답변 내역

과학계에서 인간 뇌의 기억 용량은 대략 1~2.5페타바이트(PB, 약 1,000~2,500TB)로 추정하고 있습니다.이는 HD급 동영상을 300년 이상 연속으로 기록할 수 있는 양입니다.성인의 뇌에는 약 860억 개의 뉴런과 100조 개 이상의 시냅스가 복잡하게 연결되어 있으며, 연구에 따르면 개별 시냅스는 26단계의 크기 상태를 지녀 시냅스당 약 4.7비트의 정보를 담을 수 있습니다.이를 활성 상태 조합과 가중치 분산을 고려할 때 실질적인 정보 용량 상한선은 대략 1.5~2.5PB로 보는 것이죠.그리고 뇌는 데이터를 디지털의 0과 1이 아니라 시냅스 간의 연결 강도로 저장하는데, 컴퓨터처럼 특정 위치에 파일 형태로 저장하지 않고, 뇌 전체의 신경망 패턴으로 분산시켜 저장합니다.또 물리적인 세포 수가 한정되어 있어 이론상 용량 한계는 존재합니다.하지만 80년 평생 뇌가 받아들이는 정보의 양은 이 한계치의 10%도 채우지 못합니다.즉, 뇌가 용량 초과로 꽉 차서 기억을 못 넣는 일은 벌어지지 않으며, 기억이 안 나는 이유는 저장 공간 부족이 아니라 인출 경로의 약화 때문이죠.

먼저 자연선택은 목적이나 의도 없이 무작위적 변이와 환경의 수동적 선별로 작동합니다.같은 종이라도 그 안에서 개체들은 저마다 조금씩 다른 형질을 가지고 태어납니다.그리고 생물은 한정된 자원에 비해 항상 더 많은 자손을 낳아 생존 경쟁이 일어납니다. 이때 주어진 환경에 조금이라도 유용한 형질을 가진 개체가 더 쉽게 살아남는 것입니다.그래서 생존한 개체는 살아남지 못한 개체보다 더 많은 자손을 남길 기회를 얻게 되고, 이 과정에서 유리한 형질을 만드는 유전자가 다음 세대로 더 많이 전달되는 것입니다.즉, 생물이 스스로 형질을 바꾸는 것이 아니라, 환경에 안 맞는 형질이 도태될 뿐이며, 수많은 세대가 반복되면서 집단 전체에서 유리한 형질의 비율이 계속 늘어나게 되는 것입니다.이처럼 선택은 능동적 행위가 아니라, 결과적으로 유리한 형질만 남는 자연 현상이며, 결국 무작위적인 차이와 단순한 누적만으로도 생물은 환경에 맞게 점진적으로 진화하는 것입니다.

뱀은 약 1억 5천만 년 전, 이구아나 조상은 약 1억 6천만~2억 년 전, 카멜레온 조상은 약 6천만 년 전에 등장했습니다.그리고 뱀 약 4,000종, 이구아나 약 40~50종(하지만 넓은 의미의 이구아나류라면 1,000종 이상입니다.), 카멜레온 약 200종이 존재합니다.또 우리나라에 자생 이구아나나 카멜레온은 없으며, 뱀은 살무사와 구렁이, 유혈목이 등 육상 및 해양을 포함 16~19종이 서식합니다.뱀은 100% 육식성이며, 수명은 소형 10~15년, 대형 20~30년 이상입니다.반면 이구아나는 주로 초식성이며, 수명은 평균 10~20년이죠.마지막으로 카멜레온은 주로 충식성이며, 수명은 2~8년(그래도 대형 종 최대 10년 이상)으로 비교적 짧은 편입니다.

