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인간은 식물을 소화시키지 못하는 이유가 무엇인가요?
결론부터 말씀드리면 셀룰로오스를 분해하는 효소인 셀룰라아제가 없고, 소화기관의 구조적인 차이 때문입니다.초식동물은 식물의 세포벽을 이루는 주요 성분인 셀룰로오스를 분해할 수 있습니다. 이는 초식동물이 직접 셀룰라아제를 만들어내는 것이 아니라, 초식동물의 복잡한 위나 장에 서식하는 미생물의 도움을 받기 때문입니다.반면 인간의 소화기관은 초식동물과 달리 셀룰라아제를 생산하지 못하고, 셀룰로오스를 분해할 수 있는 미생물의 수도 매우 적습니다. 따라서 인간은 식물에 포함된 섬유질인 셀룰로오스를 소화하여 에너지원으로 활용할 수 없는 것입니다.
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생물·생명
25.08.12
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라쿤은 성장이 끝나면 보통 몇키로정도인가요?
결론부터 말씀드리면 라쿤의 성체 평균 체중은 보통 5 ~12kg 사이입니다.하지만 서식 환경이나 개체에 따라 편차가 크며, 수컷이 암컷보다 더 크고 무거운 경향이 있습니다.말씀하신 20kg이 넘는 라쿤은 흔하지는 않지만, 사육 환경이나 식습관에 따라 충분히 가능한 무게입니다. 특히 야생 라쿤은 계절에 따라 체중이 달라지는데 겨울을 나기 위해 살을 찌우기도 합니다.결론적으로, 라쿤이 다 자랐을 때 20kg이 넘는 경우는 드물지만, 사람으로 치면 최홍만처럼 사육 환경과 식단에 따라 충분히 발생할 수 있는 특별히 큰 개체일 가능성이 높습니다.
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생물·생명
25.08.12
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소가 가진 네 개의 위의 각각의 기능은 무엇인가요?
말씀하신대로 소는 네 개의 위를 가지고 있으며, 각 위는 섬유질이 많은 먹이를 효과적으로 소화하기 위해 특화된 기능을 가지고 있습니다.첫번째는 혹위로 제1위입니다.소의 위 중 가장 큰 부분으로, 섭취한 풀이 가장 먼저 도착하는 곳입니다. 소는 풀을 대충 씹어 삼킨 후 혹위에 저장하는데, 이곳에는 수많은 미생물이 살고 있습니다. 이 미생물들은 소가 스스로 소화시킬 수 없는 셀룰로스를 분해하여 소가 에너지원으로 사용할 수 있는 휘발성지방산을 만듭니다. 이 과정이 바로 발효입니다.두번째는 벌집위 제2위입니다.혹위와 연결되어 있는 작은 위로, 내벽이 벌집 모양으로 되어 있습니다. 벌집위의 주요 기능은 혹위에서 넘어온 음식물 중 크고 단단한 이물질을 걸러내는 역할을 합니다. 또한, 소가 나중에 되새김질을 할 수 있도록 음식물 덩어리를 만들어 식도로 다시 보내는 역할도 합니다.세번째는 겹주름위로 제3위입니다.내벽에 수많은 얇은 주름이 겹겹이 있어 수분 흡수에 특화되어 있습니다. 겹주름위는 벌집위를 거친 음식물에서 물을 흡수하여 음식물의 양을 줄여주고, 소화액을 농축시켜 다음 단계인 주름위로 보냅니다.네번째는 주름위로 제4위입니다.소의 위 중 유일하게 사람의 위와 같은 기능을 하는 진짜 위입니다. 주름위에서는 펩신과 같은 소화 효소와 위산을 분비하여 음식물과 미생물을 최종적으로 분해하고 소화하는 역할을 합니다. 이때, 혹위에서 증식했던 미생물들이 주름위로 넘어와 소의 중요한 단백질 공급원이 되기도 합니다.
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생물·생명
25.08.12
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붉은포도주가 어떤 원리로 방사능 흡수 속도를 늦추나요?
