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개는 어떻게 이리 다양하게 존재하는걸가요?
안녕하세요. 개의 현저한 형태적 다양성은 인간에 의한 집중적인 선택적 번식(Selective breeding) 과정을 통해 진화해 왔습니다. 이 과정에서 초기에 개화된 늑대(Canis lupus) 개체군 내에서 발현된 유전적 다양성이 중요한 역할을 하였습니다. 인간은 특정 환경적 요구나 선호에 따라 원하는 특성을 지닌 개체들을 선택하여 번식시킴으로써, 다양한 형태와 크기, 행동 특성을 지닌 개의 품종들을 창출하였습니다. 개는 다른 많은 포유류에 비해 유전적으로 변이가 매우 풍부한 종입니다. 이 유전적 풍부함은 큰 유전자 풀에서 다양한 표현형이 선택될 수 있는 가능성을 제공합니다. 개의 다양한 특성은 독립적인 유전자에 의해 조절되는 것이 아니라, 여러 유전자의 상호작용에 의해 결정되는 복합적 특성(Complex traits)으로 나타납니다. 인간의 개입으로 진행된 인공 선택은 자연 선택의 과정과는 다르게 작용합니다. 인간은 실용적이거나 미적 기준에 따라 개체를 선택하여, 특정 특성이 고도로 발현되도록 유도하였습니다. 예를 들어, 양치기 개들은 뛰어난 목축 능력을, 사냥개들은 빠른 반응 속도와 높은 민첩성을 필요로 합니다. 지역적으로 격리된 환경에서의 번식은 특정 품종의 유전적 특성이 독립적으로 발달할 수 있는 조건을 제공합니다. 이러한 분리는 종종 지역적인 필요나 문화적 선호에 따라 조성됩니다, 결과적으로 지역적으로 고유한 특성을 지닌 개의 품종이 발전하였습니다. 이와 같은 과정들은 개의 품종이 상당한 형태적, 행동적 다양성을 나타내게 만들었습니다. 이러한 다양성은 개가 인간 사회 내에서 수행하는 다양한 역할을 가능하게 하며, 이는 다른 어떤 포유류보다도 더 많은 종류의 전문화된 품종들이 존재하게 한 주된 요인입니다.
학문 / 생물·생명
24.08.19
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한국에 호랑이가 남아있을 확률은 없나요?
안녕하세요. 국내에서 호랑이가 자연 상태에서 존재할 확률은 매우 낮다고 볼 수 있습니다. 역사적으로 한번도 전역에 분포했던 호랑이는 20세기 초반까지도 목격되었으나, 과도한 사냥과 서식지 파괴로 인해 점차 개체 수가 감소했습니다. 대부분의 연구와 보고에 따르면, 한국에서 호랑이는 1920년대 말에서 1930년대 초에 멸종한 것으로 간주됩니다. DMZ(비무장지대)는 인간의 활동이 제한되어 다양한 야생 동물이 서식하는 생태계가 형성되었으며, 일부 희귀 종이 다시 나타나기도 했습니다. 그러나 이 지역에서 호랑이가 다시 발견될 가능성은 매우 낮습니다. 호랑이와 같은 대형 포식자는 넓은 영역을 필요로 하고, 또한 그들의 생존을 위해서는 충분한 먹이와 안정적인 번식 집단의 유지가 필수적입니다. DMZ의 크기와 조건만으로는 호랑이 개체군을 지탱하기에 충분하지 않을 수 있습니다. 더욱이, 호랑이가 다시 국내에서 발견되었다는 공식적인 보고나 증거는 없습니다. 호랑이 보전을 위한 국제적 노력과 지역적인 보전 계획이 진행 중이긴 하지만 현재 국내에서 호랑이가 자연적으로 존재한다고 보기는 어렵습니다. 대신, 보호구역 내에서의 인위적인 재도입 프로젝트나 기타 보전 프로그램을 통해 호랑이가 다시 한반도에서 서식할 가능성을 탐구하는 노력이 필요할 수 있습니다.
학문 / 생물·생명
24.08.19
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박테리아와 세균은 같은 것인지 아니면 다른 것인지요?
