답변 내역

일벌이나 일개미가 생식 능력이 없음에도 불구하고 여왕과 새끼들을 위해 헌신하는 이유는 생물학적 관점으로 봐야 합니다. 사실 이러한 이타적인 행동은 단순히 개체의 생존과 번식이라는 관점으로는 설명하기 어려우며, 혈연선택 이론이라는 것이 가장 유력한 이론입니다. 이 이론에 따르면 개체가 자신과 유전적으로 가까운 개체를 돕는 행동이 유전자 전달의 관점에서 유리하다는 것입니다.일벌이나 일개미는 여왕과 유전적으로 매우 가깝습니다. 즉, 여왕의 새끼를 돌보는 것은 곧 자신의 유전자를 간접적으로 퍼뜨리는 행위가 되는 것입니다. 또한 개체의 적합도는 단순히 자신의 자손을 남기는 것뿐만 아니라, 유전자를 공유하는 다른 개체의 번식에도 기여하는 정도를 포함하는 포괄 적합도로 설명하기도 하는데 일벌이나 일개미는 직접 자손을 남기지 않지만, 여왕의 자손을 돌봄으로써 자신의 포괄 적합도를 높이는 방식이죠.꿀벌을 예시로 들면, 일벌은 여왕과 50%의 유전자를 공유합니다. 일벌이 스스로 알을 낳아 새끼를 기르면 자신의 유전자를 50%만 전달할 수 있지만, 여왕의 새끼를 돌보면 평균적으로 75%의 유전자를 간접적으로 전달할 수 있습니다. 즉, 일벌의 입장에서는 여왕의 새끼를 돌보는 것이 유전자 전달의 효율성 측면에서 더 유리한 것입니다.결론적으로, 일벌과 일개미의 이타적인 행동은 단순한 희생이 아니라, 유전자 전달이라는 생물학적 관점에서 볼 때 매우 합리적인 선택이 될 수 있으며 앞서 말씀드린 혈연선택 이론은 이러한 사회성 곤충들의 행동을 설명하는 데 가장 널리 인정받는 이론이기도 합니다.

결론부터 말씀드리면, 네, 미역은 수생식물이 아닙니다.말씀하신대로 많은 사람들이 미역을 포함한 해조류를 수생식물로 알고 있지만, 생물학적 분류상으로는 완전히 다른 생물입니다.먼저 식물 세포와 미역의 세포는 현미경으로 보면 확연한 차이를 보입니다. 미역은 식물 세포에 비해 더 복잡한 구조를 가지고 있으며, 식물의 기본적인 특징인 엽록체의 배열 방식도 다릅니다.특히 유전자 분석 결과, 미역은 식물보다는 오히려 짚신벌레와 같은 단세포 생물과 더 가까운 유전적 특징을 가지고 있습니다. 미역은 뿌리, 줄기, 잎의 구분이 뚜렷하지 않고, 꽃을 피우거나 열매를 맺지 않으며 식물이 광합성을 통해 스스로 양분을 만드는 것과 같이 미역도 광합성을 하지만, 그 과정이나 방식이 식물과는 전혀 다릅니다.그래서 미역은 '갈조류'라는 큰 분류군에 속하는 생물입니다. 갈조류는 바다에 살면서 광합성을 하는 생물들의 총칭으로, 미역 외에도 다시마, 톳 등이 여기에 속합니다. 이들은 식물과는 다르지만, 엽록체를 가지고 있어 스스로 양분을 만들 수 있다는 공통점이 있습니다.

유전자 조작과 유전자 편집은 모두 유전자를 변형하는 기술이지만, 그 방법과 정확도에는 차이가 있습니다.유전자 조작이란 생물체의 유전자에 다른 생물체의 유전자를 인위적으로 삽입하여 새로운 형질을 부여하는 기술입니다.보통 제한효소를 이용하여 DNA를 자르고, 연결효소를 이용하여 다른 생물체의 유전자를 붙이는 과정을 거치게 되는데, 정확도가 낮아 예측하지 못한 결과가 나타날 수 있지만 다양한 생물체의 유전자를 결합하여 새로운 형질을 만들 수 있습니다. 주로 농업 분야에서 작물의 생산성을 높이거나 병충해에 강한 품종을 개발하는 데 사용됩니다.유전자 편집이란 생물체의 특정 유전자를 정확하게 잘라내거나 교체하여 유전체를 변형하는 기술입니다.CRISPR-Cas9 같은 유전자 가위를 이용하여 목표 유전자를 정확하게 찾아내고 절단합니다. 세포가 손상된 DNA를 복구하는 과정에서 새로운 유전자를 삽입하거나 기존 유전자를 수정할 수 있는데, 정확도가 높아 원하는 부위만을 정교하게 편집할 수 있습니다.주로 다양한 질병의 치료나 새로운 품종 개발 등 폭넓은 분야에 활용될 가능성이 있지만, 의도하지 않은 부위가 편집되는 현상에 대한 우려도 있습니다.결론적으로, 유전자 조작은 다양한 생물체의 유전자를 섞어 새로운 형질을 만드는 기술이고, 유전자 편집은 특정 유전자를 정확하게 조작하는 기술입니다. 유전자 편집 기술은 유전자 조작 기술보다 정확도가 높고 다양한 분야에 활용될 가능성이 높은 기술입니다.