놀람이나 공포를 느끼면 뇌의 편도체가 즉각 비상 경보를 발령하며, 교감신경계를 통해 부신 수질에서 아드레날린과 노르아드레날린을 분출하게 됩니다.이 반응은 인류가 생존을 위해 발달시킨 투쟁-도피 반응으로, 몸 전체를 순간적인 최고 성능 모드로 바꾸게 됩니다.먼저 아드레날린 분출로 심장이 빠르게 뛰고 혈압이 상승하여 산소와 영양분을 근육으로 빠르게 전달하고, 기관지가 확장되어 체내 산소 수용량도 대폭 늘어나게 됩니다.특히 당장 생존에 불필요한 위장관, 피부, 소화기계의 혈관은 수축시키고, 골격근과 뇌, 심장으로 가는 혈류량을 크게 늘리는데, 롤러코스터를 탈 때 배 속이 찌릿하고 손발이 차가워지는 현상이 바로 이 때문이죠.또 간에 저장되어 있던 글리코겐을 포도당으로 급격히 분해해 빠르게 사용할 수 있는 에너지를 만듭니다.이후 상황이 정리되고 위험이 사라지면 부교감신경계가 활성화되면서 호흡과 심박수가 떨어지고 몸은 다시 평온한 상태로 돌아가게 되는 것입니다.

식물을 거꾸로 매달아 재배하면 생리학적 반응과 물리적 한계로 인해 성장 형태와 수확량에 확실 변화가 일어납니다.먼저 식물 호르몬인 옥신은 중력 방향으로 이동하여 줄기 아래쪽에 쌓이는데, 이 과정에서 아래쪽 세포가 더 빨리 자라면서 줄기가 중력을 꺾고 하늘을 향해 굽어 올라가는 현상이 발생합니다.그리고 이 과정에서 식물이 에너지와 에너지를 과도하게 소모하게 되죠.또한 토마토나 과일나무는 열매가 맺히면 무게 중심이 아래로 쏠립니다.하지만, 거꾸로 뻗으려는 줄기와 위로 솟으려는 줄기가 충돌하면서 줄기가 꺾이거나 부러지기 쉽습니다.그리고 열매의 무게를 견디는 힘이 약해져 일반 재배 대비 수확량과 과실 크기가 줄어드는 경향이 있습니다.그래도 물과 영양분은 증산작용과 뿌리압으로 이동하므로 위아래가 바뀌어도 관수만 잘 된다면 수송 자체는 가능합니다.다만, 공중에 떠 있는 화분 특성상 흙이 빠르게 건조해져 물 부족 스트레스를 받기 쉽습니다.

결론적으로 현실적으로 불가능합니다.다만, 다른 동물의 유전자를 주입해 특성을 갖게 하는 이종 간 유전자 삽입은 이미 성공한 기술이긴 합니다.대표적으로 거미 유전자를 염소에 넣어 젖에서 거미줄 단백질을 뽑아내는 거미 염소가 있습니다.하지만 다 자란 성인의 수십조 개 세포 DNA를 한순간에 동시에 바꾸는 것은 불가능합니다.또 동물의 능력을 쓰려면 유전자뿐만 아니라 실을 뽑는 기관이 새로 생겨야 하고, 갑자기 골격과 근육이 커지는 변신은 생명체의 에너지 대사 법칙에도 크게 어긋나는 현상이죠.따라서 유전자를 바꾼다고 해도 영화처럼 실시간으로 신체 형태가 변하는 일은 일어날 수 없는 것입니다.그럼에도 일말의 가능성이 있다면, 성인이 아닌 수정란 단계에서 유전자를 조작하여 태어나는 방식입니다.결론적으로 영화 속 실시간 변신 히어로는 불가능하지만, 특수 유전자를 가진 인간은 미래에는 가능 할 수도 있습니다.

