식물은 밤에 흡수한 이산화탄소를 쓰나요?
비단벌레님 말씀이 맞습니다.일부 식물은 건조한 환경에서 수분 손실을 막기위해 밤에 기공을 열어 이산화탄소를 흡수합니다.이를 CAM 광합성이라 하는데, 사막이나 물이 부족한 환경의 식물들이 주로 사용하는 방식입니다.밤에 흡수한 이산화탄소는 세포 내에서 화학 반응을 통해 말산(유기산) 형태로 전환되며, 생성된 말산은 세포 내 거대한 저장고인 액포에 보관됩니다.그리고 낮이 되면 수분 증발을 막기 위해 식물은 기공을 닫아두는데, 대신 액포에 저장해 뒀던 말산을 다시 분해해 내부로 고농도의 이산화탄소를 방출합니다. 그리고 이 이산화탄소와 낮에 얻은 태양광 에너지를 결합해 광합성을 진행하는 것입니다.즉, 밤에 원료를 모아두고 낮에 태양광만 이용하는 시차 분리 생존 전략이며, 대표적인 식물로는 선인장, 다육식물, 파인애플, 알로에, 난초류 등이 있습니다.
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초기 단거리 기록이 느려도 선천적으로 100m 10초대 선수급 잠재력을 가질 수 있나요?
생물학, 유전학, 그리고 운동 생리학적 관점에서 볼 때, 고교 시절이나 20대 초반에 100m 기록이 16초 였다가 훈련을 통해 10초대 선수급 기록을 가지는 것은 상당히 예외적인 경우이며 현실적으로 거의 불가능합니다.실제 세계 정상급 스프린터들은 훈련을 전혀 안 받았던 어린 시절이나 학창 시절에도 이미 11~12초대 혹은 13초 안팎의 뛰어난 베이스라인 기록을 지니고 있습니다.현실적으로 100m 기록을 결정하는 속근 섬유(Type II)의 비율과 수축 속도는 후천적 노력보다 ACTN3 등 선천적 유전자에 의해 결정되는 부분이 압도적으로 큽니다. 물론 비전문가가 훈련을 통해 기록을 1~2초 이상 단축하는 것은 신경근 최적화 덕분이며, 이를 통해 13~12초대까지는 해낼 수 있을지 모릅니다.그러나 16초대에서 10초대로 진입하려면 지면 반발력과 폭발적 출력이 수 배 이상 향상되어야 하는데, 이는 인간의 생골격계와 신경계의 한계 넘어서는 영역입니다.체육계에서 말하는 대기만성형 선수들 역시 늦게 시작했을 뿐, 애초에 비공인 기록으로 11초대를 뛰었거나 신체적 잠재력의 기저가 남달랐던 경우가 대부분입니다.결국 처음부터 속도가 평균보다도 느린 사람이 단순히 노력만으로 10초대 선수급 재능에 도달하기 어렵다는 것은 현대 유전학과 운동 생리학 관점에서는 더 합당하다 할 수 있습니다.다시 말해 개인의 신체적 생물학적 상한선은 분명히 존재하며, 순수 근신경계 하드웨어가 뒷받침되지 않는다면 올림픽이나 국가대표 수준의 벽을 넘는 것은 불가능합니다.
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소금 많은 물에서 미생물은 어떻게 사나요?
말씀하신대로 소금이 많은 환경은 삼투현상으로 세포 수분을 빼앗아가지만, 호염균은 독특한 전략으로 생존이 가능합니다.먼저 '상용질 전략'으로, 단백질을 해치지 않는 글리세롤이나 베타인 같은 유기 물질을 세포 내에 축적하고, 이를 통해 세포 내부의 삼투압을 높여 외부로 수분이 빠져나가는 것을 막아냅니다.또 사해 같은 극단적 환경의 미생물이 쓰는 염분 유입 전략의 경우 소금 이온을 직접 세포 안으로 끌어들이는데, 이때 세포 안의 단백질은 산성 아미노산이 풍부하도록 진화해 고염분 속에서도 변성되지 않고 작동이 가능합니다.실제 아타카마 사막이나 남극의 건곡 같은 가혹한 환경에서도 이러한 극한 미생물들이 실제로 발견되고 있고, 이는 화성 지하에 존재할 것으로 예상되는 고농도 염수 환경 속에서도 미생물이 생존할 수 있다는 주장의 근거가 되기도 하는 것입니다.
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잠을 자면 배운 내용이 왜 오래 남나요?
