답변 내역

옥수수 알갱이에서 발현되는 다양한 색소 유전자의 영향 때문입니다.그 중에서도 특히 안토시아닌과 카로티노이드라는 두 가지 주요 색소의 유전자가 색 발현에 가장 크게 관여합니다.만일 안토시아닌 색소를 합성하는 유전자가 발현되면 옥수수 알갱이가 보라색을 띱니다. 이 유전자는 노란색 유전자에 대해 우성이죠.반면 카로티노이드 색소를 합성하는 유전자가 발현되면 노란색을 띱니다. 이 유전자는 보라색 유전자에 대해 열성이죠.따라서, 보라색 유전자와 노란색 유전자를 모두 가진 옥수수의 경우, 우성인 보라색 유전자가 발현되어 옥수수 알갱이는 보라색이 됩니다. 하지만 이 옥수수끼리 교배하면 멘델의 분리 법칙에 따라 보라색과 노란색이 3:1의 비율로 나타나게 됩니다.그리고 하나의 옥수수에서 보라색과 노란색 알갱이가 섞여 있는 현상은 이동성 유전인자의 작용 때문입니다. 이동성 유전인자는 염색체 위를 자유롭게 옮겨 다니는 DNA 조각으로, '점핑 유전자(jumping gene)'라고도 불립니다.

결론부터 말씀드려 틸렌 가스와 효소의 작용 때문입니다.바나나는 수확 후에도 스스로 에틸렌 가스를 방출합니다.이 에틸렌 가스는 식물의 성장에 관여하는 호르몬 역할을 하여, 바나나의 숙성을 촉진하는 역할을 하게 되죠.덜 익은 녹색 바나나의 주성분은 저항성 전분입니다. 저항성 전분은 우리 몸에서 잘 소화되지 않아 포만감을 오래 유지시켜주고, 혈당을 급격하게 올리지 않아 다이어트에 효과적입니다. 또한 장내 유익균의 먹이가 되어 장 건강에도 도움을 줍니다.하지만 바나나가 익으면서 아밀라아제와 같은 효소들이 활성화되어 저항성 전분을 포도당, 과당, 자당 등 단당류로 분해합니다. 이로 인해 바나나는 점점 더 단맛이 강해지고 부드러워집니다. 완전히 익은 바나나에는 저항성 전분 함량이 크게 줄어들고, 대부분의 탄수화물이 소화되기 쉬운 당으로 변하게 됩니다.그리고 바나나는 익을수록 폴리페놀과 같은 항산화 물질의 함량이 증가합니다. 특히 껍질에 갈색 반점이 생기기 시작하는 시점에는 항산화 성분이 가장 풍부해져 면역력 강화에 도움이 된다고 알려져 있습니다. 하지만 과도하게 익어 검게 변하면 비타민과 미네랄 함량이 감소하게 됩니다.또한 바나나가 익으면서 펙티나제라는 효소가 활성화되어 바나나 세포벽의 펙틴을 분해합니다. 이로 인해 바나나의 과육이 부드러워지고, 수용성 식이섬유의 비율이 높아져 소화가 더 잘됩니다. 비타민 C와 같은 일부 비타민의 생체 이용률도 숙성 과정에서 증가하는 것으로 알려져 있습니다.결과적으로 바나나는 숙성 과정에서 에틸렌 가스의 영향을 받아 활성화된 다양한 효소들의 작용으로 인해 탄수화물, 항산화 물질, 섬유질 등의 영양 성분 구성이 달라지게 되는 것입니다.

결론을 먼저 말씀드리면 양파를 썰 때 발생하는 황 화합물 때문입니다.양파 세포에는 알리나아제라는 효소와 황 화합물이 존재합니다. 양파를 썰면 세포가 파괴되면서 이 둘이 섞이게 되는데, 이때 최루성 휘발성 가스가 만들어집니다. 이 가스가 공기 중으로 퍼지며 눈에 닿으면 눈물샘을 자극해 눈물이 나게 되는 것입니다.

결론부터 말씀드리면 양파에 들어있는 'N-프로필 디설파이드(N-propyl disulfide)'와 같은 유기 황화합물 성분 때문입니다.이 성분은 개와 고양이의 적혈구를 산화시켜 파괴하는 작용을 합니다. 그래서 용혈성 빈혈이라는 질병을 유발하게 되죠.용혈성 빈혈이 발생하면 그 이름처럼 빈혈증상과 함께 무기력증, 호흡곤란, 소화기 문제, 혈뇨 등의 증상을 보이게 됩니다.참고로 양파 외에도 마늘이나 파, 쪽파, 부추 등 같은 부추속 식물들도 동일한 독성 성분을 포함하고 있으므로, 개와 고양이에게 먹이면 위험합니다.

