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우주 최초로 가장 먼저 자란 식물은 무엇인가요?
안녕하세요. 첫 번째 우주에서 자란 식물은 헤어리크레스(Thale cress), 과학적 명칭으로는 Arabidopsis thaliana입니다. 이 식물은 꽃을 피우는 작은 식물로, 양배추나 겨자와 친척 관계에 있으며 1982년 러시아의 우주선에서 처음으로 재배되었습니다. 헤어리크레스는 유전학 연구에 많이 사용되는 모델 유기체로 간단한 유전체와 짧은 생활 주기 때문에 과학자들이 우주에서의 식물 성장을 연구하는 데 이상적인 식물로 여겨져 왔습니다. 이 식물은 우주 환경에서 자라는 것을 통해 식물이 무중력 상태에서 어떻게 성장하고, 빛과 자원을 어떻게 활용하는지에 대한 중요한 데이터를 제공했습니다. 이러한 연구는 장기 우주 임무 동안 지속 가능한 생명 유지 시스템을 개발하는 데 기여할 수 있습니다. 이는 우주 탐사의 미래에 큰 영향을 미칠 수 있는 중요한 발견으로, 우주에서의 생명 유지와 식량 자원 관리에 대한 이해를 높이는 데 기여 하였습니다.
학문 / 생물·생명
24.08.14
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유전자 재조합이 상용화 된다면 어떠한 문제가 발생할까요?
안녕하세요. 유전자 재조합 기술의 상용화는 생명과학 분야의 괄목할 만한 진보를 대변하지만, 그 실행은 다수의 복잡한 도전과제를 수반합니다. 이 기술이 널리 적용될 경우 예상할 수 있는 주요 문제들을 심도 깊게 분석할 필요가 있습니다. 첫번째, 윤리적 문제가 대두됩니다. 유전자 재조합은 인간, 동물, 식물의 유전적 특성을 조작할 수 있는 능력을 부여하므로, 이는 '디자이너 베이비(designer babies)' 또는 맞춤형 유전자 개조에 대한 윤리적 논쟁을 촉발할 수 있습니다. 이러한 개입은 유전적 다양성의 감소(genetic homogenization)와 사회적 불평 등을 심화시킬 가능성이 있으며, 유전자 조작이 '자연스러운' 진화 과정을 방해할 수 있다는 우려도 제기됩니다. 또, 생태적 문제 역시 중요한 고려사항입니다. 유전자 재조합을 통해 생성된 종이 기존 생태계에 통합될 때, 예측할 수 없는 방식으로 생태계 균형을 교란할 수 있습니다. 이로 인한 생물 다양성의 감소는 불가역적인 생태계 변화를 초래할 수 있습니다.
학문 / 생물·생명
24.08.14
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멜라닌색소란 무엇을 말하는것인가요
안녕하세요. 멜라닌색소(melanin pigment)는 피부, 머리카락, 눈의 색을 결정하는 주요한 생물학적 염료입니다. 이 색소는 멜라노사이트(melanocytes)라는 특수한 세포에서 생성되며, 자외선으로부터 보호하는 중요한 역할을 합니다. 멜라닌의 양과 분포는 유전적 요인에 의해 크게 영향을 받지만, 환경적 요인, 특히 자외선 노출도 중요한 역할을 합니다. 멜라닌색소의 변화는 특히 연령 증가와 관련하여 다양한 피부 상태에 영향을 미칠 수 있습니다. 예컨데, 나이가 들면서 멜라닌 생성이 불균형해질 수 있으며, 이는 주근깨(freckles), 기미(melasma), 기타 형태의 색소 침착(hyperpigmentation)을 포함한 피부 변화를 초래할 수 있습니다. 주근깨와 기미는 멜라닌의 과다 생성과 관련이 있으며, 특히 자외선에 노출된 후 더욱 두드러질 수 있습니다. 연령 증가에 따른 멜라닌색소의 변화는 멜라노사이트의 기능 변화와 연관되어 있습니다. 노화 과정에서 멜라노사이트의 수가 감소하거나 기능이 저하될 수 있는데 이는 색소의 불균형적인 분포로 이어지기도 합니다. 또한, 염증 반응이나 피부 손상 후에 멜라닌 생성이 증가하여 색소 침착을 일으킬 수 있습니다.