이미 질문을 하시며 예상을 하신 듯 하지만 새의 날갯짓 횟수는 종류, 크기, 비행 속도, 날씨 등 다양한 이유로 달라져서 정확히 '1분에 몇 번'이라고 단정하기는 어렵습니다. 비유하자면 자동차의 연비가 차종, 운전 습관, 도로 상태에 따라 달라지는 것과 비슷한 것입니다.그렇지만, 일반적으로 작은 새가 큰 새보다 더 빠르게 날갯짓을 합니다. 벌새처럼 작은 새들은 초당 50~80회 정도의 빠른 날갯짓을 하며, 매처럼 큰 새들은 상대적으로 매우 느리게 날갯짓을 합니다. 또한 비행 속도가 빠를수록 날갯짓 횟수가 많아집니다. 빠르게 날기 위해서는 더 많은 공기를 밀어내야 하므로 날갯짓 횟수가 증가하는 것이죠. 처음 언급을 드렸지만, 날씨 조건에 따라서도 달라집니다. 바람이 강하게 불거나 추운 날씨에는 체온 유지와 비행 안정을 위해 날갯짓 횟수가 늘어날 수 있습니다.따라서 1분당 날갯짓 횟수를 정확히 알고 싶다면, 특정 새의 비행상황이 특정되어야만 가능합니다.

삼색 고양이의 털 색깔은 공동우성이나 중간유전과는 다른 방식으로 결정됩니다.삼색 고양이의 털 색깔은 주로 검은색과 주황색을 결정하는 유전자가 X 염색체에 위치하기 때문에 X 염색체 연관 유전이라고 합니다. 특히 암컷의 경우 X 염색체를 두 개 가지고 있어 검은색 유전자 하나와 주황색 유전자 하나를 가질 수 있는데, 이렇게 되면 털에 검은색과 주황색이 얼룩덜룩하게 나타나는 삼색 고양이가 됩니다.하지만 수컷의 경우 X 염색체를 하나만 가지고 있기 때문에 검은색 또는 주황색 중 한 가지 색깔의 털만 가질 수 있습니다. 매우 드물게 X 염색체가 두 개인 수컷이 태어나 삼색이 될 수 있지만, 이는 유전적인 이상으로 인해 발생한 것입니다.그리고 공동우성이나 중간유전이 아닌 이유는 발현 방식 자체가 다릅니다.공동우성은 두 개의 우성 대립 유전자가 함께 나타나 두 가지 형질이 모두 표현되는 경우를 말합니다. 하지만 삼색 고양이의 경우, 검은색과 주황색 유전자가 동시에 발현되어 털에 얼룩무늬가 나타나는 것이지, 두 가지 색깔이 섞여 새로운 색깔이 나오는 것은 아닙니다.중간유전은 두 개의 대립 유전자가 섞여 중간 형질이 나타나는 경우를 말합니다. 예를 들어, 빨간 꽃과 흰 꽃을 가진 식물을 교배하면 분홍색 꽃이 피는 것처럼 말이죠. 하지만 삼색 고양이의 경우, 털 색깔이 섞여 새로운 색깔이 나오는 것이 아니라, 검은색과 주황색이 얼룩덜룩하게 나타납니다.정리하자면 삼색 고양이의 털 색깔은 X 염색체에 위치한 유전자에 의해 결정되며, 공동우성이나 중간유전과는 다른 방식으로 나타납니다. 즉, X 염색체 연관 유전이라고 하는 것이 가장 정확한 설명입니다.

말씀대로 브루스 효과(Bruce effect)는 생물학, 특히 동물 행동학에서 자주 사용하는 용어입니다.뜻은 매우 간단합니다. 새로운 수컷이 암컷의 영역에 들어왔을 때, 암컷이 이미 임신했거나 수유 중인 경우, 그 새끼를 죽이는 행동을 말하죠.이유는 유전적 이유 때문입니다.즉, 새로운 수컷의 유전자를 후대에 전달하여 종족의 유전적 다양성을 높이고, 환경 변화에 대한 적응력을 강화하기 위한 것이죠. 또 새로운 수컷의 새끼를 제거하여 제한된 자원을 자기 새끼가 더 많이 가져갈 수 있게 하여 생존율을 높이려는 것이기도 합니다.이 효과는 생쥐를 연구하던 과학자인 해롤드 브루스가 처음 발견했고, 그의 이름을 따서 명명되어 브루스 효과로 불리는 것입니다.하지만, 브루스 효과는 모든 종에서 나타나는 현상은 아니며, 특정 종에서만 관찰되는 경우가 많고 먹이가 풍부하거나 포식자가 적은 환경에서는 브루스 효과가 나타나지 않을 수도 있습니다. 또 새로운 수컷의 사회적 지위에 따라 브루스 효과가 나타나는 정도가 달라질 수 있습니다.

