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아메리카들소와 프레리도그는 공생관계인가요?
사실 단순히 공생이라 말하기에는 좀 다른 관계를 가지고 있습니다.분먕 들소의 활동이 프레리도그에게 유리한 환경을 제공하고, 프레리도그의 활동 또한 들소에게 간접적으로 긍정적인 영향을 미치는 측면이 분명 존재합니다. 하지만 이는 특정 동물끼리의 직접적인 공생이라기보다는, 두 종이 대초원 생태계에서 서로에게 영향을 미치며 전체적인 생태계의 건강성을 유지하는 상호작용으로 보는 것이 더 적절합니다.다시 말해 들소가 짓밟은 땅이 프레리도그가 굴을 파기에 더 용이할 수 있지만, 프레리도그가 풀을 깎아 짧게 유지하는 것은 들소가 새로운 풀을 뜯기 좋게 만들기도 합니다. 이처럼 두 종은 직접적으로 이득을 주고받는 '상리 공생'의 관계라기보다는, 서로의 존재가 상대방에게 유리한 환경 조건을 제공하는 간접적인 상호작용을 통해 대초원 생태계의 복잡한 균형을 이루고 있다고 하는 것이 더 맞습니다.
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생물·생명
25.07.04
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모기들은 어두운 곳에서 어떻게 사람을 찾아내나요?
모기는 사람과 달리 시각에 크게 의존하지 않고도 여러 가지 감각을 활용하여 어두운 곳에서도 사람을 찾아냅니다.사람이 숨을 쉴 때 내뿜는 이산화탄소는 모기가 사람을 찾는 데 가장 중요한 신호입니다. 모기의 더듬이에는 이산화탄소를 감지하는 특수한 감각 기관이 있어서, 이산화탄소 농도 변화를 통해 사람의 위치와 방향을 파악합니다. 특히 코 근처의 '윗턱수염'에 있는 신경세포가 이산화탄소를 감지하여 뇌로 전달합니다.또 사람의 체취는 모기가 먼 거리에서도 사람을 찾는 데 결정적인 역할을 하는데, 특히 땀에 포함된 젖산과 같은 특정 화합물 냄새에 민감하게 반응합니다. 모기의 더듬이에 있는 후각 수용체가 땀 냄새를 감지하여 사람의 위치를 찾는 것이죠.그리고 모기는 사람의 체온을 감지하여 찾아내기도 합니다. 특히 최근 연구에 따르면 모기가 사람 피부 온도인 34도 정도에서 나오는 적외선을 감지할 수 있다는 사실이 밝혀졌습니다. 이 적외선은 열 자체보다 훨씬 멀리에서도 감지할 수 있어 모기가 사람에게 접근할 수 있게 해줍니다. 이를 위해 모기의 더듬이 끝에는 열을 감지하는 신경세포와 적외선을 감지하는 단백질이 있습니다.결론적으로, 모기는 어두운 환경에서 시각에 의존하기보다는 이산화탄소나 체취, 열 등 다양한 신호를 활용하여 사람을 정확하게 찾아내는 것입니다.
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생물·생명
25.07.04
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제가 만약에 유전적으로 약하지만 노력을 통해서 개선하면 나중에 자녀가 태어나면 개선이 될까요?
결론부터 말씀드리면, 부모의 후천적인 노력으로 얻어진 능력이나 재능이 자녀에게 유전적으로 직접 물려받을 가능성은 매우 낮습니다.현재까지의 연구 결과에 따르면, 유전은 주로 DNA를 통해 이루어집니다.부모의 DNA에 담긴 정보가 자녀에게 전달되어 외모, 기본적인 신체 능력, 특정 질병에 대한 취약성 등이 결정되는 것입니다. 하지만 노력으로 얻어지는 능력이나 재능은 DNA 자체의 변화라기보다는 환경과의 상호작용, 학습, 훈련을 통해 발달하는 후천적인 특성입니다결론적으로, 부모의 노력으로 얻어진 능력이나 재능이 자녀의 유전자에 직접 각인되어 물려받는 것은 아니지만, 자녀에게 더 나은 환경, 교육, 동기 부여를 통해 자녀의 잠재력 발휘에는 간접적인 영향을 미칠 수는 있습니다.
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생물·생명
25.07.04
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화학진화설(밀러유리의 실험)은 귀납연역 뭔가요?
