답변 내역

결론부터 말씀드리면 팔다리가 없는 것이 해당 동물이 살아가는 특정 환경에서는 생존과 사냥에 더 유리했기 때문입니다.진화는 더 복잡해지는 것이 아니라 살아가는 환경에서 에너지를 가장 효율적으로 사용하며 살아남는 방향으로 나아가는 것이기 때문이죠.대표적으로 뱀의 조상은 땅속이나 좁은 돌틈에서 생활하며 다리가 오해려 장애물이 되어 퇴화했습니다. 또한 다리가 없는 가늘고 긴 몸 덕분에 다른 포식자가 들어갈 수 없는 좁은 굴 속 먹잇감을 사냥할 수 있습니다.게다가 다리를 골격으로 유지하고 움직이는 데 드는 엄청난 양의 대사 에너지를 크게 아낄 수 있어 생존에도 유리했죠.결국 팔다리를 없앤 것은 퇴화가 아니라 서식 환경에 적응하며 에너지도 아끼는 진화인 셈입니다.

만일 시력을 잃게되면 뇌는 시각 담당 영역을 청각과 촉각 처리용으로 재배치하게 됩니다.이 과정에서 귀나 손가락 세포 자체가 변하는 것이 아니라 뇌의 정보 처리 능력이 올라가게 됩니다.그래서 청각 분야에서는 소리의 위치를 정확히 파악하거나 반사음으로 사물을 인지하는 능력이 조금 더 발달하게 되고, 촉각 분야에서는 미세한 질감이나 높낮이 차이를 구분하는 정도가 일반인보다 훨씬 높아지게 됩니다.또한 공간을 기억하고 인식해야 하므로 작업 기억력과 청각적 집중력도 함께 향상되게 됩니다.그리고 나이가 들어 시력을 잃더라도 뇌의 가소성이 유지되기에 다른 감각의 적응과 발달은 여전히 일어납니다.다만 어릴 때 실명한 경우보다 뇌 구조 변화의 폭이 작아 자연스러운 변화보다는 훈련이 필요한 것이죠.그렇지만 노화로 인한 청력과 촉력의 물리적 퇴화가 있기 때문에 분명 젊은 층에 비해 발달 폭에는 한계가 있습니다.하지만 시각 자극이 사라지면 남은 감각 신호에 뇌가 집중하여 인지 능력을 끌어올리게 되는 것이죠.

가장 큰 이유는 환경에서 도망칠 수 없는 식물이기에 최대한 환경에 적응해 살아남기 위한 생존 전략입니다.식물은 앞서 말씀드린대로 도망칠 수 없기 때문에 끝없이 분열하는 줄기세포 집단인 분열조직을 가지 끝과 줄기 속에 가지고 있으며, 가지가 잘리거나 손상되는 것을 대비한 예비 생장점도 가지고 있습니다.그래서 이미 분화된 식물 세포도 상처를 입으면 다시 줄기세포 상태로 돌아가 새로운 조직을 만듭니다.게다가 필수 장기에 의존하는 동물과 달리 식물은 마디-잎-눈이라는 단위가 반복 연결된 구조라 일부를 잃어도 생존이 가능합니다. 그래서 신체의 80~90%가 손상되어도 남아있는 모듈 하나와 뿌리만 살아있다면 전체 형태를 완전히 복원할 수 있습니다.결국 환경에서 도망칠 수 없는 식물은 언제든 일부를 잃을 수 있다는 전제하에 온몸에 예비 줄기세포를 배치하고 세포 재생을 할 수 있도록 진화했기 때문에 강력한 재생 능력을 가지는 것입니다.

