갯벌은 왜 생태학적으로 그렇게 중요한 가치를 갖나요?
말씀하신 것처럼 겉으로 보기에는 평범한 진흙밭 같지만, 갯벌은 생태계의 보물창고입니다.먼저 갯벌 속 미세조류와 저서생물 덕분에 단위 면적당 생물 생산력이 숲보다 높습니다.또한 수많은 어패류가 알을 낳고 자라는 연안 생물들의 보금자리 역할을 하며, 말씀하신 서해안 갯벌의 경우 시베리아와 호주를 오가는 다양한 철새들의 필수 휴게소이기도 합니다.그리고 육지에서 밀려오는 오염물질을 미생물과 생물들이 정화하는 정화소이고, 대기 중의 탄소를 흡수해 땅속에 저장하는 블루카본 공급원이며, 태풍이나 해일이 밀려올 때는 파도의 힘을 줄여주는 방파제 역할도 합니다.이러한 독보적인 생물다양성과 가치를 인정받아 유네스코 세계자연유산에 등재된 것이고, 결국 갯벌은 육지와 바다를 연결하며 지구의 생명력을 유지하는 핵심 시스템인 셈입니다.
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DNA 검사로 조상의 유래나 질병 위험까지 어떻게 알 수 있나요?
DNA 검사는 침이나 혈액 속 유전자를 추출해 사람마다 다른 0.1%의 유전적 변이를 해독해서 기존의 데이터와 비교하는 방식으로 진행됩니다.조상의 기원은 전 세계 집단별 고유한 유전자 패턴 데이터베이스와 대조해 지역적 비율을 통계로 계산합니다.직계 조상은 어머니에게 받는 미토콘드리아 DNA(모계)와 아버지에게 받는 Y염색체(부계)로 이동 경로를 추적하는 방식입니다.또 BRCA 유전자처럼 특정 단일 유전자의 돌연변이 여부를 확인해 발병 위험을 찾고, 수만 개의 유전자 변이 점수를 합산한 다유전자 위험 점수(PRS)로 당뇨나 심질환 등의 만성 질환의 상대적 위험도를 산출하게 됩니다.다만, 유전자 결과는 확정된 미래가 아닌 타고난 체질과 확률을 나타내기에 참고만 하시는게 좋습니다.
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독버섯 구분(확인)하는 방법 중에서
절대 절대 사실이 아닙니다.상당히 위험한 행동이고, 과학적 근거도 전혀 없습니다. 오히려 치명적인 중독 사고가 발생할 수 있습니다.먼저 피부 반응과 독성은 관련이 없습니다.아마트록신 같은 독버섯의 독소는 피부에 발진을 일으키지 않고, 먹은 후 간과 신장을 파괴해 죽게 만듭니다.게다가 접촉만으로 치명적인 버섯도 있습니다.대표적으로 붉은사슴뿔버섯 등은 피부에 닿는 것만으로도 심각한 피부염을 유발할 수 있어 고래님이 말씀하신 방법을 사용하시면 중독 증상이 발생합니다.또 이건 물어보시지 않았지만, 동물 반응도 다 다릅니다. 벌레나 달팽이가 먹은 흔적이 있더라도 사람에게는 치명적인 독버섯인 경우가 아주 많습니다.게다가 색이 무던하면 식용이다, 은수저가 변색되지 않으면 안전하다, 잘 찢어지면 식용이다 등은 모두 과학적 근거가 전혀 없는 아주 위험한 민간 요법입니다.솔직히 전문가도 야생 버섯의 경우 외관만으로 구분하기 매우 어렵습니다.그러니 야생에서 채취한 버섯은 절대 드시지 않는 것이 가장 안전하고, 말씀하신 방법은 절대 시도하시면 안됩니다.
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치아 재생 기술이 다시금 얘기가 나오던데여?
