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고생대와 중생대를 나누는 기준이 무엇이며 각각의 기후나 환경이 어떻게 달랐나요?
고생대와 중생대를 나누는 가장 큰 기준은 바로 대규모 생물 대멸종입니다.좀 더 자세히 말씀드리면 약 5억 4100만 년 전 ~ 2억 5200만 년 전의 고생대와 약 2억 5200만 년 전 ~ 6600만 년 전의 중생대를 나누는 경계는 지구 역사상 가장 큰 대멸종으로 알려진 페름기-트라이아스기 대멸종입니다. 이 대멸종으로 인해 지구상의 해양 생물 종의 약 90% 이상, 육상 척추동물 속의 약 70%가 사라졌습니다. 이 엄청난 생물학적 변화가 두 시대를 구분 짓는 결정적인 기준이 되는 것입니다.그리고 고생대 초기인 캄브리아기~오르도비스기는 전반적으로 온난하고 습윤한 기후가 지배적이었습니다. 대륙 주변에는 따뜻하고 얕은 바다가 형성되어 다양한 생물이 번성했습니다. 중기인 실루리아기~데본기에는 대륙들이 서서히 합쳐지기 시작하면서 초대륙 판게아의 형성이 시작되었습니다. 기후는 대체로 온난했으며, 육상 식물이 크게 발전하고 어류가 번성하기 시작했습니다. 후기의 석탄기에는 유럽과 북아메리카 대륙에서는 열대 및 아열대성의 습윤한 기후가 우세하여 거대한 식물들이 자라 넓은 늪지대가 형성되었습니다. 이 식물들이 훗날 석탄이 됩니다. 하지만 남반구의 곤드와나 대륙에서는 빙하가 발달하는 한랭한 기후도 나타났습니다. 페름기에는 판게아가 거의 완성되면서 대륙 내부에는 건조한 기후가 지배적이었습니다. 대멸종 직전에는 매우 건조하고 불안정한 기후가 나타났습니다.반면 중생대는 고생대나 신생대에 비해 전체적으로 훨씬 온난한 기후를 보였습니다. 극지방에도 얼음이 거의 없어 빙하가 존재하지 않았으며, 적도와 극지방의 온도 차이도 지금보다 작았습니다.물론 초기 트라이아스기에는 초대륙 판게아가 존재했던 시기로, 건조하고 온난한 기후가 특징이었습니다. 사막이 넓게 발달했습니다. 하지만, 중기인 쥐라기 때는 판게아가 남북으로 분리되기 시작하면서 대서양이 형성되기 시작했습니다. 전반적으로 온난하고 습윤한 기후가 이어졌으며, 다양한 공룡들이 번성했습니다. 그리고 후기인 백악기에는 대륙 분리가 더욱 활발해지고 해수면이 상승하면서 전 세계적으로 따뜻한 바다가 넓게 분포했습니다. 백악기 초중반까지는 온난하고 습윤한 기후가 지속되다가, 말기에는 점차 한랭해지는 경향을 보이며 계절성 변화가 나타나기 시작했고 중생대 말에 발생한 운석 충돌 등의 사건으로 인해 대규모 대멸종이 발생하며 신생대로 전환되게 됩니다.
학문 / 생물·생명
25.06.02
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지금 시점이 신생대인 배경과 정확히 무엇을 기준으로 신생대라고 하나요?
현재 신생대는 약 6,600만 년 전 백악기 말 대멸종 이후부터 현재까지 이어지는 지질시대를 말합니다.신생대의 가장 큰 특징이라면 생물군 중 포유류가 크게 번성했다는 것입니다. 중생대 말 대멸종으로 공룡이 사라지면서 비어있는 생태학적 지위를 포유류가 차지하게 되는데, 초기에는 작고 단순한 포유류들이었지만, 빠른 속도로 진화하여 육상, 해상, 공중으로 퍼져나가 다양하게 번성했습니다.그리고 조류와 속씨식물의 발전이 크게 일어났으며, 지각적으로는 신생대 동안 대륙들은 현재와 유사한 형태로 이동하고 자리 잡았습니다.그리고 지질 시대를 분류하는 주요 기준은 화석의 산출 상태, 즉 생물의 급격한 변화와 지각 변동, 즉 대륙 이동 및 조산 운동을 기준으로 분류하게 됩니다.
학문 / 생물·생명
25.06.02
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만약 사람이 음속 이상의 속도로 달릴 수 있다면 뇌의 사고력은 음속 이상의 속도를 감당할 수 있나요?
