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배양육은 어떤 식으로 만들어지나요?
안녕하세요. 배양육은 동물의 세포를 실험실 환경에서 배양하여 실제 고기와 유사한 조직을 생성하는 기술을 통해 제조됩니다. 이 과정은 전통적인 축산업에 비해 동물 복지와 환경적 영향을 개선할 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다. 배양육 기술은 지속적으로 발전하고 있으며, 몇몇 회사들은 소규모로 상업 생산을 시작했거나 시작할 준비를 하고 있습니다. 그러나 여전히 대량 생산을 위한 비용 효율성과 생산 과정의 최적화, 시장 수용성 등의 도전 과제가 남아 있습니다. 비용 문제는 특히 가장 큰 해결과제로, 초기 단계에서 생산된 배양육의 비용이 전통적인 고기에 비해 현저히 높았습니다. 현재 이 기술은 상업적으로도 점차 실현 가능해지고 있으며, 배양육을 상용화하기 위한 다양한 연구 및 개발 활동이 전 세계적으로 진행 중입니다. 이러한 연구는 기술적인 발전뿐만 아니라 윤리적, 환경적 측면에서도 큰 관심을 받고 있습니다.
학문 / 생물·생명
24.12.02
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고체마다 녹는 점이 다른 이유가 뭘까요?
안녕하세요. 고체의 녹는 점은 주로 원자나 분자 간 결합의 종류에 의해 크게 영향을 받습니다. 이온 결합, 공유 결합, 금속 결합, 분자간력(반데르발스 힘, 수소 결합 등) 같은 다양한 종류의 화학적 결합이 존재합니다. 예컨데, 이온 결합을 가진 물질(ex : 소금)은 강한 전기적 인력으로 인해 높은 녹는 점을 가집니다. 반면, 분자간력이 주된 결합 방식인 고체(ex : 요오드)는 상대적으로 낮은 녹는 점을 보입니다. 고체의 결정 구조도 녹는 점에 영향을 미칩니다. 결정 내에서 원자나 분자가 얼마나 조밀하게 배열되어 있는지, 그 배열의 정규성은 열 에너지가 결정을 녹이기 위해 극복해야 하는 결합 에너지를 결정합니다. 조밀하고 규칙적인 배열을 가진 다이아몬드와 같은 고체는 매우 높은 녹는 점을 가집니다. 불순물의 존재는 고체의 녹는 점을 변경할 수 있습니다. 불순물이 고체의 결정 구조 내에 존재하면, 결정의 완전성이 방해받아 결합 에너지가 감소할 수 있습니다. 이는 결정이 더 낮은 온도에서 녹도록 만듭니다. 또한, 서로 다른 화학적 조성을 가진 물질들은 각기 다른 녹는 점을 가지게 됩니다. 이는 원자 간 상호작용의 본질적인 차이에서 원인이 있습니다. 철과 알루미늄은 각각 다른 원자 구조와 전자 구성을 가지므로 그들의 녹는 점 또한 다릅니다.
학문 / 물리
24.12.02
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우주에서 시간이 다르게 흐른다는 것은 어떤 의미인가요?
안녕하세요. 우주에서 시간의 흐름이 지구와 다른 것은 일반 상대성 이론에 의해 설명됩니다. 이 이론에 따르면, 중력의 강도가 강할수록 시간이 느리게 흐릅니다. 이러한 현상은 '중력 시간 지연' (gravitational time dilation)이라고 불리며, 중력장이 강한 곳에서는 시간이 더 느리게 흐르는 것으로 관측됩니다. 우주의 다양한 위치에서 중력의 강도가 다르기 때문에, 시간의 흐름 또한 다르게 나타납니다. 시간 왜곡의 실 생활 적용의 대표적인 사례로는, GPS 시스템이 있습니다. GPS 위성은 지구 주위를 고속으로 돌면서 상대적으로 지구 표면보다 약한 중력의 영향을 받습니다. 이로 인해 지구 표면보다 시간이 약간 빨리 흐르는 현상이 발생합니다. GPS 시스템은 이러한 시간 차이를 정확히 계산하여 보정함으로써, 지구상의 위치를 정확하게 측정할 수 있습니다.또, 장기간의 우주 여행이 현실화되면, 우주선의 승무원은 지구보다 느리게 시간이 흐르는 현상을 경험할 수 있습니다. 이는 우주선이 지구의 중력으로부터 상대적으로 멀리 떨어져 있기 때문입니다. 이로 인해, 우주선에 탑승한 승무원들이 지구로 돌아왔을 때, 지구에서 보낸 시간보다 훨씬 적은 시간을 경험하는 것처럼 느낄 수 있습니다.
