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펭귄은 왜 멀리 대변을 싸는지 궁금합니다
한때 과학계의 재미난 주재였었고 수년전 우리나라 예능에서도 나와서 놀랐었던 기억이 있습니다.독일과 헝거리의 연구에 따르면, 펭귄의 대변 배출 속도는 초속 1.5~3미터에 달하고, 최대 40~50센티미터까지 날아가는 것으로 알려졌습니다. 대변의 배출속도가 사람보다 8배나 빠른 것이죠.원리는 물총과 비슷합니다. 펭귄의 짧고 굵은 직장은 순간적으로 높은 압력을 만들어내고, 항문은 괄약근이 없어 짧은 시간에만 열리며 그 압력을 그대로 분출하는 것입니다.이러한 독특한 구조는 펭귄에게 여러 가지 이점을 가지는데, 둥지 주변을 청결하게 유지하여 질병을 예방하고, 포식자의 눈에 덜 띄게 하며, 대변을 짧은 시간 내에 처리함으로써 체온 손실을 최소화할 수 있기 때문입니다.
학문 / 생물·생명
25.09.13
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해삼이 대변시 창자를 끄집어내는 이유가 무엇인가요
해삼이 배변 시 창자까지 끄집어내는 것은 아닙니다.물론 해삼이 자신의 창자까지 끄집어내는 행동을 보이는 것은 사실인데, 이는 배변 과정이 아니라, 자신을 보호하기 위한 방어 수단입니다.해삼은 위협을 느끼거나 스트레스를 받으면 자신의 몸을 보호하기 위해 항문을 통해 내장을 뿜어내는 '자절'이라는 현상을 일으킵니다. 뿜어져 나온 내장에는 포식자에게 독이 되는 '홀로톡신'이라는 독성 물질이 포함되어 있어, 포식자에게 치명상을 입히거나 혼란을 주어 그 틈을 타 도망칠 수 있는 것이죠.물론 내장을 뿜어낸 해삼은 죽지 않고, 한 달 정도 시간이 지나면 내장이 다시 재생되어 정상적인 생활을 할 수 있습니다.
학문 / 생물·생명
25.09.13
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암사자와 숫사자의 역할이 어떻게다르나요
사자무리에서 암사자와 숫사자는 명확하게 역할이 나뉘어 있습니다.암사자들은 무리의 사냥꾼으로 주로 밤에 무리를 지어 협동 사냥을 통해 먹잇감을 확보하는 역할을 합니다. 사냥 외에도 새끼를 낳고 기르는 중요한 임무를 맡아 무리의 생존과 번식을 책임집니다.반면에 숫사자의 주된 역할은 무리와 영역을 보호하는 것입니다. 다른 숫사자나 하이에나 같은 외부의 위협으로부터 무리를 지키며, 숫사자의 갈기는 힘의 상징이자 다른 수컷들을 위협하는 수단이 됩니다. 또한, 숫사자는 번식을 담당합니다.
학문 / 생물·생명
25.09.13
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고양이과 동물은 왜 대체적으로 단독생활을 하나요
가장 큰 이유는 생활방식이겠지만, 그 중에서도 사냥방식의 차이가 가장 큰 이유입니다.대부분의 고양이과 동물은 주로 자신보다 작은 먹이를 사냥합니다. 매복하고 은밀하게 접근하여 기습하는 방식은 단독 사냥에 훨씬 유리하죠. 여러 개체가 함께하면 먹이를 놓치거나 경쟁이 될 수 있습니다.반면, 늑대같은 개과 동물은 무리 지어 자신보다 큰 먹이를 끈질기게 추격하여 잡는 편입니다.또한 이러한 이유때문인지 고양이과 동물은 자신의 영역을 철저히 지키려는 강한 영역 본능을 가졌습니다. 이는 먹이를 독점하고 번식 상대를 확보하는 데 유리하기 때문입니다.물론, 사자처럼 예외적으로 무리 생활을 하는 고양이과 동물도 있는데, 이는 앞서 말씀그린 개과 동물처럼 힘센 먹이를 사냥하고 영역을 방어하기 위해 협동이 필요하기 때문입니다.결국, 고양이과 동물의 단독 생활은 진화 과정에서 형성된 그들만의 생존 방식이라 할 수 있습니다.
