햇볕을 오랫동안 쬐면 피부가 까맣게 타는 현상은 우리 몸이 자외선으로부터 피부를 보호하기 위한 방어 작용인가요?
말씀하신 것처럼 우리 몸을 지키기 위한 방어 작용이 맞습니다.강한 자외선은 피부 속 DNA를 파괴할 수 있습니다. 이를 감지한 멜라닌 세포가 흑갈색 색소인 멜라닌을 급히 만들어내고, 이렇게 만들어진 멜라닌은 자외선을 흡수하고 튕겨 내게 됩니다.그리고 이 멜라닌이 피부 표면에 쌓이며 피부가 까맣게 변하는 것입니다.즉, 단순한 물리적 열로 구워진 것이 아니라, 세포 손상을 막으려는 생물학적 방어 반응인 것이죠.그리고 만약 방어 한계를 넘어서면 피부가 빨갛게 부어오르는 일광화상을 입게 되고, 이후 허물이 벗겨지는 것은 암세포로 변할 수 있는 손상 세포들이 스스로 죽어 배출되는 과정입니다.결론적으로 까맣게 탄 피부는 자외선에 맞서 몸을 지켜낸 방어 흔적입니다.
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조류들의 알은 왜 타원형인지 궁금합니다.
사실 새의 알은 처음에는 공과 비슷한 원형에 가까웠습니다.새의 조상인 초기 파충류와 초대형 공룡의 알은 동그랗고 매끄러운 공모양이었습니다.이후 새의 직접적인 조상인 수각류 공룡에 들어서면서 알은 길쭉해지기 시작하며 오늘날과 같은 비대칭 타원형은 새가 하늘을 날기 시작하면서 완성되었습니다.이런 형태가 된 가장 큰 이유는 비행을 위해 좁아진 몸 구조 때문입니다.새는 비행을 위해 골반이 좁아졌고, 이에 따라 알의 부피를 유지한 채 좁은 산란관을 통과시키기 위해 길쭉해진 것입니다.또한 한쪽이 뾰족한 타원형 알은 굴러갔을 때 제자리에서 원을 그리며 돌게 되어 높고 가파른 둥지에서도 알이 바닥으로 굴러떨어질 위험이 크게 줄어들었습니다.게다가 뾰족한 끝을 중앙으로 모으면 어미 새가 체온을 효율적으로 전달하며 품을 수 있었죠.결국 이러한 부분이 새의 생존율을 크게 높일 수 있었습니다.
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비 오는 날에는 유독 치킨이나 전 같은 음식이 당기는 사람이 많은데, 날씨와 식욕은 실제로 관련이 있는 것일까요?
결론부터 말씀드리면 둘 다 맞습니다.비가 오고 날이 흐려지면 일조량이 줄어들어 세로토닌의 분비가 감소합니다. 그럼 우리의 뇌는 그에 대한 대응으로 세로토닌을 올려 기분을 전환하고자 탄수화물과 지방이 많은 음식을 원하게 됩니다.또한 기온이 떨어지면 체온을 유지하기 위해 에너지 소비가 늘어나 위장 운동이 활발해지고 공복감이 커집니다.실제 밀가루의 탄수화물과 고기의 단백질은 세로토닌 합성을 도와 우울함을 줄여주기도 하죠.한편으로는 기름에 전을 지지거나 튀기는 소리가 빗소리의 주파수와 유사해 뇌에서 연상 작용을 일으킵니다.또한 과거 농업 사회에서 비가 오면 일을 쉬며 부침개를 만들어 먹던 관습도 적지않은 영향이 있고, 여기에 미디어와 주변 사람들의 비 오면 파전이나 치킨이라는 말이 반복된 것도 영향이 있습니다.결국 이 현상은 말씀하신 것처럼 몸의 생리학적 욕구에 빗소리의 청각 자극, 문화적 부분까지 더해진 것입니다.
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소금쟁이는 어떻게 물 위에 뜬 채로 걸어다닐 수 있나요?