아마 말씀하신 것이 치아 재생 기술(USAG-1 항체 치료제)이 아닌가 싶습니다.원리는 어렵지 않습니다. 치아의 성장을 막는 USAG-1 단백질을 억제해 세 번째 치아 싹을 깨우는 방식이죠. 현재 동물실험 검증을 마치고 사람을 대상으로 하는 임상시험을 진행하고 있어 현실화 가능성이 있습니다. 특히 무에서 유를 만드는 방식이 아니라 인체가 가진 발생 신호를 이용하기 때문에 생물학적 개연성이 높습니다.현재로서는 2030년대 중반쯤이면 특정 상황의 환자를 대상으로 하는 치료제로 상용화될 확률은 높게 봅니다.다만, 현재 문제점도 여전히 나오고 있는데 특히 치아의 모양을 바르게 자라도록 하는 통제가 어렵고 다른 부위에 영향을 줘서 암을 유발할 가능성도 보고 있습니다.또 인간은 상어와 달리 잇몸 내 치아 싹 수가 한정되어 있어 무한 재생은 불가능합니다.
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소리로 물체를 파악하는 동물은 어느정도까지 정확하게 파악할 수 있나요?
박쥐와 돌고래는 초음파를 쏜 뒤 돌아오는 반사음을 분석해 어둠 속에서도 완벽한 3D지도를 그릴 수 있습니다.실제 소리가 돌아오는 시간 차이를 계산해 수 mm 오차로 거리를 알아낼 수 있고, 소리의 반사 강도를 이용해 3~4mm 크기의 작은 모기나 곤충까지 파악할 수 있습니다.게다가 소리의 주파수 변형을 감지해 사포의 미세한 거칠기 차이까지 구분합니다.또한 양쪽 귀에 도달하는 소리의 시차로 1도 안팎의 정밀한 위치를 잡습니다.단순히 장애물 회피 뿐만 아니라, 시각에 의존하지 않고도 물체의 미세한 정보까지 명확히 판단할 수 있는 것입니다.
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식물 뿌리는 어떻게 물이 있는 방향을 찾아서 자라나요?
식물이 눈을 가진 것은 아니지만, 뿌리 끝의 뿌리 골무 조직은 흙 속 수분 농도를 상당히 정확히 감지할 수 있습니다.그래서 이를 바탕으로 자극이 발생하고, 식물의 성장 호르몬인 옥신을 통해 뿌리가 뻗어가게 됩니다.그런데, 뿌리에서는 특이하게 옥신 농도가 높은 쪽의 세포 성장이 억제되는 성질이 있어 수분 차이가 생기면 옥신은 물이 부족하고 건조한 쪽으로 집중 이동합니다.그 결과, 옥신이 적은 수분이 많은 쪽 세포는 빠르게 길어지고, 옥신이 많은 건조한 쪽은 성장이 멈추게 되죠.결국 양쪽의 성장 속도가 달라지면서 뿌리는 자연스럽게 물이 있는 방향으로 꺾여 자라게 되는 것입니다.심지어 뿌리는 아래로 자라려는 중력 반응보다 물을 찾는 굴수성을 우선하여 자라기도 하는데, 결국 뿌리는 물을 감지하는 능력과 호르몬 조절을 통해 물을 찾아 뻗어 나가는 것입니다.
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백신을 맞으면 우리 몸이 해당 질병에 걸리지 않거나 약하게 앓는 이유를 면역 체계의 항원과 항체 반응을 통하여 구체적으로 설명해 주세요.
백신은 독성을 없애거나 약화시킨 바이러스나 세균의 일부인 항원을 주입해 면역 체계를 미리 훈련시키는 것입니다.주입된 항원을 인식한 면역세포(B세포)는 이에 딱 맞는 맞춤형 항체를 만들어 내며 결합 반응을 일으킵니다. 이 과정에서 일부 면역세포는 항원의 정보를 기억하는 '기억 세포'로 변형되어 남아 있게 됩니다.이후 진짜 병원체가 침입하면, 기억 세포가 이를 즉시 알아채고 2차 면역 반응을 일으킵니다.이때 항체는 처음 접했을 때보다 훨씬 빠르게, 그리고 폭발적으로 대량 생산되는데, 대량으로 생성된 항체는 병원체 표면에 결합하여 세포 침투를 막고, 빠르게 무력화합니다.또한 기억 T세포는 이미 감염된 세포를 빠르게 찾아내 파괴함으로써 바이러스의 증식을 막습니다.결과적으로 병원체가 체내에서 세력을 넓히기 전에 퇴치되어 질병에 걸리지 않게 하는 것입니다.설령 감염되더라도 바이러스 증식량이 크게 줄어 중증으로 악화되지 않고, 조금 앓고 금방 회복하게 되죠.