근친혼은 가까운 혈족끼리 결혼하는 것으로 이러한 결혼이 유전적으로 문제가 되는 가장 큰 이유는 문제를 일으킬 수 있는 유전자가 나타날 확률이 높아지기 때문입니다.가까운 혈족끼리 결혼하면 유전자 풀이 좁아져 유전적 다양성이 감소하게 됩니다. 따라서 유전적 다양성이 감소하면 문제가 될 수 있는 유전자가 숨겨지지 않고 드러나기 쉽습니다.또한 유전자 풀이 좁아지면 유전자 복제 과정에서 오류가 발생할 가능성이 높아져 돌연변이가 발생할 확률이 증가합니다.이러한 돌연변이는 다양한 유전 질환을 유발할 수 있고 일부 유전 질환은 개체의 생존율을 낮추고 질병에 대한 저항력을 약화시킵니다. 또한 이런 돌연변이는 후대에 유전되어 집단 전체의 건강을 위협할 수도 있는 것입니다.

일부 이주성 메뚜기의 알이 부화하여 메뚜기가 무리를 지게 되면 개체 밀도가 매우 높아지게 됩니다.이렇게 서로 접촉이 잦아질 정도로 무리가 커지게 되면 호르몬의 변화가 발생하게 됩니다. 그 결과 날개가 길어지고 뒷다리가 짧아지며 식욕도 자신 몸무게의 2배 가까이로 불어나게 되는 것이죠. 그래서 이동하며 모든 것을 먹어치우는 지경에 이르는데 이를 말씀하신 '황충'이라 합니다.다시 말해 좁은 지역에 한꺼번에 많은 메뚜기가 몰리며 스트레스와 호르몬 변화를 겪으며 비이상적 생태 환경이 먹이와 거처를 찾아 계속해서 이동하는 이주 본능을 끌어내는 것입니다.

그렇지는 않습니다.하지만 암컷 바퀴벌레는 위험을 느끼면 알이 들어있는 주머니인 난협을 몸 밖으로 떨어뜨리는 경우가 있습니다. 자칫 알을 뿌리는 것처럼 보일 수 있지만, 실제로는 알을 보호하기 위한 본능적인 행동입니다.떨어진 알주머니는 습하고 따뜻한 환경에서라면 충분히 부화가 가능한데, 이는 암컷 바퀴벌레가 죽고 난 이후라도 상관이 없습니다. 그래서 마치 바퀴벌레가 죽어서도 알을 까는 것처럼 보이기도 하는 것입니다.정리하면, 바퀴벌레는 죽어서 알을 까는 것이 아니라, 위험을 느끼면 알주머니를 떨어뜨리는 것이고, 떨어진 알주머니는 적절한 환경에서 부화하는 것입니다.

답을 드리기 좀 어렵습니다.나무 뿌리가 가뭄에 물을 찾아 땅속 깊이 들어간다는 것은 어느 정도 사실이지만, 정확한 깊이는 나무의 종류나 땅의 성질, 기후 등 다양한 요인에 따라 달라지기 때문이죠.나무 뿌리는 크게 땅 표면 가까이 넓게 퍼지는 수평 뿌리와 땅속 깊이 뻗어 내려가는 수직 뿌리로 나뉩니다. 수평 뿌리는 넓은 범위에서 물과 양분을 흡수하고, 수직 뿌리는 깊은 곳의 물을 찾는 역할을 합니다.나무는 가뭄이 지속되면 뿌리의 성장을 촉진하여 땅속 깊은 곳까지 뻗어나가려고 합니다. 하지만 뿌리의 성장 속도는 매우 느리기 때문에 단기간에 깊은 곳까지 도달하기는 어렵습니다.또 침엽수는 뿌리가 깊게 뻗는 경향이 있고, 활엽수는 비교적 얕게 퍼지는 경우가 많습니다. 사막에 사는 선인장과 같은 식물은 극한 환경에 적응하기 위해 뿌리가 매우 깊게 뻗어 내려가기도 합니다.그 외에도 토양에 따라서도 달라지는데, 땅이 단단하거나 암반층이 있으면 뿌리의 성장이 어렵습니다. 반대로 부드럽고 물이 잘 빠지는 토양에서는 뿌리가 깊이 뻗어 내려갈 수 있습니다.또한 앞서 언급했듯이 침엽수와 활엽수, 그리고 각 종의 특성에 따라 뿌리의 깊이가 다릅니다.게다가 건조한 지역에 사는 나무들은 습기를 찾기 위해 뿌리가 깊게 뻗는 경향이 있습니다.결론적으로, 나무 뿌리가 땅속 몇 미터까지 들어가는지는 이 모든 경우에 따라 크게 달라집니다.하지만 일반적으로 가뭄이 길어지는 경우 수십 미터까지 뻗어 내려가는 경우도 있다고 알려져 있습니다.