결론부터 말씀드리면 과학적 근거가 없으며, 실제 방사능 사고 시 의학적인 치료법으로 사용되지도 않습니다.붉은 포도주에 함유된 레스베라트롤은 항산화 효과가 있는 폴리페놀의 일종입니다. 이 성분은 체내 활성산소를 제거하는 데 도움이 되기에 세포 손상을 막는 효과가 있다고 알려져 있습니다.그래서 방사능에 노출되면 체내에 활성산소가 과도하게 발생해 세포와 DNA를 손상시키는데, 이때 레스베라트롤의 항산화 효과가 일정 부분 도움이 될 것이라는 추측이 있었던 것은 사실입니다.하지만 이는 방사능 자체의 흡수를 막거나 속도를 늦추는 원리가 아니라, 방사능 노출로 인한 2차적인 세포 손상을 완화하는 데 도움을 줄 수 있다는 가설일 뿐, 증명이 된 것은 아닙니다.
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생물·생명
25.08.12
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자연계에서 이종교배가 가능한이유?
자연적인 이종교배는 유전적으로 유사한 종들이 지리적 장벽이 사라지면서 만나며 가능해지는 것입니다.말씀하신 북극곰과 불곰의 사례도 마찬가지입니다.두 종은 15만년에서 60만년 전에 갈라졌지만, 여전히 유전적으로는 상당히 유사합니다. 기후 변화로 인해 북극의 빙하가 녹으면서 북극곰이 육지로 내려오게 되고, 불곰은 서식지를 북쪽으로 확장하면서 두 종의 서식지가 겹치게 되었고, 이러한 환경 변화가 자연적인 교배를 가능하게 만든 것입니다.그래서 자연적인 이종교배가 가능한 이유라면 유전적으로 유사하기 때문에 교배를 통해 태어난 자손이 생식능력을 가질 수 있는 두 종이 자연적 장벽이 사라지며 만나게 되기 때문인 것이죠.
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생물·생명
25.08.12
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뿌리 형성 시 땅속 압력과 세포 증식의 상관관계는 어떻게 규명되나요?
땅속에서 뿌리가 성장할 때 받는 기계적 압력은 세포 분열과 성장 방향을 조절하는 데 중요한 역할을 합니다.이는 단순히 물리적인 힘에 대한 수동적인 반응이 아니라, 호르몬 신호와 유전적 프로그램이 복합적으로 작용하는 능동적인 과정입니다.만일 뿌리가 땅 속에서 돌이나 딱딱한 흙 등의 장애물과 접촉하면, 뿌리 끝에 있는 뿌리골무의 세포들이 기계적 압력을 감지합니다. 이 압력은 생화학적, 물리적 변화를 유발하게 됩니다.뿌리에 압력이 가해지면 뿌리 세포 내 칼슘 신호가 급격히 증가합니다. 이 칼슘 신호는 다양한 반응을 유도하는 2차 신호 전달자 역할을 합니다. 활성화된 칼슘 신호는 식물 성장 호르몬인 옥신의 이동을 조절하는 단백질의 작용에 영향을 미칩니다. 이로 인해 뿌리에서 옥신이 비대칭적으로 재분배되는데, 압력을 받는 쪽의 옥신 농도는 낮아지고, 반대쪽은 높아집니다.옥신 농도가 높은 쪽은 세포 신장이 활발하게 일어나고, 낮은 쪽은 신장이 억제됩니다. 이 결과, 뿌리가 압력을 받는 반대 방향으로 휘어지게 되며, 장애물을 우회하는 굴성 반응이 나타나는 것입니다.그리고 뿌리의 장애물 회피 행동은 정자극성, 즉 중력 방향으로 자라는 성질과 부촉성, 즉 촉각 자극을 피해 자라는 성질이라는 두 가지 유전적 프로그램의 상호작용이라 할 수 있습니다.만일 뿌리가 장애물에 닿으면 부촉성 유전적이 활성화됩니다. 이는 먼저 말씀드린 옥신 재분배를 통해 뿌리가 장애물에서 멀어지도록 휘어지게 만드는 반응입니다. 이 반응은 뿌리가 장애물을 우회하는 첫 번째 단계입니다.그리고 일단 장애물과의 접촉이 끊어지면, 뿌리는 다시 정자극성 유전적 영향을 받게 됩니다. 뿌리는 다시 중력 방향을 감지하여 땅속 깊이 자라려는 원래의 성장 목표를 회복하는 것입니다.따라서 뿌리가 장애물의 가장자리를 따라가다가 다시 아래로 향하는 것은 이 두가지의 균형과 조절의 결과라 할 수 있습니다.
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생물·생명
25.08.12
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청솔모는 잘 보이는데, 다람쥐가 잘 보이지 않는 이유는 무엇인가요?