결론부터 말씀드리면 말씀하신 것처럼 소금쟁이는 표면장력을 이용하여 물 위에 섭니다.물 분자들이 서로 끌어당기며 표면적을 줄이려는 강한 응집력이 있는데, 그것이 표면장력입니다. 그리고 수면의 물 분자들은 내부로 끌려 들어가 팽팽한 고무막 같은 힘을 형성합니다.그리고 소금쟁이 다리에는 수천 개의 미세한 털이 촘촘히 나 있고, 이 미세모 사이에 공기가 갇히고 기름 성분이 코팅되어 물에 전혀 젖지 않습니다.또한 긴 다리를 넓게 벌려 작은 몸무게를 수면에 넓게 분산시킵니다.그래서 앞서 말씀드린 물의 특징와 소금쟁이의 신체적 특징으로 인해 다리가 수면을 누르면 물이 뚫리지 않고 오목하게 휠 뿐입니다. 또 오목해진 수면의 표면장력이 소금쟁이를 위로 밀어 올리는 복원력이 됩니다.결론적으로 강한 방수 털과 체중 분산으로 표면장력막을 깨지 않고 물 위를 걸을 수 있는 것입니다.
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생장점 세포만 미분화 상태를 계속 유지할 수 있는 유전적, 호르몬적 조절 원리는 무엇인가요?
식물 줄기와 뿌리 끝의 생장점은 줄기세포 특성을 유지하는데, 이는 유전적 음성 피드백 회로와 식물 호르몬의 구베 조절 덕분이죠.다만, 줄기와 뿌리는 구체적인 유전자와 호르몬의 조절 메커니즘이 약간 다릅니다.줄기 생장점은 중심부의 조직화 센터에서 WUS 유전자가 발현되어 줄기세포 특성을 유지시킵니다.줄기세포가 늘어나면 CLV3 단백질을 분비해 WUS를 억제함으로써 세포 수를 조절하는 것이죠.반면 뿌리 생장점은 휴면 중심에서 발현되는 WOX5 유전자가 주변 세포의 분화를 막아 미분화 상태를 지킵니다.분화된 세포가 분비하는 CLE40 신호가 WOX5의 영역 확산을 막아 생장점 경계를 형성하는 것입니다.그리고 줄기에서는 시토키닌이 미분화를 돕고, 뿌리에서는 옥신의 최고 농도점이 줄기세포 유지 신호를 켜는데, 세포 분열로 중심 위치에서 멀어지면 유전자 신호 유효 범위를 벗어나며 분화가 진행되는 것입니다.
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매일 밤 꿈을 엄청나게 많이 꾼 것 같은데 아침에 눈을 뜨면 꿈 내용이 전혀 기억나지 않는 이유는 뭐죠? 뭔가 꿈을 꾼건 알면서요. 왜 내용은 잃어 버리는지
밤새 꿈을 꾼듯하지만, 깨어나면 모두 잊는 것은 뇌의 자연스러운 생리 현상입니다.꿈을 꾸는 REM 수면 중에는 단기 기억을 장기 기억으로 바꾸는 해마의 기능이 떨어지게 됩니다.또 기억 형성에 필수적인 신경전달물질인 노르에피네프린이 자는 동안에는 거의 분비되지 않습니다.그렇다보니 REM 수면이 끝난 뒤 얕은 수면을 거쳐 깨어나게 되면 꿈은 이미 뇌에서 지워진 상태가 되는 것입니다.다만, 꿈의 줄거리는 사라져도 감정을 담당하는 뇌 부위는 활성화되어 꿈을 꿨다는 인상만 강하게 남습니다.꿈을 잊는다는 것은 뇌가 불필요한 정보를 나름 잘 비워내고 잘 쉬었다는 정상적인 신호인 것이죠.
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바닷물을 사람이 그냥 마시면 갈증이 해소되기는커녕 오히려 탈수 증상이 훨씬 더 심해지는 생물학적 이유가 뭔가요?