학문 / 물리
24.12.02
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뇌파와 전파의 차이점들이 뭔가요??
안녕하세요. 뇌파는 상대적으로 에너지가 매우 낮은 전기적 신호입니다. 뇌의 뉴런 활동에서 발생하는 미세한 전기적 변화로, 이 신호들은 뇌 내부에서만 의미가 있습니다. 뇌의 생리적 및 인지적 상태를 나타내는데 중요한 요소입니다. 반면, 전파는 더 높은 에너지를 가지며, 이는 정보를 장거리로 전송하기 위해 충분한 에너지를 필요로 하기 때문입니다. 전파는 물리적 장벽을 넘어 전송될 수 있고, 통신에 사용되는 신호의 강도와 거리에 따라 에너지 레벨이 조절됩니다.
학문 / 생물·생명
24.12.02
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사람의 신체는 유전자로 코딩되고 설계되나요?
안녕하세요. 인간의 유전적 청사진은 DNA에 코딩되어 있으며, 이 유전 정보는 신체의 다양한 구조와 기능을 결정하는 데 중요한 역할을 합니다. 그러나 실제 신체적 특성의 발현은 단순히 유전적 정보만으로 결정되지 않습니다. 유전자는 기본적인 가능성을 제공하지만, 이러한 가능성이 실제로 어떻게 실현될지는 후천적 요인, 즉 환경적, 영양적, 생활 습관과 같은 요인에 의해 크게 영향을 받습니다. 부모로부터 물려받은 유전자가 얼굴의 크기가 크게 설정되어 있더라도, 개인의 영양 상태나 건강 상태가 이러한 유전적 특성의 완전한 발현을 저해할 수 있습니다. 영양 부족 또는 특정 영양소의 과잉 섭취는 뼈의 성장과 발달에 영향을 미치며, 이는 유전적으로 예정된 신체 크기에 도달하지 못하게 할 수 있습니다. 따라서, 서구화된 식습관이 얼굴 크기에 영향을 미친다는 주장은 영양 상태가 뼈 성장에 미치는 영향을 강조하는 것일 수 있습니다. 또 다른 예로, 유전적으로 머리카락이 많은 경향이 있어도, 흡연이나 음주와 같은 나쁜 생활 습관은 탈모를 유발하거나 촉진할 수 있습니다. 이러한 경우, 유전자는 변하지 않았지만 유전적 표현이 환경적 요인에 의해 변조되는 것입니다. 이는 유전자의 작동을 방해하거나 다른 방식으로 유전자가 발현되게 만들 수 있으며, 이를 에피제네틱 변화라고 합니다.
학문 / 생물·생명
24.12.02
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갈라파고스 물개? 갈라파고스 바다사자?
안녕하세요. 사진 속 동물은 갈라파고스 바다사자 입니다. 갈라파고스 바다사자는 귀가 있는 작은 외이(귀바퀴)가 있습니다. 이는 갈라파고스 물개에는 없는 특징입니다. 물개는 귀구멍만 있으며 외부로 돌출된 귀는 없습니다. 또한, 앞다리는 비교적 길고 강력하여, 땅에서도 몸을 잘 지탱하고 기동성이 좋습니다. 반면, 물개는 앞다리가 짧고, 몸을 끌면서 움직이는 경우가 많습니다. 학명은 Zalophus wollebaeki로 오직 갈라파고스 제도에만 서식하는 특징이 있습니다. 해안가나 인간이 이용하는 선착장 주변에서도 흔히 볼 수 있으며, 인간에게 상대적으로 친숙하게 행동하는 경향이 있습니다. 이들은 종종 해변이나 벤치 등에서 휴식을 취하며, 특히 새끼들은 놀이를 즐기기도 합니다.