개체 수의 차이도 있지만, 생태적 차이로 인한 것도 있습니다.먼저 청솔모는 그 개체수가 비교적 증가했지만, 다람쥐는 개체수가 줄어들었습니다.좀 더 자세히 말씀드리면 과거 청솔모의 천적이었던 삵, 담비, 맹금류 등의 개체 수가 감소하면서 청솔모의 개체 수가 급격히 늘어난 반면 다람쥐의 주요 천적인 들고양이의 개체 수가 증가하면서 다람쥐의 개체수는 감소했습니다.게다가 청솔모는 주로 나무 위에서 생활하며 나뭇가지로 둥지를 짓습니다. 반면, 다람쥐는 땅속에 굴을 파고 생활하며 주로 땅 위를 돌아다닙니다. 청솔모는 나무 위에서 활동하기 때문에 사람들의 시야에 더 잘 띄는 경향이 있습니다.또한 청솔모는 겨울잠을 자지 않고 겨울에도 활동할 뿐만 아니라 크기도 다람쥐보다 크기 때문에 사람 눈에 더 잘 띕니다.
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25.08.12
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포유류 중에서 수컷과 암컷 중 수컷이 더 큰 이유는 무엇인가요?
여러가지 이유가 있을 수 있지만, 대부분의 경우 '성 선택'에 따른 짝짓기 경쟁 때문입니다.즉, 수컷은 암컷에게 선택받고 더 많은 번식 기회를 얻기 위해 다른 수컷들과 경쟁을 하게 되었는데, 이 과정에서 몸집이 크고 힘이 센 개체가 유리하게 진화한 것입니다.특히 일부다처제인 종에서는 수컷의 몸집이 암컷보다 훨씬 큰 경향이 뚜렷하게 나타나는데, 이는 한 마리의 수컷이 여러 암컷을 거느리는 구조에서 짝짓기 경쟁이 더욱 심화되기 때문입니다.
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생물·생명
25.08.12
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거북이가 기온에 따라서 성별이 달라질 수 있는 원리는 무엇인가요?
거북이의 성별이 온도에 따라 결정되는 현상은 '온도 의존적 성결정' 때문입니다.다시 말해 인간처럼 유전적으로 성별이 정해지는 것이 아니라 거북이의 경우 배아가 발달하는 특정 시기의 온도에 따라 성호르몬 생성에 영향을 미쳐 성별이 결정되는 것이죠.좀 더 자세히 말씀드리면 거북이의 성별은 알이 부화하는 배란 이후 일정 시기의 온도에 따라 결정됩니다. 이 시기의 온도가 특정 범위를 벗어나면 성별을 결정하는 유전자의 발현이 달라지고, 이는 특정 성호르몬의 생성으로 이어져 생식샘이 난소 또는 정소로 발달하게 만듭니다.그래서 보통 31도 이상의 높은 온도에서는 아로마타아제라는 효소가 활성화되는데, 이 효소는 남성호르몬인 테스토스테론을 여성호르몬인 에스트로겐으로 전환하는 역할을 합니다. 에스트로겐의 농도가 높아지면 난소 형성이 촉진되어 암컷이 되는 것입니다.반면 27.7도 이하의 낮은 온도에서는 아로마타아제 효소의 활성이 억제됩니다. 따라서 테스토스테론이 에스트로겐으로 전환되지 않고, 테스토스테론 농도가 높아져 정소 형성이 촉진되어 수컷이 됩니다.
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25.08.12
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바나나 품종이 적은 이유는 무엇인가요?
결론부터 말씀드리면 사람에 의한 상업적인 대량 생산 방식 때문입니다.사람은 씨앗이 없는 돌연변이 품종을 재배하기 시작하면서 유성생식이 아닌 꺾꽂이나 조직 배양 같은 무성생식 방식으로 번식시켰고, 이로 인해 모든 바나나 나무가 유전적으로 거의 동일한 클론이 된 것입니다.문제는 말씀하신대로 유전적 다양성이 없는 단일 품종은 특정 질병에 매우 취약하다는 점입니다. 1950년대까지 전 세계적으로 가장 널리 재배되던 '그로 미셸' 품종은 파나마병이라는 곰팡이병으로 인해 거의 멸종하다시피 사라졌으며, 이후 파나마병에 내성이 있는 '캐번디시'품종이 그 자리를 대체하게 되었습니다.그래서 현재 우리가 먹는 대부분의 바나나는 이 캐번디시 품종이며, 이 역시 유전적으로 동일합니다. 그러나 최근에는 파나마병의 변종인 TR4가 확산되면서 캐번디시 품종도 심각한 멸종 위기에 처해 있습니다.
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