결론부터 말씀드리면 뇌의 사고력은 음속의 속도를 감당하기 어렵습니다.우리의 뇌는 시각, 청각, 촉각 등 오감을 통해 정보를 받아들이고 처리하는 데 일정 시간이 필요합니다. 아무리 짧은 시간이라도 이 과정은 무시할 수 없기에 음속 이상의 속도로 움직인다면 분명 문제가 생깁니다.예를 들어 눈앞의 풍경이 너무나 빠르게 스쳐 지나가 뇌가 제대로 된 이미지를 형성하기 어려워 집니다. 마치 매우 빠르게 필름을 넘기는 것처럼 모든 것이 흐릿하고 왜곡되어 보일 수 있는 것입니다. 또한 위험한 상황에 직면했을 때 뇌가 이를 인지하고 신체에 회피 명령을 내리는 데 필요한 시간보다 이미 그 위험을 지나쳐버릴 가능성이 큽니다. 다시 말해 눈앞에 장애물이 나타나도 뇌가 피하라는 명령을 내리기도 전에 이미 충돌하게 됩니다.또한 뇌가 아무리 빠르게 명령을 내린다고 해도, 근육과 신경이 그 명령을 수행하는 데 걸리는 물리적인 시간이 존재합니다. 음속의 속도라면, 뇌가 명령을 내린 시점과 신체가 실제로 반응하는 시점 사이에 이미 엄청난 차이가 발생하게 되고 이는 실질적인 제어 불능 상태를 초래할 수 있습니다.게다가 음속 이상의 속도로 움직이면 뇌로 들어오는 정보의 양이 엄청나게 많아지게 됩니다. 주변 환경의 변화, 공기의 저항, 미세한 진동 등 모든 것이 엄청난 속도로 뇌에 입력될 텐데, 뇌는 이 모든 정보를 동시에 처리하고 의미 있는 판단을 내리기가 불가능합니다. 즉, 뇌는 과부하 상태에 빠져 아무런 정보도 제대로 처리하지 못하게 될 가능성이 높습니다.
학문 / 생물·생명
25.06.02
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유전자 치료는 유전자 자체를 변형해 질병을 고치는 획기적인 방식이라는데요?
유전자 치료는 질병의 근본 원인이 되는 유전적 결함을 직접 수정하거나 보완하여 질병을 치료하는 방식입니다.크게 유전자를 추가하거나 편집하거나, 발현을 조절하는 방식으로 이뤄집니다.유전자를 추가하는 방식의 경우, 특정 질병은 몸에 필요한 단백질을 만들지 못하게 하는 유전자 돌연변이 때문에 발생하게 되는데, 유전자 치료는 이러한 결핍된 유전자 또는 결함이 있는 유전자를 대신하여 정상 기능을 하는 새로운 유전자를 환자의 세포에 삽입하는 방식입니다. 예를 들어 척수성 근위축증의 경우, SMA1 유전자의 돌연변이로 인해 필요한 단백질이 제대로 생성되지 않아 발생하는데, 유전자 치료는 정상적인 SMA1 유전자를 환자에게 주입하여 이 단백질의 생성을 복원시키는 것입니다. 그리고 유전자 편집의 경우 질병을 유발하는 특정 유전자의 돌연변이 부위를 직접 잘라내거나, 정상적인 염기 서열로 교체하여 유전자의 기능을 복원시키는 방법입니다. 이는 유전자의 염기 서열을 영구적으로 수정하는 방식입니다.최근 널리 알려진 유전자 가위(CRISPR/Cas9) 기술이 대표적입니다. CRISPR/Cas9은 특정 DNA 서열을 인식하고 잘라내는 효소(Cas9)와, 원하는 유전자 부위로 Cas9을 안내하는 가이드 RNA로 구성되어 있습니다. 이를 통해 질병을 유발하는 유전자를 정밀하게 편집하거나 삽입할 수 있는 것입니다.마지막으로 유전자 발현 조절의 경우 질병을 유발하는 특정 유전자의 과도한 발현을 억제하거나, 반대로 필요한 유전자의 발현을 증가시키는 방법입니다.예를 들어 특정 암의 경우, 암세포의 성장을 촉진하는 유전자의 발현을 억제하거나, 암세포를 죽이는 유전자의 발현을 증가시키는 방식으로 치료를 시도할 수 있는데, 이를 응용하여 RNA 간섭(RNAi) 기술을 이용하여 질병 유발 유전자의 발현을 억제하는 방식도 있죠.
학문 / 생물·생명
25.06.02
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속씨식물과 겉씨식물의 차이가 무엇이며 특징을 비교해서 알고 싶습니다.