안녕하세요. 박테리아(Bacteria)와 세균(Germ)의 용어는 일상적 및 과학적 맥락에서 각각 다르게 사용될 수 있습니다. 박테리아는 원핵 생물(Prokaryotes)의 한 도메인으로, 이들은 세포벽을 포함하는 독특한 세포 구조를 가진 생명체를 지칭합니다. 과학적 분류에서 박테리아는 정확하고 명확한 분류군으로 인식되며, 그 구성원들은 유전적, 생리적 특성이 비교적 잘 정의되어 있습니다. 반면, 세균이라는 용어는 보다 넓은 범위의 병원성 또는 비병원성 미생물을 포괄할 수 있는 일상적 용어로 사용됩니다. 세균은 일반적으로 질병을 유발할 수 있는 미생물을 가리킬 때 사용되며, 이는 박테리아 뿐만 아니라 바이러스, 곰팡이, 포로토조아(Protozoa) 등을 포함할 수 있습니다. 따라서 '세균'은 박테리아를 포함한 더 넓은 범위의 생물들을 지칭하는 데에 사용될 수 있으며, 특히 의학적 또는 보건 관련 문맥에서 그러합니다. 박테리아와 세균의 구분은 의학적, 생물학적 연구에서 중요한 의미를 갖습니다. 박테리아는 특정 항생제에 대한 반응성이나 특정 질병과의 연관성 등을 연구하는 데 필요한, 과학적으로 명확한 분류를 제공합니다. 반면, 세균이라는 용어는 보다 일반적인 건강 관련 토론에서 사용될 때 그 의미가 확장될 수 있으며 이는 특정 미생물이 인간에게 미치는 영향을 설명하는 데 유용합니다. 이러한 구분의 이해는 과학적 논문이나 전문적인 의학 텍스트에서의 정확성과 명확성을 보장하는 데 중요합니다.
학문 / 생물·생명
24.08.19
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단맛을 느끼지 못하는 고양이는 설탕을 많이 먹으면 인간처럼 똑같이 몸에 해롭나요?
안녕하세요. 고양이는 단맛 수용체가 결핍되어 있기 때문에 단맛을 느끼지 못합니다. 이로 인해 고양이가 설탕을 먹는 것이 인간처럼 몸에 해롭다는 것을 직접적으로 느끼지 못할 수 있지만, 설탕이 고양이에게 미치는 건강 영향은 여전히 중요합니다. 설탕은 인간뿐만 아니라 고양이에게도 비만, 당뇨병, 구강 건강 문제와 같은 다양한 건강 문제를 유발할 수 있습니다. 따라서 고양이에게 설탕을 과다하게 섭취하게 하는 것은 권장되지 않습니다. 고양이가 짠맛을 약하게 느끼는 것과 관련하여, 고양이는 인간보다 낮은 염분 수준에서 짠맛을 감지할 수 있습니다. 그러나 이것이 고양이에게 소금을 더 많이 넣은 음식을 먹게 해야 한다는 것을 의미하지는 않습니다. 고양이의 식단에 과도한 소금이 포함되어 있으면 고혈압, 심장 문제, 신장 문제와 같은 건강상의 위험을 증가시킬 수 있습니다. 고양이는 인간보다 염분에 대한 생리적 요구가 다르므로, 인간의 식단 기준을 고양이에게 적용하는 것은 적절하지 않습니다. 고양이가 맛을 느끼는 방식은 인간과 다릅니다. 고양이는 주로 음식의 냄새와 질감에 의존하여 음식을 선택합니다. 고양이는 단맛을 느끼지 못하더라도, 단백질을 중심으로 한 식단에서 만족감을 느낄 수 있습니다. 고양이는 또한 육류에 포함된 아미노산과 같은 다른 맛을 강하게 감지할 수 있으며, 이러한 맛이 고양이에게 충분한 만족감을 제공합니다. 결론적으로, 고양이에게 인간의 식단 기준을 적용하는 것은 적절하지 않으며, 고양이의 건강을 위해 특별히 설계된 식단을 제공하는 것이 중요합니다. 고양이의 식단은 주로 고단백질, 낮은 탄수화물, 적절한 미네랄 함량을 포함해야 합니다.
학문 / 생물·생명
24.08.19
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1란성 쌍둥이는 어떻게 하나가 둘로 되나요?