밀러-유리 실험은 화학 진화설을 지지하는 귀납적 논증 방법에 가깝습니다.밀러-유리 실험은 초기 지구의 환경을 가정한 실험실 조건에서 유기물이 생성될 수 있다는 것을 보여주는 실험인데, 이는 '초기 지구 환경이 이러이러했다면, 생명체의 기본 구성 물질이 자연적으로 생겨날 수 있다'는 관찰과 실험 결과를 통해 일반적인 가설인 화학 진화설을 지지하는 방식입니다.또 이 실험은 오파린-홀데인 가설을 뒷받침하는 증거가 되어 그 가설의 신뢰성을 높였습니다.이미 알고 계시겠지만, 귀납적 논증은 특정 사례나 관찰을 통해 일반적인 원리나 이론을 이끌어내는 방식입니다.물론, 이 실험이 화학 진화설을 완전히 증명하는 것은 아니며, 초기 지구 환경에 대한 가설이 완벽하지 않다는 비판도 있습니다. 하지만, '이러한 조건에서는 이러한 결과가 나온다'는 것을 보여줌으로써 특정 가설을 지지하고 강화하는 역할을 했다는 점에서 귀납적 논증으로 분류되는 것입니다.더욱이 연역적 논증은 일반적인 원리나 전제로부터 특정 결론을 논리적으로 도출하는 방식인데, 밀러-유리 실험은 거꾸로 특정 실험 결과로부터 일반적인 화학 진화설을 뒷받침하는 형태이므로 귀납적이라고 볼 수 있는 것이죠.
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25.07.04
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너구리는 잡식성 동물인데, 주로 어떤 먹이를 선호하나요?
너구리의 먹이는 계절과 서식지에 따라 달라집니다.곤충이나 벌레, 지렁이 등은 특히 봄과 초여름에 많이 먹으며, 거미도 매우 좋아합니다.또한 설치류는 늦가을과 겨울에 중요한 먹이가 되고 양서류나 파충류는 특히 여름에 많이 먹습니다.그리고 물가로 떠밀려 오거나 웅덩이에 갇힌 물고기를 잡아먹기도 하는데 봄 해빙기에 주로 물고기를 잡습니다. 물론 갑각류는 물가에 사는 너구리에게 중요한 먹이가 되기도 하죠.그 외 조류나 가금류, 작은 포유류는 물론이고 죽은 동물도 마다하지 않고 먹습니다.당연히 식물성 먹이도 섭취하는데 과일이나 견과류, 곡물, 채소 등의 농작물을 먹이로 삼기도 하죠.게다가 너구리는 인간의 음식물 쓰레기도 적극적으로 먹는 편입니다.뛰어난 적응력 덕분에 도시 환경에서도 잘 살아남으며, 주택가 근처로 서식지를 넓혀가는 가장 큰 이유 중 하나가 바로 인간이 남긴 음식물 쓰레기입니다.
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생물·생명
25.07.04
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코브라는 같은 코브라의 독에 내성이 있나요?
결론적으로 안전하다고만 할 수는 없습니다.물론 일부 뱀은 자신 또는 같은 종의 독에 대해 어느 정도의 저항력을 가지고 있는 것으로 알려져 있습니다. 대표적으로 킹코브라는 다른 뱀을 먹이로 섭취하는데, 먹이로 삼는 코브라 독에 면역 능력을 가지고 있습니다.그러나 같은 코브라 종이라도 독의 성분이나 강도가 미묘하게 다를 수 있으며, 물린 상처를 통해 주입된 독의 양에 따라 결과가 달라질 수 있습니다. 또한 모든 개체가 동일한 수준의 면역력을 가지는 것도 아닙니다.결론적으로, 코브라가 다른 코브라에게 물렸을 때 항상 안전하다고 단정하기는 어렵습니다.어느 정도의 저항력을 가질 수는 있지만, 독의 종류나 양, 그리고 개체별 특성에 따라 치명적인 결과가 생기는 경우도 상당히 많습니다.
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생물·생명
25.07.04
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다른 동물도 같은 성별끼리 동성애가 있나요?