결론부터 말씀드리면 삼투압현상과 콩밭의 배설 한계 때문입니다.우리 몸의 체액 염분농도는 약 0.9%이지만, 바닷물의 염분농도는 약 3.5%로 4배 가까이 높은 편이죠.염분 농도가 높은 바닷물을 마시게 되면 삼투 현상으로 인해 세포 속 수분이 혈관으로 빠져나오는데, 이 과정에서 세포가 수분을 잃고 수축하면서 극심한 세포 탈수와 갈증이 발생하게 됩니다.또한 몸은 과도한 염분을 배출하려 하지만, 인간 콩팥이 만드는 소변의 최대 염분 농도는 2%에 불과합니다. 그래서 바닷물 속 소금을 배출하려면 마신 양보다 훨씬 더 많은 양의 물이 필요한 것이죠.간단한 계산상 바닷물 1L를 마시면 이를 배출하기 위해 소변 1.75L를 만들어내야 하고, 결과적으로는 바닷물 1L당 몸속 수분 0.75L를 추가로 잃게 되는 셈입니다.결국 마시면 마실수록 체내 수분이 빠져나가 혈액량이 줄어들고 탈수가 급격히 진행되고, 계속될 경우 신장에 과부하가 걸려 신부전이 오고 생명이 위험해질 수 있습니다.
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나이가 들면 노년층의 몸에서 냄새가 나는 원인이 무엇일까요?
나이가 들면서 발생하는 특유의 냄새는 노넨알이라는 화학물질이 원인입니다.보통 40대 이후 피지 속 팔미토올레산이 증가하고, 체내 항산화능력이 떨어지게 됩니다.그리고 피지가 산소 및 피부 미생물과 만나 산화되면서 퀴퀴한 노넨알 성분이 형성되죠.그런데, 젊은 층의 땀 냄새와 달리 지용성이라 물이나 비누만으로는 쉽게 씻겨 나가지 않습니다. 게다가 대사 기능 저하로 노폐물 배출이 늦어지고, 피부가 건조해지면서 피지가 모공에 쉽게 남습니다.결국 피부뿐만 아니라 매일 사용하는 베개와 침구류, 옷 등에 기름처럼 스며들어 냄새가 지속되는 것입니다.
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식물도 고통이 있나요? ?없죠???
결론부터 말씀드리면 식물은 고통을 느끼지 못합니다.고통은 뇌가 통증 신호를 해석해서 나타나는 감각인데, 말씀하신 것처럼 식물은 뇌가 없기 때문에 아픔이나 괴로움을 느낄 수 없는 것입니다.또 잎이 잘릴 때 나는 소리나 냄새는 비명이 아니라 생존을 위해 자기방어 물질을 분비하는 물리적 반응입니다.결국 식물도 아프다는 표현은 식물의 생존 반응을 이해하기 쉽게 비유적으로 표현한 것이죠.다만 나무에 상처를 내게 되면 고통 때문이 아니라, 영양분 통로가 파괴되어 세균 감염으로 나무가 죽을 수도 있습니다.또 꽃을 꺽으면 번식 기관이 손상되어 생명 활동이 방해를 받게 되고, 종이를 아껴야 하는 것은 종이는 나무로 만들어지고 나무가 사라진다는 것은 곧 생태계의 파괴를 의미하기 때문입니다.
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아프리카에 사는 나일왕도마뱀은 왜 나일악어 알도 훔쳐먹어요?
왕도마뱀이 목숨을 걸고 악어 알을 훔쳐 먹는데는 영양학적인 부분과 생태학적인 부분이 맞물려 있습니다.악어의 알은 단백질과 지방이 풍부하기 때문에 한 번만 성공해도 상당한 영양분을 확보할 수 있고, 악어 둥지에는 20~60개의 알이 들어 있어 한 번 털면 한참 동안 먹이 걱정이 없죠.게다가 왕도마뱀은 순간 속도가 악어보다 빠르기 때문에 타이밍상으로 충분히 도망치는 것도 가능합니다.또 후각도 발달해있어 악어의 알을 찾아내는 것도 어렵지 않게 가능하고, 악어가 자리를 비우는 틈을 잘 이용하여 여러마리가 동시에 협업을 통해 알을 훔치기도 합니다.사실 야생에서 왕도마뱀이 한 번에 이렇게 높은 칼로리를 섭취할 수 있는 기회는 흔치 않기 때문에 높은 리스크에도 불구하고 목숨을 걸면서까지 알을 훔치는 것입니다.
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