안녕하세요. 일란성 쌍둥이의 형성 과정은 수정된 단일 난자가 초기 발달 단계에서 두 개의 별개 구조로 분할되는 흥미로운 생물학적 현상입니다. 이러한 현상은 과학적으로 Monozygotic twinning이라고 명명되며, 두 개체가 유전적으로 동일한 DNA를 공유함을 의미합니다. 수정란의 분할은 수정 후 첫 주 내에 일어나는데, 정확한 기작은 현재까지 완전히 규명되지 않았습니다. 수정란의 분할 메커니즘에 대한 명확한 이해 부족은 주로 이 분열이 발생하는 근본적인 유전적, 분자적, 환경적 요인들이 복합적으로 작용하기 때문일 것으로 추정됩니다. 일부 학설은 유전적 소인이 이러한 현상에 중대한 역할을 할 수 있음을 제안하며, 이는 특정 가계에서 일란성 쌍둥이 발생률이 높은 경향을 통해 뒷받침됩니다. 다른 이론들은 수정란의 세포 분열 과정 중 무작위적인 변이가 발생할 수 있음을 시사하며, 이는 세포 분열 과정에서의 내재된 불확실성을 반영합니다. 이 과정을 통해 형성된 각각의 개체는 태반을 공유하거나 독립적으로 형성할 수 있으며, 이는 두 태반(twin placentation)의 구조적 차이로도 이어집니다. 최종적으로, 이러한 쌍둥이는 동일한 유전 정보를 공유함에도 불구하고, 각각의 독립된 발달 경로와 환경적 영향을 받아 개별적인 특성을 나타낼 수 있습니다. 이러한 연구는 임상 의학뿐만 아니라 발생생물학에서도 중요한 연구 주제로 남아 있습니다.
학문 / 생물·생명
24.08.19
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어떤 생물은 혈육끼리 성관계를 하기도 하나요??
안녕하세요. 인간 사회에서는 혈연 관계에 따른 결혼 제한이 있으며 이는 윤리적, 문화적, 유전학적 이유에서 비롯됩니다. 유전적으로 가까운 혈족 간의 번식은 유전병이나 선척적 결함의 위험을 증가시킬 수 있는데(ex : 합스부르크), 이는 유전적 다양성의 감소 때문입니다. 유전적 다양성이 높을수록 생물의 적응력이 향상되고, 질병에 대한 저항성이 강화됩니다. 다른 동물들의 경우, 혈연 간 성관계의 발생은 종에 따라 다릅니다. 일부 종에서는 혈연 간 교배가 일반적이지 않으며, 이는 유전적 다양성을 유지하기 위한 본능이 있기 때문입니다. 예컨데, 많은 포유류와 새들은 가까운 친척과의 교배를 피하는 경향이 있습니다. 반면, 일부 곤충, 물고기, 파충류에서는 친척 간 교배가 자주 발생할 수 있습니다. 이러한 경우 자연 선택은 유전적 변이를 통해 발생할 수 있는 문제를 점차적으로 완화시키는 방향으로 작용할 수 있습니다. 혈연 간 교배가 일반적인 동물에서도 유전적 결함의 위험은 존재하지만, 이는 짧은 세대 간격과 높은 번식률을 통해 일부 완화될 수 있습니다. 일부 동물은 매 세대마다 큰 수의 후손을 낳기 때문에, 유전적 결함이 있는 개체가 생존하고 번식하는 빈도가 낮을 수 있습니다. 인간과는 달리, 많은 동물 종에서는 문화적, 법적 제약이 없기 때문에 생물학적, 환경적 요인이 혈연 간 교배의 주된 조절 메커니즘으로 작용합니다. 그러므로, 동물 세계에서는 유전적, 생태적 조건에 따라 혈연 간 교배의 빈도와 그 결과가 결정됩니다.
학문 / 생물·생명
24.08.19
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해양보호종이 있다고 하는데요!!!