학문 / 화학
24.08.14
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매미가 허물을 벗고 매미가 되기까지 과정이 궁금해서 물어봅니다 .알려주세요
안녕하세요. 매미는 알에서 부화한 후 땅 속에서 애벌레(nymph)로 수년간 생존하며 땅속에서 나무 뿌리의 수액을 먹으며 성장합니다. 이 애벌레 단계는 매미의 종에 따라 다르지만, 보통 몇 년에서 몇십 년에 걸쳐 진행됩니다. 매미는 이러한 애벌레 상태에서 몇 번의 탈피(molting)를 거치면서 점점 커지게 됩니다. 애벌레는 주로 땅속에서 생활하며, 이 시기에 매미는 온전히 뿌리로부터 수액을 섭취하여 성장을 지속합니다. 애벌레가 충분히 성장하고 성충으로 변태할 준비가 되면, 땅 위로 올라옵니다. 이때 애벌레는 나무 줄기나 딱딱한 표면에 붙어 마지막 탈피를 시작합니다. 탈피 과정에서는 매미의 몸이 커지며, 점점 투명해진 외피가 갈라지면서 성충이 나옵니다. 이 과정에서 매니는 다리와 날개를 움직이며 새로운 몸체로 적응해 나갑니다. 이때 허물은 나무에 그대로 남게 되며, 우리가 흔히 보는 빈 껍질이 바로 이 마지막 탈피의 흔적입니다.
학문 / 생물·생명
24.08.14
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유전자의 수명은 무한대인가요? 수천만년전 동물의 유전자가 현생 동물의 몸속에도 발견된다고 하는것은 걔속 이어져 내려오는 것인데 유전자는 수명이 없나요?
안녕하세요. 유전자는 본질적으로 DNA라는 생화학적 분자로 이루어져 있으며 이 분자는 세포 내에서 유전 정보를 저장하고 전달하는 역할을 합니다. 이 유전 정보는 세포 분열과 생식 과정을 통해 다음 세대로 전달되며 따라서 유전자는 실제로 물리적으로 '영원히' 존재하는 것이 아니라, 그 정보가 세대에서 세대로 이어지며 존속하는 것입니다. 유전자는 세대가 지남에 따라 돌연변이, 자연 선택, 유전자 재조합 등의 과정을 거치며 진화합니다. 이 과정에서 일부 유전자는 거의 변화하지 않고 보존되는 반면, 다른 유전자들은 새로운 환경에 적응하기 위해 변형되거나 소실될 수 있습니다. 이는 특정 유전자가 수천만 년 전의 생명체에서부터 오늘날까지 계속해서 존재할 수 있음을 설명해줍니다. 이러한 유전자들은 종종 생명체의 생존과 번식에 필수적인 기능을 담당하며, 환경적 압력에 의해 보존됩니다. 예컨데, 일부 기초적인 생리적 기능을 담당하는 유전자, 세포 호흡이나 단백질 합성과 같은 과정에서 관련된 유전자들은 매우 보존적입니다. 이는 이러한 유전자들이 매우 기본적인 생명 유지에 필수적이기 때문입니다. 이러한 유전자들은 돌연변이에 의해 쉽게 변화하지 않으며, 수억 년 동안 다양한 생물 종에 걸쳐 유지될 수 있습니다. 그러나 유전자가 무한한 수명을 가진다고 보기는 어렵습니다. DNA 자체는 손상될 수 있으며, 환경적 요인이나 복제 오류에 의해 돌연변이가 발생할 수 있습니다. 이러한 변화는 때로는 해로운 결과를 초래하기도 하지만, 종종 생명체의 진화를 촉진하는 원동력이 되기도 합니다. 그럼에도 불구하고, 유전 정보가 세대를 통해 전달되며 보존되는 한 그 유전자 자체의 정보는 생명체 내에서 매우 오랜 기간 동안 지속될 수 있습니다.
학문 / 생물·생명
24.08.14
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얼마전 복제 반려견을 만든 유튜버가 화제가 되었다고 하는데요. 정확히 무슨 내용인지 알수 있을까요?
안녕하세요. 최근 국내 유튜버가 자신의 반려견을 복제한 내용이 화제가 되었습니다. 이 유튜버는 자신의 반려견이 2022년에 사고로 사망한 후, 그 반려견을 복제하기 위해 반려동물 복제 전문 연구소에 의뢰하여 복제된 두 마리의 강아지를 받았습니다. 이 복제 강아지들은 원래 반려견과 유전적으로 동일한 복제를 통해 태어났습니다. 유튜버는 이 과정을 통해 반려동물 상실 증후군(pet loss syndrome)을 극복하는 데 도움을 주고자 했다고 밝혔습니다. 그러나 이 영상이 공개된 이후, 많은 논란이 발생했습니다. 비록 일부 사람들은 유튜버의 감정을 이해하고 동정했지만, 많은 이들이 반려동물 복제의 윤리적 문제와 복제 기술의 부작용에 대해 우려를 표했습니다.
학문 / 생물·생명
24.08.14
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복제양 돌리에 대해서 아시면 자세하게 설명좀 부탁드려도 될까요?
