리 유무에 영향을 미친 요인을 확인하기 위해 인간과 유인원의 DNA와 원숭이의 DNA 140개를 비교했는데요, 그 결과 인간과 유인원은 꼬리 발달과 연관이 있는 유전자인 TBXT라는 유전자의 동일한 위치에 Alu라는 DNA 조각이 삽입돼 있었다는 점을 알아냈습니다. Alu는 스스로 복제하며 다른 유전자의 염기서열 사이에 들어가 단백질 합성 등의 변화를 일으켰기 때문에 꼬리가 발현되지 못하게 된 것입니다.

안녕하세요. 새끼 거북이의 생존률은 매우 낮은 것으로 알려져 있습니다. 어미 거북이가 알을 낳기까지의 과정도 결코 쉽지 않지만 진짜 어려운 문제는 알에서 막 깨어난 새끼 거북이가 직면하게 되는 것인데요, 새끼 거북이는 태어나자마자 본능적으로 지표면으로 기어나와 허겁지겁 바다로 달립니다. 하지만 너무 굼뜨고 걸음이 느려 해변에 몰려든 갈매기나 왕도마뱀의 먹이가 되기 십상이며, 체력이 떨어지거나 몸이 마르기 전에 바다에 도달한 새끼 거북이만이 비로소 한숨을 돌릴 수 있습니다. 그렇지만 새끼 거북이들의 생존율은 겨우 1% 정도라고 하니 대부분 바다에 도달하지 못하고 모래밭에서 짧은 생을 마감하는 것이라고 볼 수 있습니다.

안녕하세요.강진만생태공원(Ganjinbay Ecological Park)은 탐진강과 강진만이 만나는 곳에 있으며, 둑 없는 열린 하구로 자연적인 기수역이 넓게 형성되어 1,100여 종의 다양한 생물이 서식하는 남해안 최대 생태다양성의 보고입니다. 소하천 정비사업 등으로 갈대숲이 일부 사라졌음에도 탐진강은 좌우로 펼쳐진 20만평의 갈대군락지와 청정 갯벌을 자랑하며 천연기념물 201호인 큰고니 등 철새 집단서식지 등 생태가 살아 숨 쉬는 천혜의 자연공간인데요, 1급 수달, 2급 큰고니, 큰기러기, 노랑부리저어새를 포함한 총 10종의 멸종위기종이 서식하고 있습니다.

안녕하세요.샤인머스캣은 청포도 보다 큰 크기와 높은 당도를 자랑하는데요, 씨를 가려내는 불편함도 없어 많은 사랑을 받은 이 과일은, 1988년 일본의 한 연구소에서 ‘아키즈21호’와 ‘하쿠난’의 인공교배를 통해 개발되었습니다. 샤인머스캣은 원래 씨가 있는 포도입니다. 꽃이 피어 암술과 수술이 수정되면 열매와 씨가 생기고, 씨가 있으면 식물성장호르몬이 분비되면서 과일이 성장하게 되는데요, 이 과정에서 씨를 없애기 위해 생장조정제를 사용하게 됩니다. 생장조정제를 사용하면 씨가 없어도 식물성장호르몬이 나와 과일이 성장할 수 있기 때문입니다. 샤인머스캣에는 ‘지베렐린’이라는 생장조정제를 사용하는데요, 생장조정제는 식물의 성장을 촉진 또는 억제, 개화 등 식물의 성장을 조절하기 위해 사용되는 농약의 일종입니다.샤인머스캣과 거봉의 경우에는 씨를 없애거나 열매의 크기를 키우는 목적으로 생장조정제가 사용됩니다.