학문 / 생물·생명
25.09.13
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사람이 도시생활을 하면서 후각신경이 왜 약해진건가요
꼭 그렇다고 보기만은 어렵습니다.오히려 후각 능력은 유전적으로 결정되며, 과거에 비해 문명이 발달하면서 후각에 대한 의존도가 낮아지고 있지만, 현대 도시 생활이 후각 능력 자체를 약화시키는 직접적인 생물학적 원인은 없습니다.다만, 환경적 요인과 생활 습관이 후각 기능의 활성화에는 영향을 미칠 수 있는데, 도시 환경이 다양한 냄새를 접할 기회가 적기 때문입니다.결론적으로 도시 생활 자체가 후각 기능의 생물학적 퇴화를 직접적으로 야기하는 것은 아니며, 후각에 대한 의존도가 낮아지고 후각을 자극할 기회가 줄어들면서 후각 기능의 활성화가 늦는 것이라 볼 수 있습니다.즉, 능력 자체가 사라진 것이 아니라, 덜 사용하게 되면서 그 기능이 상대적으로 둔해진 것이라 할 수 있습니다.
학문 / 생물·생명
25.09.13
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조류의 소대변은 왜 산성을 띄는지 궁금합니다
조류의 배설물에 포함된 요산 때문입니다.대부분의 포유류는 질소 노폐물을 물에 잘 녹는 요소 형태로 소변과 함께 배출합니다. 하지만 조류는 질소 노폐물을 요산 형태로 배출하는데, 요산은 물에 거의 녹지 않는 흰색의 페이스트 또는 결정 형태의 물질입니다.조류가 질소 노패물을 요산 형태로 배출하는 이유는 수분을 아낄 수 있고, 배설에 물이 많이 필요 없기 때문에 배설물로 인한 체중을 늘리지 않아도 되기 때문입니다.우리가 흔히 보는 조류의 배설물은 검은색 부분인 대변과 흰색 부분인 요산이 함께 섞여 있는 형태입니다. 이 중 강한 산성을 띠는 요산이 상당 부분을 차지하기 때문에, 전체 배설물 역시 높은 산도를 갖게 되는 것입니다.
학문 / 생물·생명
25.09.13
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매미라는 곤충은 왜 수분을 많이 섭취하나요
매미의 주식이 나무 수액이기 때문입니다.매미는 주로 나무의 물관부에서 수액을 빨아 먹는데, 이 수액은 수분이 대부분이고 당분, 아미노산 등 영양분은 매우 적은 편입니다. 따라서 매미는 필요한 최소한의 영양분을 얻기 위해 많은 양의 수액을 섭취할 수밖에 없습니다.또한 매미가 주로 활동하는 무더운 여름에 매미는 몸의 열을 식히기 위해 수분을 많이 배출합니다. 사람으로 치면 더울 때 땀을 흘려 체온을 낮추는 것과 같습니다. 이렇게 많은 양의 수액을 흡수하고 대부분을 소변으로 빠르게 배출하면서 체온을 조절하는 이유도 있습니다.
학문 / 생물·생명
25.09.13
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단일클론 항체는 어떠한 방식으로 제작할 수 있는 것인가요?