안녕하세요. 복제양 돌리(dolly)는 1996년 7월 5일 스코틀랜드의 로슬린 연구소(Roslin Institute)에서 태어나, 전 세계적으로 큰 주목을 받았습니다. 돌리는 체세포 핵 치환법(somatic cell nuclear transfer ; SCNT)을 이용하여 복제된 최초의 포유류로, 이 사건은 생명공학과 유전학 분야에서 중요한 전환점을 마련했습니다. 이 과정은 세포 생물학적 혁신이었으며, 복제 기술의 가능성, 한계, 윤리적 문제에 대해 폭넓은 논의를 촉발시켰습니다. 돌리에게는 '세 명의 엄마'가 있다는 표현이 종종 사용되는데 이는 돌리의 탄생 과정에서 각각 다른 역할을 맡은 세 마리의 암컷 양들을 의미합니다. 첫번째, 돌리의 유전적 어머니는 체세포 핵 치환법에서 핵을 제공한 양입니다. 이 양의 유방 세포가 체세포로 사용되었으며, 이 핵을 이용해 돌리의 유전적 특성이 결정되었습니다. 두번째, 미토콘드리아 DNA를 제공한 양이 있는데, 이 양의 난자에서 핵을 제거한 후 앞서 언급한 유전적 어머니의 핵을 이식하였습니다. 이 과정에서 난자의 세포질이 복제 과정에 사용되었고, 그로 인해 미토콘드리아 DNA는 이 난자 기증자 양으로부터 유래되었습니다. 세번째, 돌리가 태어나기까지 임신 기간 동안 돌리를 품었던 대리모 양이 있습니다. 이 양은 돌리의 발달 초기부터 출생까지 돌리의 생명을 품고 있었습니다. 돌리의 탄생은 생명공학 기술이 가진 엄청난 가능성을 보여주었지만, 동시에 복제 기술의 윤리적, 법적, 사회적 문제를 제기하였습니다. 특히 인간 복제와 같은 민감한 주제에 대해 전 세계적으로 많은 논쟁을 불러일으켰습니다. 돌리의 사례는 또한 생명 복제 기술이 어떻게 발전하고 적용될 수 있는지에 대한 중요한 연구 방향을 제시했습니다.
학문 / 생물·생명
24.08.14
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사슴벌레 먹이로 방울토마토를 줘도 되나요?
안녕하세요. 사슴벌레의 일시적인 식단으로 방울토마토 및 애플망고를 제공하는 것은 수분과 필수 영양소를 공급하는데 충분할 수 있습니다. 사슴벌레는 주로 썩은 식물 물질을 섭취하는 식성을 가지고 있으나, 과일에서 제공하는 고당분의 수분 또한 영양 섭취의 차원에서 이롭게 활용될 수 있습니다. 이들 과일을 제공할 때는 몇 가지 중요한 사항을 고려해야 합니다. 첫째, 과일은 자연적으로 높은 당분을 함유하고 있기 때문에 장기적인 주식으로는 부적절할 수 있으며, 이는 사슴벌레의 건강에 부정적인 영향을 미칠 수 있습니다. 둘째로, 제공되는 과일은 작은 조각으로 잘라서 사슴벌레가 섭취하기 쉽도록 준비하는 것이 중요합니다. 마지막으로, 사슴벌레에게 과일을 제공하는 동안 과일의 신선도를 유지하고, 먹이를 너무 과도하게 제공하지 않도록 주의해야 합니다. 사슴벌레를 단기간 동안만 관리하는 경우, 이와 같은 과일 제공이 수분과 일부 영양소를 충분히 공급할 수 있으며, 특히 방울토마토는 수분 함량이 높아 효과적일 수 있습니다. 하지만 사슴벌레를 장기적으로 기르고자 한다면, 보다 자연에 가까운 식단을 구성하는 것이 권장됩니다. 이를 통해 사슴벌레의 건강을 유지하고 자연적인 식습관을 장려할 수 있습니다.
학문 / 생물·생명
24.08.14
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자외선 차단 양산(UV차단)은 사용하다보면 차단율이 떨어지나요?