학문 / 생물·생명
24.12.02
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왜 포유동물은 알을 낳지 않고 새끼를 낳는 걸까요?
안녕하세요. 포유류는 자궁 내에서 태아를 발달시킴으로써 초기 생명 단계에서 새끼를 보호할 수 있습니다. 이는 야생에서 알을 낳아 번식하는 동물들이 겪는 여러 위험(예: 포식자에 의한 알 훼손)으로부터 태아를 보호하는 효과적인 방법입니다. 자궁 내에서의 발달은 새끼의 생존율을 크게 향상시키며, 보다 안정적인 환경에서 성장할 수 있도록 합니다. 또, 항온동물로서 일정한 체온을 유지할 수 있는 능력을 가지고 있습니다. 이러한 특성은 태아가 자궁 내에서 발달하는 동안 일정한 온도에서 성장할 수 있게 하여, 발달 과정에서 필요한 최적의 조건을 제공합니다. 일정한 체온 유지는 특히 온도 변화가 심한 환경에서 포유류 새끼의 발달에 중요합니다. 포유류는 일반적으로 높은 수준의 사회적 상호작용과 복잡한 행동 패턴을 가지고 있습니다. 이러한 특성은 어미와 새끼 간의 긴밀한 유대를 필요로 하며, 이 유대는 새끼의 생존과 성공적인 사회화에 결정적인 역할을 합니다. 자궁 내에서 발달한 새끼는 출생 후 어미와의 초기 상호작용을 통해 필요한 보호와 영양을 직접적으로 제공받으며, 이는 그들의 발달에 중요합니다. 모든 포유류가 새끼를 낳는 것은 아닙니다. 예를 들어, 오리너구리와 가시두더지 같은 일부 난태생(monotreme) 포유류는 알을 낳습니다. 이러한 종들은 포유류와 파충류의 중간 형태로 간주되며, 진화의 초기 단계에서 포유류의 특징을 일부 가지고 있으면서도 알을 낳는 특성을 유지하고 있습니다. 이는 진화가 다양한 생존 전략을 통해 여러 생물학적 경로를 탐색한다는 것을 보여주는 예입니다.
학문 / 생물·생명
24.12.02
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우리가 듣는 소리는 뇌에서 어떻게 해석될까요?
안녕하세요. 소리는 공기 중의 진동으로 시작되어 귀의 외이도를 통해 고막에 도달합니다. 이 진동은 고막을 움직이게 하며, 이 움직임은 중이에 있는 세 개의 뼈(추골, 청취골, 이소골)에 의해 증폭되어 내이의 코클리아로 전달됩니다. 코클리아 내부에서는 유모세포가 이 기계적 진동을 전기 화학적 신호로 변환하는 역할을 합니다. 이 유모세포는 소리의 진동에 반응하여 기계적 움직임을 전기적 신호로 바꾸는 섬모를 가지고 있습니다. 이 변환 과정은 섬모의 변형을 통해 이루어지며, 섬모가 변형될 때마다 세포 내외부의 이온 흐름이 변화하여 전기적 펄스를 생성합니다. 생성된 전기 신호는 청각 신경을 통해 뇌의 청각 중추로 전달됩니다. 청각 신경은 코클리아에서 발생한 신호를 뇌간, 특히 청각 경로에 있는 여러 핵을 거쳐 뇌의 피질로 보냅니다. 이 경로를 따라 신호는 처리되고 해석됩니다. 뇌의 피질, 특히 측두엽에 위치한 청각 피질에서는 이 신호들이 최종적으로 의미 있는 소리로 해석됩니다. 뇌의 청각 피질에서는 소리의 높이, 강도, 지속 시간 등의 특성이 분석됩니다. 이러한 정보는 우리가 음악을 듣거나 말소리를 이해하고, 공간적인 소리 위치를 인식하는 데 필수적입니다. 소리의 이러한 특성들이 통합되어, 우리가 일상적으로 경험하는 복잡한 청각적 경험을 만들어냅니다.