폭탄벌레라 하시면 아마도 '폭탄먼지벌레'를 말씀하시는 듯 한데, 이는 딱정벌레과에 속하는 곤충입니다. 이 벌레는 자신을 보호하기 위해 꽁무니에서 폭발하는 듯한 소리와 함께 뜨거운 독가스를 뿜어내는 독특한 방어 기술을 가지고 있어 말씀하신대로 '폭탄벌레'라 불리기도 합니다.폭탄벌레가 폭발하는 것처럼 보이는 것은 두 가지 화학물질이 혼합되며 급격한 반응이 발생하기 때문입니다.그리고 폭탄벌레의 배에는 두 개의 저장소가 있어 이 두 물질이 평소에는 반응하지 안도록 합니다. 한 곳에는 과산화수소와 하이드로퀴논이, 다른 곳에는 카탈라아제와 페록시다아제라는 두 가지 효소가 저장되어 있죠.위협을 느끼면 폭탄벌레는 이 두 가지 물질을 섞는 작은 반응실로 보냅니다.반응실에서 이 두 물질이 섞이면 급격한 화학 반응이 일어나면서 폭발음과 함께 100도 이상의 고온의 독성 물질인 벤조퀴논과 수증기를 뿜어냅니다. 이 과정은 1초에 수백 번에서 최대 1,000번까지 연속적으로 일어날 수 있죠.사실 폭탄벌레가 만들어내는 폭발은 사람에게는 치명적인 수준은 아니지만, 작은 곤충 입장에서 본다면 매우 강력하고도 치명적인 수준입니다.앞서 말씀드렸지만 온도는 100도에 달하고 독성이 있는 가스를 포함하고 있죠. 일부 연구에 따르면, 폭탄벌레는 두꺼비에게 잡아먹힌 후 뱃속에서 폭발을 일으켜 두꺼비가 자신을 토해내도록 유도하기도 하며, 실제로 두꺼비 뱃속에서 최대 88분을 버틴 후 탈출에 성공하기도 했습니다.결론적으로, 폭탄벌레의 폭발은 포식자를 죽일 정도로 치명적이라 할 수는 없지만, 포식자의 공격으로부터 자신을 지키는 데는 매우 효과적인 방어 수단이라 할 수는 있습니다.

자폭을 하는 개미는 한 종류가 아닙니다.주로 '콜로봅시스속'에 속하는 여러 종의 개미들에게서 발견되는 독특한 방어 행동인데, 특히 'Colobopsis cylindrica' 그룹에 속하는 개미들이 이러한 행동을 하는 것으로 알려져 있습니다.이런 개미를 흔히 '폭발 개미'라 부르기도 하는데, 이러한 개미들은 침입자가 나타났을 때 자신의 몸을 폭발시켜 끈적하고 독성이 있는 액체를 분사함으로써 적을 무력화시키고 동료들을 보호하는 것입니다.자폭 기전을 간단히 말씀드리면 신체적 특징으로 인해 발생하는 것입니다.자폭 개미들은 다른 개미들보다 훨씬 크게 발달한 턱샘을 가지고 있습니다. 이 턱샘은 머리에서부터 복부 끝까지 몸 전체에 걸쳐 이어져 있습니다. 이 턱샘 안에는 독성과 접착성이 강한 끈적끈적한 액체가 저장되어 있는데, 이 액체는 적을 움직이지 못하게 하거나 죽일 수도 있습니다.만일 침입자가 나타나거나 위협을 감지하면, 일개미는 복부 근육을 수축시키고, 이 압력으로 인해 복부의 약한 부분이 터지게 되며, 이와 동시에 턱샘이 파열됩니다.이렇게 파열된 턱샘에서 노랗거나 하얀색의 끈적끈적한 액체가 침입자를 향해 분사되고, 이 액체는 적을 움직이지 못하게 만들거나 독성으로 죽이게 되는 것입니다.

올여름에는 유난히 모기가 적은 이유는 기록적인 폭염과 짧은 장마 때문인 것으로 보입니다.모기는 보통 25~28도 사이의 기온에서 가장 활발하게 활동하고 번식합니다. 그런데 최근 몇 달 동안 낮 기온이 32도를 훌쩍 넘는 폭염이 계속되면서, 모기가 살기 어려운 환경이 조성된 것이죠.또한, 모기가 알을 낳는 데 필요한 물웅덩이가 짧은 장마와 무더위로 인해 빠르게 말라버려 유충의 서식지가 사라진 것도 개체수 감소의 큰 원인입니다.하지만 안심하기는 이릅니다.전문가들은 이렇게 줄어든 모기가 어느정도 활동이 가능한 온도가 되는 가을에 다시 늘어날 가능성이 높다고 전망하고 있습니다.