속씨식물과 겉씨식물은 그 이름처럼 가장 큰 차이가 씨를 감싸고 있는 씨방의 유무입니다.속씨식물은 우리가 주변에서 흔히 볼 수 있는 대부분의 식물에 해당합니다.씨가 씨방이라는 주머니에 싸여 있어 겉으로 드러나지 않으며, 이 씨방은 나중에 열매로 발달하게 됩니다. 그리고 대부분 뚜렷한 꽃잎, 꽃받침을 가진 꽃을 피우며, 꽃은 곤충이나 동물, 바람 등 다양한 매개체를 통해 수분됩니다. 특히 중복 수정이라는 독특한 수정 방식을 가지는데, 하나의 정핵은 난세포와 수정하여 배를 만들고, 다른 하나의 정핵은 극핵과 수정하여 배젖을 만듭니다. 이 배젖은 배가 자라는 데 필요한 양분을 공급하게 되죠.또한 떡잎의 수에 따라 외떡잎식물과 쌍떡잎식물로 나뉘고, 내부적으로 물관과 체관이 발달하여 물과 양분 이동이 효율적으로 이뤄지는 편입니다.반면 겉씨식물은 씨방이 없어 씨가 겉으로 드러나는 식물을 말합니다.즉, 씨가 씨방에 싸여 있지 않고 밑씨가 겉으로 노출되어 있어 열매를 맺지 않습니다. 그리고 겉씨식물은 보통 우리가 알고 있는 화려한 꽃잎을 가진 꽃을 피우지 않으며 암꽃과 수꽃이 따로 피어 주로 바람에 의해 수분이 이루어집니다. 특히 중복 수정을 하지 않고, 정핵이 난세포와 결합하는 단일 수정을 하고 배젖은 수정 전에 형성됩니다.또한 종에 따라 떡잎의 수가 여러 개인 경우가 많고 내부적으로 물관 대신 헛물관이 있거나 물관이 없는 등 속씨식물보다 원시적인 관다발 구조를 가진 경우가 많습니다.
학문 / 생물·생명
25.06.02
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판게아가 등장하고나서 어떻게 중생대까지 변모했고 이과정에서 생물은 어떻게 변화를 맞이하나요?
판게아는 중생대 초기에도 하나의 거대한 덩어리였지만, 트라이아스기 후기부터 서서히 분열하기 시작했습니다.트라이아스기 후기부터 쥐라기 초기인 약 1억 7500만 년 전 판게아는 크게 북쪽의 로라시아와 남쪽의 곤드와나로 나뉘기 시작했고, 이 두 대륙 사이에는 넓은 테치스 해가 형성되었습니다.로라시아는 현재의 북아메리카, 유럽, 아시아의 대부분이 포함되어 있고, 곤드와나는 현재의 남아메리카, 아프리카, 인도, 호주, 남극을 포함합니다.그리고 약 1억 7천만 년 전 이후 로라시아와 곤드와나는 계속해서 분리되어 로라시아와 곤드와나 사이에서 대서양이 형성되기 시작했고 곤드와나에서 분리된 인도 대륙은 북쪽으로 빠르게 이동하기 시작했습니다.백악기에는 대륙의 분리가 더욱 가속화되어 현재와 유사한 대륙의 윤곽이 드러나기 시작했습니다. 이 시기에 대륙의 이동으로 인해 활발한 조산 운동이 일어나기도 했습니다.판게아의 형성 및 분열은 지구의 기후와 환경을 크게 변화시켰고, 이는 생물 다양성 및 진화에도 영향일 미쳤습니다.판게아 형성 시기인 고생대 말 모든 대륙이 하나로 뭉쳐지면서 해안선이 줄어들고 대륙 내부가 건조해지는 사막 기후가 광범위하게 나타났습니다. 이는 생물의 서식지를 크게 줄어들게 되어 고생대 말 페름기 대멸종의 주요 원인 중 하나가 되었습니다. 당시 생물 종의 95% 이상이 멸종하는 대규모 사건이었습니다.그리고 판게아 분열 시기인 중생대에는 대륙이 분리되면서 해안선이 길어지고, 얕은 바다인 대륙붕의 면적이 늘어났습니다. 이는 해양 생물에게 새로운 서식지가 되어 생물 다양성 증가에 결정적인 이유가 되었습니다. 게다가 기후가 온난화되었고, 새로운 해류가 생성되며 생태계 전반에 걸친 영향을 미치게 되었죠.
학문 / 생물·생명
25.06.02
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야생의 새는 더러운 물을 마셔도 괜찮나요?