먼저 바이러스에 감염되면 면역 세포가 항체를 만들고 정보를 기억해 획득 면역이 생깁니다.하지만, A형 독감과 코로나는 변이가 잦아 기존 면역이 새 변이 바이러스를 막지 못하는 것입니다.또한 감염 후 생성된 항체는 3~6개월이 지나면 농도가 점차 감소하는데, 변이 바이러스 침입과 항체 감소가 맞물려 같은 병에 다시 걸리게 되는 것입니다.그래서 면역의 진짜 역할은 완벽한 예방보다는, 재감염이 발생하면 중증으로 악화하는 것을 막는 것입니다.즉, 한번 겪으면 완벽한 무적이 되는 것이 아니라, 덜 아프게 넘어가도록 몸이 학습하는 것입니다.

조상이 전혀 다른 생물이 비슷한 외형으로 진화하는 현상을 수렴진화라고 하는데, 이는 환경이 진화에 미치는 절대적 영향력을 보여주는 대표적 사례입니다.물은 공기보다 저항이 800배 강해, 수중 생존에는 유선형 몸매가 필수적이며, 자연선택 과정에서 저항을 적게 받는 유선형 체형을 가진 개체들만 살아남았습니다.결국 서식지 환경이 제시한 물리적 문제에 두 생물이 같은 정답을 찾은 것입니다.하지만 겉모습과 달리 뼈대와 생리적 구조는 조상의 유전 형질을 그대로 유지합니다.그래서 상어는 꼬리를 좌우로 흔들지만, 돌고래는 포유류의 척추 구조 때문에 위아래로 움직이고, 상어는 아가미로 호흡하고, 돌고래는 수면 위로 올라와 폐로 호흡하는 것입니다.

고래는 깊은 수심에서 오랜 시간 잠수를 하기 위해 다양한 생리적 적응을 거쳤습니다.근육 속 마이오글로빈 농도가 높아 근육 자체를 대용량 산소 탱크로 활용하고, 마이오글로빈 표면에 양전하를 띠어 고농도에서도 단백질이 엉키지 않습니다.또한 잠수 시 심장 박동수가 급격히 줄어들어 산소 소비를 최소화하는데, 뇌와 심장 등 필수 기관으로만 혈류를 보내고 내장과 근육 혈관은 축소하는 것입니다.그리고 단 한 번의 호흡으로 폐 공기의 80~90%를 빠르게 교환합니다.사람과 비교했을 때 사람은 산소의 50% 이상을 폐에 의존하지만, 고래는 80% 이상을 근육과 혈액에 저장합니다. 또 사람은 체중의 7%가 혈액이지만 고래는 10~20%로 헤모글로빈 양이 훨씬 많습니다.

가장 큰 이유는 하나의 조상에서 유래한 생물이 환경에 맞춰 어떻게 다르게 진화될 수 있는가를 보여주는 가장 완벽한 증거였기 때문입니다.사실 다윈이 비글호 항해 당시 섬에서 바로 진화론을 깨달았던 것은 아닙니다.영국으로 돌아와 조류학자 존 굴드와 함께 채집해 온 표본들을 분석하는 과정에서, 서로 완전히 다른 새인 줄 알았던 개체들이 모두 핀치라는 하나의 공통 과에 속한다는 사실을 뒤늦게 알게 된 것이죠.남아메리카 대륙에서 건너온 하나의 핀치새 조상 종이 갈라파고스의 여러 섬으로 흩어졌는데, 각 섬은 격리된 환경이었고, 구할 수 있는 먹이의 종류도 섬마다 달랐습니다.그 결과 단단한 씨앗을 깨먹어야 하는 섬에서는 두껍고 힘센 부리를 가진 핀치가 살아남았고, 좁은 틈의 곤충이나 선인장을 먹어야 하는 섬에서는 길고 뾰족한 부리를 가진 핀치가 생존에 유리했습니다.즉, 신이 처음부터 각 환경에 맞게 새들을 따로 창조한 것이 아니라, 공통 조상을 가진 생물이 환경 적응 과정을 거치면서 서로 다른 종으로 갈라졌다는 자연선택설의 강한 근거가 된 것입니다.