수면 중에도 뇌가 완전히 쉬는 것이 아니라, 낮 동안 습득한 정보를 정리하고 장기기억으로 공고화하는 작업을 수행하기 때문입니다.낮 동안 학습한 내용은 먼저 용량이 작고 휘발성이 강한 임시 저장소인 해마에 머물게 됩니다. 그리고 잠이 들면 해마가 낮의 기억을 반복 재생하여 뇌의 넓은 장기 저장 창고인 대뇌 피질로 전송하고, 깊은 수면 단계에서 나타나는 느린 서파와 짧은 수면 방추사 뇌파가 해마와 피질을 연결하며 기억 저장을 돕게 됩니다.또 렘수면 단계에서는 새로 습득한 지식이 기존의 배경지식과 연결되며 더욱 단단하게 통합됩니다.또한 낮 동안 과부하된 신경세포 연결 중 사소하고 불필요한 기억은 과감히 지워 뇌의 공간을 확보하게 되죠.결국 이렇게 가지치기를 거치며 살아남은 학습 내용의 시냅스 연결은 오히려 더욱 굵고 선명하게 강화되는 것입니다.결국 수면은 단순한 휴식이 아니라, 공부한 내용을 잊히지 않게 영구 저장하고 다음 날 새로운 정보를 받아들일 뇌의 용량을 비우는 과정인 셈입니다.
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산호는 바닷물이 더워지면 왜 하얘지나요?
산호 백화 현상은 바닷물 온도가 올라갈 때 산호와 그 체내에 함께 사는 미세조류 사이의 공생 관계가 깨지면서 발생하는 생태학적 현상입니다.산호는 식물처럼 보이지만 실제느 자포동물이며, 산호가 색을 띠고 살아갈 수 있는 것은 몸속에 살고 있는 공생조류 덕분입니다. 공생조류는 광합성을 해서 산호에게 포도당과 아미노산 등 영양분의 최대 90%를 공급하고, 산호는 조류에게 서식지와 광합성에 필요한 이산화탄소를 제공합니다.그런데, 바닷물 온도가 평년보다 단 1~2도만 높아져도 산호 생태계에 문제가 발생합니다.수온이 상승하면 공생조류의 광합성 시스템이 망가지면서 산호 세포에 해로운 유해 활성산소를 대량으로 만들어내고, 산호는 자신을 보호하기 위해 독성 물질을 뿜어내는 공생조류를 체외로 쫓아내거나 스스로 내보내게 됩니다.결국 공생조류가 빠져나가면 산호의 투명한 조직 속 하얀색의 탄산칼슘 골격이 그대로 비치게 되고, 이 때문에 산호가 마치 하얗게 칠해진 것처럼 변하는 백화 현상이 나타나는 것입니다.결론적으로 백화 현상은 단순히 색이 바뀐 것이 아니라 에너지 공급원이 끊긴 상태인 것이죠.
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연못의색깔이 갈색으로 변해 갑니다.
이전 연못 물을 바꾸시고 비슷한 질문을 주셨던 것으로 기억합니다.다만, 낙엽이 더해졌다면 낙엽이 원인일 가능성이 있습니다.특히 가라앉은 낙엽이 부패하면서 차처럼 갈색 색소가 우러나오는 경우가 많습니다.그리고 대청소로 유익균이 씻겨 내려간 뒤 영양분이 쌓여 갈색 미세 조류가 증식한 경우도 있고, 빗물이나 바람으로 주변 화단의 흙탕물이 유입되는 경우도 많습니다.우선 색소가 우러나오는 것과 부패를 막기 위해 바닥의 낙엽을 모두 건져내시고, 필터가 찌꺼기로 막혀 제 기능을 못 하고 있는지 확인하고 세척하시는 것이 먼저입니다.그리고 물을 한 번에 다 갈면 수질 쇼크가 오므로, 전체의 3분의 1 이하만 새 물로 교체하시는 것이 좋습니다.만일 낙엽을 걷어 냈는데도 물 색깔이 계속 갈색이라면 여과기에 활성탄을 넣어 색소와 냄새를 흡착시키면 효과를 볼 수 있으실겁니다.
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물고기가 보이지 않습니다. 어디 있을까요?
여러가지 이유가 있을 수 있지만, 가장 흔한 경우라면 돌 밑이나 수생식물 속으로의 숨어든 경우입니다.특히 피라미 치어는 크기가 작기 때문에 성어를 포함한 포식자를 피해 숨는 성향이 강합니다.게다가 수온이 낮아지거나 주변 환경에 변화가 생기면, 치어들은 평소보다 더 깊은 돌 틈새, 자갈 사이, 수생식물 뿌리 밑에 촘촘히 숨어 지내는 경향이 있습니다.또한 먹이 활동을 할 때나 물가 온도가 따뜻할 때만 잠깐 나왔다가 사람이 다가가면 재빨리 숨어버리기 때문에 눈에 잘 띄지 않을 수 있습니다.물론 다른 고기에게 포식당했을 수도 있습니다.특히 피라미는 잡식성이며, 크기 차이가 나는 어종을 합사할 때 치어는 성어의 좋은 먹잇감이 되기 쉽습니다.혹시 후자의 경우가 아니라면 해가 지고 늦은 시간에 손전등으로 돌 틈이나 수초 사이를 조용히 비춰보면 치어들이 빛에 모여들거나 움직이는 모습을 확인할 수 있으실겁니다.