네, 인간이 아닌 다른 동물들도 같은 성별끼리 동성애와 유사한 행동을 보이거나 유대감을 형성하는 사례가 많이 보고되고 있습니다.실제 과학자들은 200년 이상 동물들의 동성애 행동을 연구해 왔으며, 현재까지 1,500종 이상의 동물에게서 동성애 행동이 관찰되었다고 알려져 있습니다.하지만, 이러한 행동은 단순히 성적인 행위가 아니라 사회적 유대 강화나 갈등 해소, 부모 역할 수행 등 다양한 목적으로 나타나기도 합니다.대표적인 동물로는 펭귄이나 돌고래, 들고, 보노보, 기린, 검퉁고니, 양, 일본원숭이, 코끼리, 사자, 알바트로스, 백조, 초파리, 도롱뇽, 개구리, 잠자리, 문어, 거미 등 매우 다양한 종에서 동성애 행동이 보고되고 있습니다.
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25.07.04
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암컷만 특이하게 생긴 나비가 많은 이유는 뭘까요?
말씀하신 암끝검은표범나비의 의태나 멤논제비나비 암컷의 아종별 다양한 모습은 나비의 성적 이형의 한 예입니다.그리고 사람과 반대로 나비의 성염색체가 ZZ는 수컷, ZW는 암컷인 것은 이 현상에 중요한 영향을 미칩니다.Y염색체의 불안정성 때문에 수컷 변이가 많다는 가설과 같은 이유냐고 하셨는데, 실제 유사한 메커니즘이 작용할 수 있습니다. 나비의 W염색체는 사람의 Y염색체와 비슷한 특징을 가지기 때문이죠.먼저 사람의 Y염색체처럼 나비의 W염색체는 Z염색체보다 훨씬 작고, 유전자 수가 적으며, 반복적인 DNA 서열이 많아 유전적으로 불안정하고 퇴화하는 경향을 보입니다. W염색체가 성 결정 유전자를 포함하고 있더라도, 그 외의 유전자를 많이 잃어버리는 경우가 많습니다.또한 사람의 XY 시스템에서 X가 더 많은 유전자를 가지고 있고 Y가 성을 결정하는 주된 유전자를 가지고 있는 반면, 나비의 ZW 시스템에서는 W 염색체가 암컷을 결정하는 데 중요한 역할을 합니다. 하지만 W 염색체의 퇴화는 Z 염색체에 존재하는 유전자 발현의 균형을 맞추기 위한 '용량 보상'이라는 복잡한 메커니즘을 필요로 합니다.그리고 암컷이 ZW 염색체를 가지고 있기 때문에, W 염색체에 있거나 W 염색체의 영향을 받는 유전자는 오직 암컷에게만 발현됩니다. 이는 암컷에게만 특이한 형질이 발달하는 데 유리한 유전적 기반이 될 수 있습니다. 특히, 포식자로부터 자신을 보호하기 위한 의태는 암컷에게 더 강한 자연 선택 압력이 될 수 있는데, 암컷은 알을 낳아야 하므로 번식에 성공하기 위한 생존이 더 중요하기 때문입니다.결론적으로, 나비의 ZW 성염색체 시스템에서 W 염색체의 퇴화와 그에 따른 유전적 특성 등이 작용하여 암컷에게만 특이한 형태나 의태가 발달하는 경향이 있다고 할 수 있습니다.
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생물·생명
25.07.04
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자일리톨이 뮤탄스균의 불필요한 활동을 반복하게 하는 이유가 뭔가요?