안녕하세요. 차외선 차단 양산의 효능이 시간에 따라 감소하는 현상은 재료의 물리적 특성과 환경적 요인에 의해 촉진됩니다. 자외선 차단 양산은 주로 특수 코팅(material coating)이나 직물 처리(fabric treatment)를 통해 자외선 차단 기능을 갖추고 있으며, 이들의 효과는 사용 빈도와 외부 조건에 의해 달라질 수 있습니다. 1. 양산의 자외선 차단 능력은 제조 초기에는 명시된 수준(ex : 99.9%, 90%~95%)에서 최적의 성능을 발휘합니다. 그러나 사용과정에서 양산의 표면이 마모되거나 코팅이 손상되면 자외선 차단효과는 점차 감소하게 됩니다. 이러한 감소는 주로 직물의 마모(degradation of fabric), 색바램(color fading), 코팅의 벗겨짐(peeling of coatings)에 기인합니다. 2. 자외선 차단 양산의 효과가 어느 정도 감소할 수 있는지는 구체적인 수치로 제시하기 어렵습니다. 감소 정도는 사용 환경(environmental conditions), 양산의 재질(material quality), 양산이 노출되는 자외선의 강도(intensity of UV exposure) 등 다양한 요소에 의해 영향을 받습니다. 3. 일반적인 사용 조건 하에서 자외선 차단 양산의 효과가 눈에 띄게 감소하기 시작하는 기간은 명확하게 정의하기 어렵습니다. 그러나 일반적으로, 상당한 사용과 노출을 거친 후 6개월에서 1년 사이에 효과가 감소하기 시작할 수 있습니다. 이 기간은 양산을 관리하는 방법과 환경에 따라 달라질 수 있으므로, 정기적으로 양산의 상태를 점검하고 필요한 경우 적절한 보수를 통해 최대한 자외선 차단 효과를 유지하는 것이 중요합니다. 자외선 차단 양산의 지속적인 효과를 유지하기 위해서는 사용 후에 양산을 건조하고 깨끗한 상태로 보관하는 것이 중요하며, 직사광선이나 고온, 습기 등으로부터 보호하는 적절한 보관 방법을 선택하는 것이 바람직합니다.
학문 / 화학
24.08.14
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오일러가 소수가 무한하다는것을 증명한 방법이 궁금합니다
안녕하세요. 수학의 깊은 이해를 요구하는 답변을 해드려야 하지만, 중학교 3학년인 질문자님이 이해하기 쉽도록 가능한 쉽게 설명을 해보겠습니다. 노력은 해보겠지만... 쉽게 설명할 수 있을진 모르겠네요.^^ 마지막 문단에 굵은글씨로 답변한 부분을 위주로 봐주세요. 또한, 수학적인 내용도 답변 드리겠습니다. 제 답변에 추가 답변이 필요하다면 댓글로 추가 질문해주셔도 됩니다. 소수가 무한하다는 것을 오일러가 증명하는 방법은 유클리드의 직접적인 접근과 달리, 분석적인 접근을 활용합니다. 이 방법은 수학적 분석과 무한급수의 성질을 이용하여 소수의 무한성을 증명합니다. 오일러의 증명은 자연로그의 기초를 형성하는 조화급수와 소수의 분포에 관한 근본적인 이해에서 출발합니다. 오일러는 모든 자연수 n을 소수들의 거듭제곱으로 유일하게 분해할 수 있다는 기본적인 수론의 원리, 즉 소인수분해의 유일성을 사용했습니다. 그는 소수의 역수에 대한 무한급수의 합이 발산(divergence)한다는 사실을 통해 소수가 무한히 많다는 것을 증명합니다. 오일러는 다음과 같이 무한 급수를 고려합니다 : Σ (n=1 to ∞) 1/n 이 급수는 발산합니다. 그 후, 오일러는 모든 자연수를 소수의 거듭제곱으로 표현할 수 있기 때문에, 이 급수를 다음과 같이 재구성 합니다 : Σ (n=1 to ∞) 1/n = Π (p prime) (1 + 1/p + 1/p² + ...) 여기서 p는 소수를 나타냅니다. 이 등식은 각각의 소수 p에 대한 기하급수의 곱으로 표현되며, 각 기하급수는 다음과 같이 단순화할 수 있습니다 : 1/(1 - 1/p) 따라서 모든 자연수에 대한 역수의 합은 소수의 역수에 대한 다음과 같은 무한곱으로 표현됩니다 : Π (p prime) 1/(1 - 1/p) 오일러는 이 무한곱이 발산한다는 사실을 이용하여 소수가 유한개일 경우 이 무한곱이 수렴할 것이라는 점과 모순을 드러냅니다. 즉, 이 무한곱이 발산한다는 것은 소수가 무한하게 존재해야만 합리적으로 설명될 수 있다는 결론에 도달합니다. 이러한 분석적 접근은 소수에 대한 깊은 이해를 요구하며 수학적 사고의 폭을 넓히는데 기여합니다. 이 모든 과정을 조금 더 쉽게 말하자면, 오일러는 자연수의 역수를 모두 더하는 것이 끝이 없이 커진다는 사실(발산)을 이용했습니다. 그리고 그 급수를 소수만을 사용해서 다르게 표현할 수 있음을 보였습니다. 또, 그 표현이 역시 끝없이 커진다면(발산), 이는 소수가 무한히 많이 있어야만 가능하다는 결론에 도달합니다. 이런 방식으로 오일러는 소수가 무한하다는 것을 증명했습니다.
학문 / 물리
24.08.14
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