학문 / 물리
24.12.02
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왜 고등동물일수록 체중에 비해 뇌가 커지는건가요?
안녕하세요. 뇌의 크기가 크면 클수록, 특히 대뇌 피질의 발달이 두드러질수록 그 종은 보다 복잡한 행동과 학습 능력, 문제 해결 능력을 갖추게 됩니다. 대뇌는 생각, 기억, 의사결정, 미래 계획과 같은 고차원적인 인지 기능을 담당합니다. 따라서 고등 동물일수록 이러한 인지 기능의 필요성이 커지며, 이는 생존과 번식에 직접적인 영향을 미칩니다. 사회적 상호작용이 복잡한 동물일수록 더 큰 뇌를 가질 필요가 있습니다. 복잡한 사회 구조 속에서 다른 개체와의 관계를 관리하고, 상호작용을 통해 생존하는 데 필요한 정보를 처리, 저장하고 의사소통하는 능력이 필수적입니다. 예를 들어, 인간, 돌고래, 일부 새들은 매우 복잡한 사회적 구조를 가지고 있으며, 이들 종은 상대적으로 큰 뇌를 가지고 있습니다. 또한, 더 높은 뇌 용량은 동물이 그들의 환경에 보다 효과적으로 적응하게 해줍니다. 변화하는 환경 조건에 대응하기 위해 필요한 학습, 기억, 적응 능력이 뇌의 발달을 촉진합니다. 이는 도구 사용, 이동 경로 최적화, 음식 찾기 등의 복잡한 행동을 가능하게 합니다. 큰 뇌는 더 많은 에너지를 소모합니다. 따라서 뇌 크기가 크다는 것은 생존과 번식에 큰 이점을 제공하지 않는 한 진화적으로 유지되기 어렵습니다. 고등 동물일수록 이러한 에너지 비용을 감당할 수 있는 충분한 자원과 복잡한 생존 전략이 필요하며, 이는 뇌 크기의 증가와 직결됩니다. 이와 같은 사실들은 뇌 크기의 진화가 단순히 물리적인 크기 증가 이상의 의미를 가진다는 것을 보여줍니다. 뇌의 크기와 기능의 발달은 종의 생존 전략과 직접적으로 연결되어 있으며, 이는 고등 동물에서 더욱 두드러지게 나타납니다. 해당 내용에 대해 조금 더 심도 있는 내용을 이해하고 싶으시다면, Principles of Neural Science (Kandel et al.)와 같은 신경과학 교과서를 찾아보시길 추천드립니다.
학문 / 생물·생명
24.12.02
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키나 골격, 사람의 물리적인 부분은 모두 유전인가요?
안녕하세요. 유전자는 키, 골격의 크기와 형태, 근육량, 모발의 색과 질, 피부 색상 등의 특성을 결정하는 데 중요한 역할을 합니다. 부모의 키가 크면 자녀도 키가 클 가능성이 높은 것은 유전적인 요인 때문입니다. 유전자는 DNA 내의 특정 부위에서 정보를 제공하여 개인의 물리적인 특성을 형성합니다. 환경적 요인도 개인의 신체적 특성에 영향을 미칩니다. 영양 상태, 운동량, 생활 습관, 건강 상태 등이 이에 해당합니다. 어린 시절 충분한 영양 섭취와 운동은 키 성장에 긍정적인 영향을 미칩니다. 또한, 질병이나 영양 결핍은 성장을 저해할 수 있습니다. 서구화된 식습관이 얼굴의 크기에 영향을 미친다는 주장은, 서구의 식단이 단백질과 비타민이 풍부하고, 어린 시절부터 규칙적이고 고른 영양 섭취가 가능하다는 점에 원인이 있습니다. 이러한 식습관은 뼈의 성장과 발달에 중요한 역할을 하며, 특히 얼굴 뼈의 발달에도 영향을 줄 수 있습니다. 연구에 따르면, 영양 상태가 좋은 환경에서 자란 아이들은 더 발달된 얼굴 구조를 가질 가능성이 높습니다.
학문 / 생물·생명
24.12.02
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