곤충 암컷이 수컷보다 큰 이유는 생식 효율과 생존을 위한 진화적 원리 때문입니다.보통 난자는 영양분을 많이 포함하는 세포이기 때문에 암컷의 몸집이 클수록 알을 더 많이 품고 낳을 수 있습니다. 또한 수컷은 덩치를 키우기보다 몸을 가볍게 만들어 빠르게 날아다니며 암컷을 선점하는 것이 유리합니다.그래서 많은 경우 수컷은 빨리 성충이 되어 짝을 찾고, 암컷은 몸집을 최대한 키운 뒤 우화합니다.그리고 많은 척추동물은 수컷끼리 몸싸움을 하기에 수컷이 크지만, 대부분의 곤충은 영역 싸움을 하지 않습니다.물론 예외적으로 장수풍뎅이나 사슴벌레처럼 수컷끼리 뿔과 턱으로 밀어내기 싸움을 하는 경우에는 수컷이 암컷보다 크게 진화한 경우도 있긴 합니다.결론적으로 즉, 곤충은 알을 많이 낳는 암컷과 암컷을 빨리 찾는 수컷이 후손을 남기고 생존확율이 높기 때문에 그러한 크기 차이가 생긴 것입니다.

종에 따라 다르지만 3~7년을 애벌레로 땅속에서 지낸 매미는 여름 밤에 땅 위로 올라와 탈피를 거쳐 성충이 됩니다.성충이 된 매미는 역시 종에 따라 다르지만 보통 2~3주 정도를 살 수 있죠.이 기간 동안 나무 수액을 먹으며, 수컷은 울음소리로 암컷을 유인해 짝짓기를 하는데, 짝짓기를 마친 암컷은 나뭇가지에 알을 낳은 뒤 생을 마감하며, 알은 다음 해 부화해 다시 땅속으로 들어갑니다.원래 매미는 낮에 활동하고 밤에는 쉬는 곤충입니다.하지만 밤에 가로등 같은 밝은 빛을 햇빛으로 착각해 날아다니다 부딪혀 바닥으로 떨어지곤 하고, 또한 수명이 다해 힘이 없어 나무에 붙어있지 못하고 땅으로 떨어지는 경우도 많습니다.또 갓 우화를 시작하려다 바람이나 장애물 때문에 떨어진 개체일 수도 있습니다.이유는 다를 수 있지만, 밤중에 바닥에서 푸드득거리는 매미는 생의 마지막에 다다른 상태라 보시면 됩니다.

식물은 상처를 입으면 공기 중으로 위발성 유기화합물(VOCs)을 내뿜어 주변 식물에게도 위험을 알립니다.경고 신호를 받은 다른 이웃 식물은 직접 공격받지 않아도 잎에 독성 물질을 축적해 방어 태세를 갖추고, 옥수수나 담배 등은 애벌레에게 먹힐 때 화학 물질을 방출해 애벌레의 천적인 기생벌을 끌어들이는 신호를 보내기도 합니다.또 식물의 잎이 꺾이거나 애벌레에게 물렸을 때, 그 상처 정보가 전신으로 전달되는 원리가 밝혀졌습니다.즉, 잎이 잘리면 글루타메이트라는 물질이 분비되며, 이는 신경계처럼 칼슘 이온 파동을 일으켜 전신으로 경고를 전달하는 것입니다.그 외에도 땅속에서는 뿌리와 공생하는 곰팡이 네트워크를 통해 가뭄이나 병충해 신호를 옆 식물로 전송하기도 하고, 수분이 부족해지면 뿌리에서 앱시스산 호르몬을 만들어 잎의 기공을 닫아 수분 증발을 막기도 합니다.결론적으로 식물은 의식이 있는 동물처럼 대화하는 것은 아니지만, 휘발성 화학물질이나 호르몬, 전기/칼슘 신호, 지하 균사망 등을 활용하여 스트레스를 감지하고 주변 생명체와 신호를 주고받고 있음이 다양한 실험으로 입증되었죠.