단일클론 항체는 말씀하신대로 특정 항원에만 결합하는 항체로, 여러가지 기술이 있지만, 하이브리도마 기술로 주로 제작됩니다.이 방식은 쥐에 항원을 주입해 항체 생산 B세포를 얻고, 이를 무한 증식하는 골수종 세포와 융합시켜 항체를 지속적으로 생산하는 하이브리도마 세포주를 만드는 방식입니다.항암치료에는 이러한 단일클론 항체를 여러 방식으로 활용이 가능합니다.먼저 암세포 표면의 성장 신호 수용체에 결합하여 암세포의 증식을 막습니다.그리고 면역관문억제제로서 면역 세포의 기능을 방해하는 암세포의 회피 기전을 무력화해 면역 체계가 암세포를 공격하도록 만듭니다. 또한 강력한 항암 약물이나 독소를 항체에 결합시킨 항체-약물 접합체(ADC) 형태로, 약물을 암세포에만 정확히 전달하여 부작용을 줄이는 방식으로도 활용되죠.
학문 / 생물·생명
25.09.13
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공룡 무리를 분석했을 때 왜 수각류 쪽에 육식이 더 많았나요?
결론부터 말씀드리면 단순한 뼈 화석뿐만 아니라, 이빨의 형태, 위석, 뼈에 남은 상처, 그리고 배설물 화석인 분석화석 등 화석증거가 매우 많고 다양했기 때문입니다.화석에서 발견된 대부분의 수각류는 톱니 모양의 날카로운 이빨을 가졌는데, 이는 먹잇감을 찢는 데 적합한 구조였습니다. 또한, 다른 공룡의 뼈에서 발견된 수각류의 이빨 자국은 그들이 육식동물이었다는 사실을 잘 보여주는 부분이죠.하지만 일부 수각류 화석에서는 둥글고 뭉툭한 이빨이나 위석이 발견되기도 했는데, 이는 수각류 공룡이 식물이나 다른 먹이도 섭취하는 잡식성이었음을 뜻하는 것이기도 합니다.결론적으로, 다양한 화석에서 발견된 다양한 증거들은 수각류가 단순히 육식에 국한되지 않고, 종에 따라 매우 다양한 식성을 가졌다는 것을 보여준 것입니다.
학문 / 생물·생명
25.09.13
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항체의 가변부위와 불변부위에 기능은 어떠한가요?
가변부위는 항체의 Y자 모양에서 위쪽 팔 부분에 해당하며, 항원과 결합하는 부위입니다.이 부위의 아미노산 서열은 매우 다양하게 변이되기 때문에 항체마다 특정 항원에만 결합하는 특이성을 갖게 됩니다. 비유하자면 자물쇠와 열쇠처럼, 가변부위는 특정 항원의 항원결정기에 정확히 들어맞도록 맞춰지는 역할을 하는 것이죠.반면 불변부위 항체의 Y자 모양에서 아래쪽 다리 부분에 해당하며, 이 부위는 기능적 역할과 항체의 종류를 결정합니다.불변부위는 대식세포와 같은 다른 면역세포 수용체와 결합하거나 보체를 활성화하는 등의 작용을 통해 항원-항체 복합체를 제거하는 역할을 합니다. 이 부위의 아미노산 서열은 비교적 안정적이며, 이 불변부위의 구조에 따라 항체가 IgG, IgA, IgM, IgD, IgE와 같은 5가지 주요 동형으로 분류됩니다.그리고 항체의 다양성은 주로 가변부위의 구조적 차이 때문입니다.B세포가 발달하는 과정에서 유전적 재배열을 통해 가변부위를 코딩하는 유전자가 재조합됩니다. 이 과정은 V, D, J 유전자 세그먼트의 무작위적인 조합으로 이루어지는데, 수많은 유전자 조합이 가능하기 때문에 이론적으로는 수십억 가지가 넘는 서로 다른 가변부위를 만들어낼 수 있습니다.결론적으로 가변부위는 항원의 종류에 맞춰 특이적 결합을 가능하게 하는 반면, 불변부위는 항체 기능을 결정하고 다른 면역세포와의 상호작용을 매개한다고 할 수 있습니다.
학문 / 생물·생명
25.09.13
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