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바다거북과 쥐치는 왜 해파리의 독에도 면역력이 강해요?
사실 면역력이나 혈액 속 해독 능력보다는 독침이 몸속으로 아예 침투하지 못하게 막는 물리적 방어막과 소화 구조 덕분입니다.해파리의 독은 먹어서 중독되는 독이 아니라 미세한 독침을 피부에 찔러 주입하는 독이기 때문에 독침에 피부가 뚫리지 않으면 안전합니다.그래서 바다거북은 겉피부와 입안이 두꺼운 케라틴 층으로 덮여 있어 해파리의 독침이 피부를 뚫고 혈관까지 닿지 못하고, 또한 식도 안쪽에 위장 방향으로 촘촘하게 난 수백 개의 딱딱한 가시 돌기가 있어, 촉수가 연약한 식도 벽에 닿는 것을 막아줍니다.쥐치 또한 피부가 두껍고 질기며 미끈거리는 점액층까지 덮여 있어 독침이 박히기 어렵습니다.게다가 사냥할 때도 위험한 촉수를 피해 독이 거의 없는 해파리의 갓 부분부터 집중적으로 쪼아 먹는 전략을 씁니다.그리고 만에 하나 독 성분이 입안이나 위장으로 들어가더라도, 독은 단백질로 이루어져 있어 강한 소화 효소로 빠르게 분해해 버려 독이 퍼지지 않습니다.다만 눈 같은 연약한 부위를 찔리면 독에 당할 수 있어 완벽한 무적은 아니며, 주로 피부가 단단해진 다 자란 성체들이 해파리를 사냥합니다.
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남극 물고기는 왜 몸속이 얼지 않나요?
남극에 서식하는 물고기는 영하의 수온에서 체온을 높이기 보다는 특수한 부동 단백질(AFP)을 이용해 몸이 어는 것을 막습니다.이 단백질은 몸속에 생성된 미세한 얼음 결정 표면과 결합하는데, 단백질 속 아미노산들이 얼음 격자의 물분자와 수소 결합을 이루며 퍼즐처럼 달라붙습니다.일단 표면을 덮으면, 주변을 떠돌던 추가 물분자들이 얼음에 달라붙는 것을 원천 차단하고, 결과적으로 얼음 결정이 더 이상 크기를 키우지 못하고 아주 작은 씨앗 상태로 멈추게 되는 것입니다.이 과정에서 물고기의 어는점만 인위적으로 낮아지고 녹는점은 유지되는 열이력 현상이 발생하는데, 체온이 아전보다 낮아진 어는점 아래로 떨어지지 않는 한 몸속 얼음은 성장하지 않으며 피해를 주지 않게 되는 것입니다.즉, 부동 단백질은 얼음 생성을 완전히 막기보다 기존 결정이 더 커지는 것을 막는 방패 역할을 하는 것입니다.
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우리나라 삵도 날아다니는 새를 잡을 때 높이 뛰어서 낚을 수 있나요?
결론부터 말씀드리면 우리나라의 삵 역시 고양이과 맹수 특유의 도약력을 가지고 있고,다른 고양이과 맹수처럼 날아오르느 새를 낚아채는 사냥을 합니다.근육질의 뒷다리를 이용해 수직으로 약 1.5~2m 내외까지 뛰어오를 수 있어, 막 이륙하려는 꿩이나 멧비둘기, 오리를 공중에서 앞발로 쳐서 떨어뜨리거나 입으로 낚아채는 방식의 사냥이 가능한 것이죠.다만 참매님께서 말씀하신 3m 이상 뛰어오르는 아프리카의 서벌이나 카라칼과 비교하면 체형과 사냥 전략에서는 차이가 있습니다.서벌과 카라칼은 탁 트인 초원에서 긴 다리의 탄력으로 공중의 새를 낚는 독특한 사냥 방법을 전문으로 진화했습니다.반면 삵은 다리가 비교적 짧고 무게중심이 낮아, 산림이나 갈대밭 지형에 숨어 접근한 뒤 기습하는 데 더 최적화되어 있습니다. 또한 삵은 나무를 잘 타기 때문에 땅에서 뛰어오를 뿐만 아니라 나뭇가지 위에서 날아가는 새를 향해 뛰어내리며 덮치는 사냥도 구사하죠.게다가 물을 두려워하지 않고 수영도 능숙해 하천가에서 물새를 추적해 사냥하는 모습도 자주 관찰됩니다.결론적으로 카라칼만큼 압도적인 높이로 새를ㄹ 사냥하지는 않지만, 지상에서 막 날아오르는 새를 순간적인 낚아채는 것은 삵에게도 흔한 사냥 기술방법 중 하나입니다.
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