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식물은 정말 다른 식물에게 위험 신호를 보낼 수 있나요?
실제 식물은 공기와 땅속 통로를 통해 주변 식물에게 위험 신호를 보낼 수 있습니다.만일 애벌레나 초식동물에게 공격받는다면 식물은 휘발성 유기화합물(VOCs)을 공기 중으로 배출합니다. 그럼 이 신호를 감지한 주변 식물들은 독성 물질을 만들거나 잎을 억세게 바꿔 공격에 대비하죠.또 일부 화학 신호는 애벌레의 천적을 끌어들여 해충을 퇴치하기도 합니다.그리고 뿌리에 연결된 곰팡이 균사망인 '우드 와이드 웹'을 통해서도 소통하기도 합니다.예를 들어 병충해나 가뭄을 겪으면 화학/전기 신호가 땅속 균사망을 타고 옆 식물의 뿌리로 직접 흘러가는 방식이죠.다만, 이런 소통은 의도적인 대화라기보다, 식물이 스스로를 보호하기 위해 뿜어낸 신호를 주변 식물이 감지하여 이용하는 현상이라 할 수 있습니다.
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밝은 곳에서 어두운 곳으로 갑자기 들어갔을 때 처음엔 안 보이다가 앞이 보이는 암순응 현상의 이유를 망막 시세포 변화로 설명해 주세요.
암순은 현상은 망막 시세포의 교체와 반응 과정 때문입니다.망막에는 밝은 곳을 담당하는 원추세포와 어두운 곳을 담당하는 간상세포가 있습니다.그리고 간상세포 안에는 빛에 상당히 민감하게 반응하는 로돕신이라는 시물질이 존재하는데, 밝은 곳에 있을 때는 빛이 강해 간상세포의 로돕신이 모두 분해되어 버립니다.하지만, 어두운 곳으로 들어가는 순간 밝은 곳 전용인 원추세포가 활동을 멈추게 되지만, 간상세포도 분해된 로돕신이 없어 바로 작동하지 못하므로 순간적으로 아무것도 안 보이게 되는 것입니다.그래서 어둠 속에서 시간이 지나면 분해되었던 로돕신이 점차 재합성되기 시작하고 로돕신이 충분히 생성됨에 따라 간상세포가 점점 작은 빛도 감지하며 활성화되게 됩니다.이렇게 보통 10~30분 정도 지나 로돕신 재합성이 완료되면 어둠 속에서도 사물의 윤곽이 보이게 됩니다.참고로 이 로돕신을 재합성하는 핵심 재료가 바로 비타민A이기에 비타민A가 부족하면 로돕신 합성이 늦어져 어두운 곳에서 잘 보이지 않는 야맹증이 생기는 것입니다.
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식물은 온도가 오르는 걸 어떻게 감지해서 개화 시기를 조절하나요?
식물은 신경계 대신 피토크롬B(phyB)와 ELF3 같은 단백질을 '분자 온도계'로 사용합니다.빛을 흡수해 활성화된 비토크롬B단백질은 온도가 올라갈수록 원래 상태로 되돌아가는 속도가 빨라집니다.그래서 온도가 상승해 피토크롬B가 비활성화되면, 억제되어 있던 PIF4 전사 인자가 풀려나 개화 유전자를 작동시킵니다.또 일주기 시계를 조절하는 ELF3 단백질은 따뜻해지면 서로 응집해 뭉치면서 개화 억제 기능을 잃습니다.그리고 온도 센서들이 봄을 감지하면 잎에서 개화 호르몬인 FT단백질이 합성되고, FT단백질이 체관을 타고 줄기 끝 분열조직으로 이동하여 잎 대신 꽃을 만들도록 명령합니다.그리고 식물은 상승한 온도뿐만 아니라 길어진 낮 시간인 광주기을 함께 측정하는데, 겨울이 지난 후, 적절한 온도와 낮 길이가 맞아떨어지는 순간 일제히 개화하는 것입니다.
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