안녕하세요. 해양 보호종에 대한 법적 및 생태적 중요성은 전세계적으로 공감대를 형성하고 있으며, 특정 해양 생물들이 멸종 위기에 처했거나 생태계 내에서 필수적인 역할을 수행함에 따라 보호 조치가 이루어지고 있습니다. 이러한 보호종에는 다양한 분류군이 포함되어 있으며, 이들의 보호는 국가적 차원뿐만 아니라 국제 협약을 통해서도 강화되고 있습니다. 특히 대형 해양 포유류는 생태계에서 상위 포식자로서의 역할을 수행하며, 그 중에는 혹등고래 (Megaptera novaeangliae), 회색고래 (Eschrichtius robustus) 등이 포함됩니다. 이들 종의 보호는 생태계 균형 유지 및 생물 다양성의 보존에 있어 중추적인 역할을 합니다. 상어 및 가오리와 같은 연골어류도 멸종 위기에 처한 종들이 많으며, 이들의 보호는 해양 먹이사슬에서의 중요성 때문에 필수적입니다. 예를 들어, 백상아리 (Carcharodon carcharias)와 망치상어 속의 일부 종들은 그들의 크기와 포식 행위로 인해 생태계 내에서 중요한 위치를 차지합니다.바다거북과 같은 파충류도 보호받고 있으며, 이들은 해변의 생태계 및 해양생태계에 영향을 미치는 중요한 종들입니다. 바다거북의 경우, 그들의 번식지가 되는 해변을 보호하는 것이 중요하며, 이는 그들의 존재를 위협하는 주요 요인 중 하나입니다. 해양 보호종으로 지정된 새류와 산호는 각각 해양 및 연안 생태계에서의 폴리네이터(수분 매개체) 역할과 복잡한 해양 생태계의 구조적 기반을 제공하는 역할을 합니다. 예를 들어, 알바트로스와 같은 새류는 광범위한 해양을 이동하며 생태계 간의 연결고리 역할을 하며, 산호초는 수많은 해양 생물의 서식지를 제공합니다. 이러한 종들의 보호는 CITES(멸종위기에 처한 야생 동식물 국제 거래에 관한 협약) 및 IUCN(국제 자연 보호 연맹)의 레드 리스트에 따라 규정되며, 각 종에 따른 보호 수준과 필요한 조치가 상이할 수 있습니다. 이는 종의 생존 가능성을 최대화하고, 전세계적인 생물 다양성 손실을 방지하기 위한 중요한 전략입니다.
학문 / 생물·생명
24.08.18
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고래는 왜 아직도 아가미가 발달하지 않을까요?
안녕하세요. 고래는 실제로 육상 포유류에서 진화한 생물들로, 약 5천만 년 전에 그들의 조상이 물속으로 돌아가기 시작하면서 오늘날 우리가 아는 바다의 거대한 포유류로 변화했습니다. 이런 유래는 그 들이 왜 아가미 대신 폐로 호흡을 계속하는지 설명하는 중요한 단서를 제공합니다. 고래를 포함한 모든 포유류는 폐를 사용하여 호흡합니다. 폐는 공기 중의 산소를 효율적으로 흡수하고 이산화탄소를 배출하는 데 적합하게 진화했습니다. 또, 고래의 조상이 육상 포유류였기 때문에, 이미 폐를 사용하는 호흡 시스템을 가지고 있었습니다. 진화는 종종 기존의 구조를 수정하여 새로운 환경에 적응하는 방식으로 진행됩니다. 아가미를 새롭게 발달시키는 것은 극도로 복잡한 과정이며, 진화적으로 보았을 때 기존의 호흡 시스템을 유지하고 개선하는 것이 더 효율적일 수 있습니다. 이를 진화적 제약이라고 부릅니다. 고래가 대기 중의 산소를 직접 이용하는 폐 호흡 방식은 아가미 호흡보다 에너지 효율성이 더 높을 수 있습니다. 대기 중의 산소 농도는 물 속의 용존 산소 농도보다 훨씬 높기 때문에, 깊은 물속에서도 먼 거리를 효율적으로 이동하면서 활동할 수 있습니다.
학문 / 생물·생명
24.08.18
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미세먼지가 나쁨이면 생기는 몸의 변화?