야생에서 사는 새들은 우리 생각보다 오염된 물에 강한 내성을 가지고 있습니다.보통 새는 매우 빠른 신진대사를 가지고 있어 독소나 오염 물질을 비교적 빠르게 처리하고 배출할 수 있습니다. 또한 소화 시스템은 박테리아나 미생물에 대한 저항력이 강한 편인데, 특히 위산이 강해서 오염 물질을 효과적으로 분해할 수 있습니다.더욱이 야생 환경에서는 항상 깨끗한 물을 찾기 어렵습니다. 특히 도시 환경에서는 고여있는 물이 유일한 수원인 경우가 많아, 생존을 위해 오염된 물이라도 마실 수밖에 없는 상황에 놓이기도 하죠. 그래서 그러한 물을 어느정도 섭취할 수 있게 진화한 것입니다.
학문 / 생물·생명
25.06.02
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지구상에 생물이 살기 좋고 번식이 잘 되는 환경은 어떤 환경인가요?
생물마다 다르긴 하겠지만, 지구상에서 생물들이 가장 많이 번식하고 살기 좋은 환경은 보통 온화하고 습하며 영양분이 풍부한 지역입니다.좀 더 구체적으로 너무 덥거나 춥지 않은 온화한 기온은 대부분의 생물이 활동하고 번식하는 데 가장 적합한 환경이 됩니다. 극심한 기온 변화는 생명 활동에 큰 장애물이 될 수 있습니다. 또한 물은 모든 생명 활동의 필수 요소이기 때문에 액체 상태의 물이 풍부하게 공급되는 환경은 생물 다양성이 높고 번식률이 좋은 편입니다.그리고 식물이 자라기 좋은 영양분이 풍부한 토양은 생산자 생물이 번성할 수 있고, 이는 결국 소비자 생물들에게도 충분한 먹이를 제공하여 생태계 전반의 활력을 높이는 요인이 됩니다. 또한 광합성을 통해 에너지를 생산하는 식물에게 햇빛은 매우 중요하기에, 적절한 햇빛은 식물 성장을 촉진하고 이는 다시 다른 생물들의 먹이가 되는 것입니다.보통은 이러한 조건들이 충족되는 대표적인 지역은 열대 우림입니다.물론 어떤 환경이 가장 좋다고 단정하기는 어렵지만, 보통은 이런 요소들이 잘 갖춰진 곳일수록 더 많은 생물이 번성하고 번식할 가능성이 높다고 볼 수 있습니다.
학문 / 생물·생명
25.06.02
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민물장어 새끼를 아직도 어디서 낳는지 모르나요?
네, 민물장어의 산란 장소 역시 오랫동안 미스터리로 불리고 있습니다.민물에 살던 장어가 산란기가 되면 바다로 나가는데, 어디로 가서 알을 낳고 죽는지 알려지지 않았기 때문입니다.하지만 최근 연구를 통해 많은 것들이 알려졌는데, 현재는 태평양 마리아나 해구 근처 심해가 주요 산란 장소로 보고 있습니다. 특히 일본 연구팀의 오랜 노력으로 이 지역에서 뱀장어의 알과 초기 유생인 렙토세팔루스가 채집되면서 그 존재가 확인되었습니다.물론 완벽하게 모든 생태가 밝혀진 것은 아니지만, 과거에 비하면 산란 장소에 대한 정보는 상당히 구체화되어있는 상황입니다.
학문 / 생물·생명
25.06.01
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수달이 정말 뉴트리아를 제압해서 사냥할 수 있을까요?
수달이 뉴트리아를 사냥할 가능성은 충분히 있습니다.먼저 수달은 말씀하신대로 뛰어난 사냥기술을 가진 사냥꾼입니다. 특히 물속에서 엄청난 속도와 민첩성을 자랑하는데, 주로 물가에서 서식하고 활동하는 뉴트리아는 수달이 상당히 위협적인 존재가 될 수 있습니다.게다가 수달은 자신보다 큰 먹이를 제압할 수 있는 힘과 집요한 공격성을 가지고 있습니다. 그래서 어린 뉴트리아나 약해진 뉴트리아는 수달의 사냥 대상이 될 가능성이 높습니다.또한 수달 또한 자신의 영역을 지키려는 본능이 강한 동물인데, 생존 경쟁이 치열해질수록 수달이 뉴트리아를 단순한 먹이뿐 아니라 경쟁자로 인식하고 제거하려 할 수도 있습니다.물론, 뉴트리아도 강한 동물이고 수달과의 싸움에서 항상 수달이 이긴다고 단정할 수는 없고, 특히 성체 뉴트리아는 덩치가 커서 수달에게도 쉽지 않은 상대일 수 있습니다. 하지만 우포늪이나 낙동강과 같은 넓은 습지에 수달이 안정적으로 서식하며 개체 수가 늘어난다면, 뉴트리아의 개체수 조절에 상당한 영향을 미칠 것으로 예상됩니다.
학문 / 생물·생명
25.06.01
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