자일리톨이 충치를 일으키지 않는 이유는 여러가지가 있지만, 가장 핵심은 말씀하신 뮤탄스균의 에너지 대사를 방해하여 무력화시키기 때문입니다.뮤탄스균은 우리가 섭취하는 설탕을 먹고 에너지대사를 하는데, 그 결과 산을 만들어 충치를 유발하게 됩니다.그런데 자일리톨이 뮤탄스균에게 마치 설탕처럼 보입니다. 그래서 뮤탄스균은 자일리톨을 설탕으로 착각하고 세포 안으로 적극적으로 흡수합니다. 이 과정이 바로 말씀하신 '불필요한 과정 반복'의 시작입니다.뮤탄스균은 세포막에 있는 특정 운반체 단백질을 통해 자일리톨을 세포 안으로 들여보냅니다. 이 운반체는 설탕과 자일리톨을 구분하지 못하고 모두 들여보냅니다.세포 안으로 들어온 자일리톨은 설탕과 마찬가지로 인산화 과정을 거치게 되는데, 이는 에너지를 사용하여 인산기를 붙이는 과정으로, 뮤탄스균이 설탕을 대사하기 위한 필수적인 첫 단계입니다. 뮤탄스균은 ATP를 소비하여 자일리톨에 인산을 붙입니다.그러나 문제는 인산화된 자일리톨은 뮤탄스균이 다음 단계로 대사할 수 없다는 점입니다. 설탕은 인산화된 후 여러 단계를 거쳐 에너지를 생산하지만, 자일리톨은 그 다음 단계로 넘어갈 수 없어 에너지를 만들지 못합니다.결국 뮤탄스균은 세포 내에 축적된 인산화된 자일리톨을 다시 세포 밖으로 배출하려고 합니다. 이는 일종의 독성 물질이 쌓이는 것을 막기 위한 생존 기작이라고 볼 수 있습니다. 하지만자일리톨이 세포 밖으로 나가도, 뮤탄스균은 다시 자일리톨을 설탕으로 착각하고 재흡수하는 과정을 반복하게 되죠.이러한 흡수-인산화-배출-재흡수의 무한 반복은 뮤탄스균에게 엄청난 에너지 낭비를 초래하고, 에너지는 계속 소비되는데 실제로는 아무런 에너지도 얻지 못하니, 결국 뮤탄스균은 에너지 고갈로 인해 더 이상 증식하거나 산을 생산할 수 없게 되고, 수가 점차 감소하게 되는 것입니다.그리고 말씀하신 효소의 기질 특이성과 연결 지어 생각해보면, 자일리톨은 뮤탄스균 내 특정 효소의 '잘못된 기질'이 됩니다. 효소는 특정 모양을 가진 기질에만 결합하여 반응을 촉매합니다. 마치 자물쇠와 열쇠처럼, 특정 효소는 특정 기질에만 딱 맞습니다. 뮤탄스균의 경우, 설탕을 인산화하는 효소가 설탕뿐만 아니라 자일리톨에도 결합하여 인산화 반응을 일으키는 것입니다. 즉, 이 효소는 자일리톨을 진짜 기질인 설탕과 구별하지 못하는 허점을 가지고 있다고 볼 수 있습니다.마지막으로 인체 내 효소는 뮤탄스균의 효소와는 다른 기질 특이성을 가집니다.즉, 인체 내의 효소는 자일리톨을 설탕으로 착각하지 않으며, 자일리톨을 에너지원으로 사용하지도 않습니다. 자일리톨은 인체 내에서 소화되지 않고 대부분 배출되거나, 일부는 장내 미생물에 의해 발효되어 흡수됩니다. 따라서 자일리톨은 인체 내의 효소 활동이나 에너지 대사에 영향을 주지 않습니다. 효소 자체는 인체에서 줄거나 영향력이 약해지는 것이 아닙니다.
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생물·생명
25.07.04
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어떨 때 보면 바위도 뚫고 나오고 아스팔트에서도 돋아나는 식물들의 생명력은 원천은 뭘까요
가장 큰 부분은 생물학적인 특성 때문이라 할 수 있습니다.먼저 식물 세포는 세포벽이라는 단단한 구조로 둘러싸여 있습니다.식물이 물을 흡수하면 세포 안의 액포가 팽창하여 세포막을 세포벽에 강하게 밀어붙이는데, 이를 팽압이라고 합니다. 이 팽압은 식물 줄기가 곧게 서 있도록 돕는 동시에, 뿌리나 줄기의 끝이 자라면서 주변의 단단한 물질에 지속적으로 압력을 가하게 됩니다. 이 압력이 오랜 시간 축적되면 미세한 틈을 벌리거나 약한 부분을 부수면서 길을 만들어 나가는 것이죠.또 일부 식물은 뿌리에서 유기산과 같은 화학 물질을 분비하여 주변의 암석이나 토양 성분을 용해시키는 능력이 있습니다. 특히 바위 틈에서 자라는 식물들의 경우, 이러한 화학작용이 바위를 약화시키고 미세한 균열을 확장시키는 원인이 되죠. 아스팔트의 경우에도 시간이 지나면서 풍화되거나 작은 균열이 생기는데, 식물이 분비하는 물질들이 그런 과정을 촉진할 수 있습니다.
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생물·생명
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