안녕하세요. 미세먼지의 높은 농도는 대기 중에 부유하는 입자상 물질(particulate matter ; PM)로 인해 발생하며, 이는 인체에 다양한 부정적인 건강 영향을 미칠 수 있습니다. 특히, PM2.5와 같은 미세 입자는 그 크기가 매우 작아 호흡기를 통해 폐의 깊은 부분까지 침투할 수 있으며, 이로 인한 건강상의 변화는 상당히 심각할 수 있습니다. 먼저 호흡기계에 미치는 영향으로는, 미세먼지가 기관지및 폐에 직접적으로 침투하여 호흡 관련 증상을 유발할 수 있습니다. 이는 기침, 호흡 곤란, 천식 발작의 악화 및 만성 폐 질환(chronic obstructive pulmonary disease ; COPD) 환자의 증상 악화를 포함합니다. 미세먼지는 또한 폐 조직에 염증을 유발하고, 장기적인 노출은 폐 기능 저하를 초래할 수 있습니다. 또, 심혈관계에 대한 영향도 주목할 만합니다. 미세먼지의 성분 중 일부는 혈류로 직접 유입될 수 있어, 혈관 내피의 기능을 저하시키고, 심혈관 질환(cardiovascular diseases)의 위험을 증가시킬 수 있습니다. 이는 심장 발작과 뇌졸중 같은 심각한 건강 문제로 이어질 수 있으며, 특히 기존 심혈관 질환을 가진 사람들에게 더욱 위험할 수 있습니다. 추가로 피부와 눈에 미치는 영향도 고려되어야 합니다. 피부에 장기간 노출된 미세먼지는 피부염, 알레르기 반응 및 피부 노화를 촉진할 수 있습니다. 눈의 경우, 미세먼지는 결막염을 유발하고 눈의 자극 및 건조증을 증가시킬 수 있습니다. 이러한 건강 영향을 최소화하기 위하여, 미세먼지 농도가 높은 날에는 외출을 자제하고, 고효율의 미세먼지 필터를 갖춘 마스크를 착용하는 것이 권장됩니다. 또한, 실내 공기 정화 장치를 사용하여 실내 공기의 질을 관리하는 것도 중요한 예방 조치로 간주됩니다. 이러한 조치는 특히 미세먼지에 취약한 어린이, 노인 및 호흡기 또는 심혈관 질환을 가진 사람들에게 필수적입니다.
학문 / 화학
24.08.18
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열역학 제 3법칙은 어떤 것인지 궁금합니다.
안녕하세요. 열역학의 제 3법칙은 열역학의 네 가지 기본 법칙 중 하나로, 온도가 절대 영도(0 켈빈, -273.15°C)에 접근할 때 시스템의 엔트로피(entropy)와 관련된 현상을 설명합니다. 이 법칙은 독일의 물리학자 발터 노른스트(Walther Nernst)에 의해 처음 제안되었기 때문에 '노른스트의 열역학 정리' 또는 '노른스트의 법칙'으로도 알려져 있습니다. 열역학 제 3 법칙은 다음과 같이 정의 됩니다 : "온도가 절대 영도에 도달함에 따라, 모든 순수한 결정질 물질의 엔트로피는 접근할 수 있는 최소값, 즉 절대 영도에서의 엔트로피는 0에 도달한다." 이 법칙의 핵심은 절대 영도에서 완벽한 결정체는 완벽한 질서 상태를 갖게 되고, 엔트로피가 0이 된다는 것입니다. 엔트로피는 무질서도나 무작위성의 척도로, 이론적으로 온도가 절대 영도에 가까워지면 원자나 분자의 운동이 정지하고 시스템은 완벽한 질서 상태에 도달하게 됩니다. 열역학 제 3법칙은 저온 물리학, 초전도성, 양자 컴퓨팅 등의 분야에서 중요한 의미를 가집니다. 이 법칙은 물질의 온도를 절대 영도에 가깝게 냉각시킬 때 물질의 열적 및 전기적 성질이 어떻게 변하는지 이해하는 데 도움을 줍니다. 예컨데, 초전도체는 절대 영도에 가까운 온도에서 전기 저항이 0이 되는 특성을 보입니다. 열역학 제 3법칙을 이해하면 이러한 현상의 배경을 더 잘 이해할 수 있으며, 초저온 환경에서의 실험 및 응용 기술 개발에 기여할 수 있습니다. 따라서 열역학 제 3법칙은 물리학의 이론으로서의 뿐만 아니라 공학적 응용에 있어서도 중요한 법칙입니다. 이 법칙을 통해 우리는 극한의 저온 환경에서 물질의 행동을 예측하고, 새로운 기술과 소재를 개발하는 데 필요한 이론적 기반을 마련할 수 있습니다.
학문 / 화학
24.08.18
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