뉴스에서 자주 보도되는 감염병은 참진드기가 옮기는 중증열성혈소판감소증후군(SFTS) 또는 털진드기가 옮기는 쯔쯔가무시증입니다.사실 예전부터 있었던 진드기 감염병 보도가 늘어난 것은 환경과 생활 방식 변화 때문입니다.지구온난화로 겨울이 짧아지고 기온이 높아져 진드기 번식력과 개체 수가 급증했을 뿐만 아니라 따뜻한 날씨가 길어지면서 진드기가 봄부터 늦가을까지 오랫동안 활동이 가능해졌습니다.또한 캠핑이나 등산, 차박 등 풀밭과 접촉할 가능성이 높은 야외 활동이 과거보다 훨씬 많아졌습니다.게다가 SFTS는 치사율이 20%까지 달하지만, 전용 백신이나 치료제가 없습니다.그리고 SFTS 자체도 2011년 중국에서 처음 발견되어 우리나라에서는 2013년에 처음 법정 감염병으로 지정되었는데, 그 동안 원인을 알 수 없었던 것들도 SFTS로 밝혀지며 통계상으로나 뉴스 보도가 많아진 측면도 있습니다.

일년생 식물은 불확실한 환경에서도 자손의 생존율을 극대화하기 위한 진화 결과입니다.다년생 식물이 추위나 가뭄을 견디기 위해 뿌리와 줄기에 에너지를 분산할 때 일년생 식물은 모든 영양분을 오직 꽃과 씨앗을 만드는 데 전부 투자하는 것입니다.성체 상태로 혹독한 환경을 견디는 대신, 환경 저항력이 가장 뛰어난 씨앗 형태로 열악한 계절을 넘기는 나름 똑똑한 도피 전략을 택한 것이죠.또한, 산불이나 인간에 의한 환경 파되 등으로 기존 생태계가 무너진 땅에서 빠르게 발아하고 성장해 다년생 식물보다 먼저 자리를 선점하는 데 훨씬 유리합니다.결국 한 해 만에 죽는 것은 생명력의 한계가 아니라, 자신의 유전자를 가장 많이, 안전하게 퍼뜨리기 위한 진화 생존 방식이라 할 수 있습니다.

공포물을 보거나 할 때 실제 몸이 서늘해지게 됩니다.뇌의 편도체가 공포를 감지하면 교감신경계가 바로 활성화됩니다. 또 아드레날린이 분비되며 몸은 비상 상황에 들어가며 위험에 대비해 혈액이 심장과 근육으로 집중되게 됩니다.그러면서 피부와 말초 기관으로 가는 혈관이 좁아지며 혈류량이 줄어들게 되는데, 피부 표면의 혈류 감소로 인해 실제로 손발과 피부 온도가 떨어지게 됩니다.그리고 자율신경 자극으로 인해 약간의 식은땀이 흘러나오는데, 이 땀이 증발하며 피부의 열기를 빼앗게 되죠.또 입모근이 수축해 소름이 돋으며 시원한 감각을 더 강하게 만듭니다.그 결과 물리적 주변 온도는 그대로지만, 피부 온도는 실제로 떨어지게 되는 것입니다.

겨드랑이와 음부 등의 털은 단순히 마찰 방지 외에도 성적 성숙의 신호와 메로몬 확산이라는 목적이 있습니다.진화 과정에서 사춘기 체모는 번식이 가능한 성인이 되었음을 시각적으로 알리는 메신저 역할을 했습니다. 또한, 사춘기부터 활성화되는 아포크린 땀샘에서 나오는 체취인 페로몬을 머금고 공기 중으로 퍼뜨리는 역할을 합니다.어린이는 생식 능력이 없기 때문에 이러한 성적 신호나 페로몬을 퍼뜨리기 위해 에너지를 사용할 필요가 없는 것이죠.물론 아이들도 활동량이 많지만, 체구가 작고 근육과 지방량이 적어 성인만큼 심한 피부 마찰이 발생하지 않습니다.그에 비해 성인은 골격이 커지고 땀과 피지 분비가 늘어나면서 털을 통한 마찰 경감 효과가 더욱 중요해지게 되죠.그리고 어린이의 피부에도 이미 모낭은 존재하지만, 사춘기에 분비되는 남성호르몬인 안드로겐의 자극을 받아야만 굵은 털로 변합니다.결국 이 털들은 성인이 되었을 때 비로소 필요한 생물학적 기능에 맞춰 사춘기 이후에 자라나도록 진화한 것입니다.