매미의 유충 시기가 긴 데 비해 성충의 수명은 매우 짧은 이유는 크게 두 가지로 볼 수 있습니다.첫번째는 에너지 효율과 번식에 집중하기 위해서입니다.매미는 유충 시기 동안 충분한 영양분과 에너지를 축적합니다. 이렇게 오랜 시간 동안 모은 에너지는 성충이 되어 짝짓기와 번식 활동에 모두 사용됩니다. 수컷 매미가 엄청난 소리로 울어대는 것은 암컷을 유혹하기 위한 구애 활동이며, 이 울음소리를 내는 데도 많은 에너지가 소모됩니다. 성충이 된 매미는 땅 위에서 먹이를 적극적으로 섭취하지 않고, 오로지 후세에 자신의 유전자를 남기는 데 모든 것을 쏟아붓는 것이죠. 짝짓기를 마친 암컷은 나무껍질 속에 알을 낳고 생을 마감하며, 수컷 역시 짝을 찾기 위한 활동을 마치면 죽게 됩니다.두번째는 천적을 피해서 번식하기 위함입니다.매미의 긴 유충 시기는 천적으로부터 안전하게 숨어 지내기 위한 전략이기도 합니다. 땅속에서 오랜 기간 동안 몸집을 키우고 안전하게 지내다가, 특정 시기가 되면 많은 수의 매미가 한꺼번에 땅 위로 올라오는 대발생을 일으킵니다. 이렇게 한꺼번에 많은 개체가 나타나면 천적이 모두를 잡아먹을 수 없어 결과적으로 살아남는 매미의 수가 늘어나게 됩니다. 특히 북미의 주기매미는 13년이나 17년처럼 소수 주기로 나타나는데, 이는 천적의 생애 주기와 겹치지 않아 포식의 위험을 줄이는 효과적인 종족 보존 전략이기도 하죠.결론적으로 최대한 종족을 보존하는 효율적인 전략을 택한 것이라 할 수 있는 것입니다.

실제로 사람이 지나간다고 해서 더 크게 우는 경우는 많지 않습니다.매미는 보통 나뭇잎 뒤나 나무줄기에 붙어 있고 사람이 나무 밑을 지나갈 때, 매미가 울고 있는 바로 아래를 지나게 되므로 소리가 가장 직접적으로 크게 들릴 수 있습니다.다만, 매미는 시각이 발달했지만, 작은 움직임에도 민감하게 반응합니다. 사람이 가까이 다가오는 것을 위협으로 인식하고 더 경계하는 차원에서 소리를 키울 수도 있습니다. 하지만 이는 사람에게 직접적인 위협을 가하려는 의도는 아닙니다.물론 말씀하신 것처럼 위험을 감지하고 날아서 도망갈 수 있지만, 울음소리를 내는 것 또한 자신의 위치를 알리고 위협에 반응하는 하나의 방식이기도 합니다. 이는 짧은 성충 시기를 최대한 활용해 짝짓기 성공 확률을 높이는 것이 매미에게는 가장 중요한 생존 전략이기 때문입니다.

쥐를 사냥하는 능력에 있어 뱀이 식육목 포유류보다 유리한 점은 열 감지 능력입니다.식육목 포유류는 주로 시각, 청각, 후각에 의존하여 쥐를 찾아내지만, 뱀은 열을 감지할 수 있어 굴이나 틈새, 혹은 어두운 곳에서도 쥐의 체온을 감지하여 위치를 파악할 수 있습니다. 반면, 식육목 포유류는 후각에 의존하더라도 쥐가 숨어 있는 장소에 다양한 냄새가 섞인다면 위치를 특정하기 어려운 경우가 많고, 시각이나 청각에 의존할 경우 쥐가 완전히 숨어 버리면 찾기가 어렵습니다.게다가 뱀은 변온동물로, 포유류보다 에너지 소비가 훨씬 적습니다.따라서 쥐를 사냥할 때 장시간 매복하며, 쥐가 나타나기를 기다리는 동안에도 체온 유지를 위해 에너지를 많이 소모하지 않습니다. 이는 사냥꾼으로서의 큰 장점이기도 합니다.