답변 내역

먼저 열역학 제2법칙은 외부와 교환이 없는 고립계에서 전체 엔트로피가 증가한다는 것이죠.하지만 생명체는 외부와 에너지와 물질을 끊임없이 주고받는 열린계입니다.그래서 생명체는 고 에너지의 음식물이나 빛을 받아들여 자신의 질서를 유지하는 것이고, 이 과정에서 대사 작용을 거치며 생성된 열과 노폐물을 외부로 배출합니다.즉, 생명체 내부의 엔트로피는 낮게 유지되지만 주변 환경의 엔트로피는 훨씬 더 크게 증가하는 것입니다.결과적으로 생명체와 주변 환경 전체 우주의 엔트로피 합은 항상 늘어납니다.아마 햇살님도 아시는 물리학자인 슈뢰딩거는 생명체는 음의 엔트로피를 흡수하며 살아간다고 표현했는데, 생명체는 법칙을 어기는 것이 아니라, 자신의 질서를 유지하기 위해 주변에 무질서를 뿌리는 셈입니다.이런 형태로 생명 현상은 열역학 제2법칙 내에서 작용하고 있는 것입니다.

나름 우리 몸의 생존 전략입니다.바이러스와 싸울 때 면역 세포는 사이토카인이란 물질을 내보내 식욕을 억제합니다.왜냐하면 소화에 쓰일 막대한 에너지를 면역계로 집중시키기 위해 몸이 스스로 식욕을 줄이는 것입니다.게다가 음식 풍미의 80%는 코로 느끼는데, 코가 막히고 콧물까지 나면서 향을 맡지 못해 맛도 잘 느끼지 못하는 상태가 되고, 발열과 탈수로 침이 마르면 음식 성분이 혀의 미뢰에 잘 전달되지 않아 맛도 밋밋하게 느껴집니다.또한 식욕을 줄여 외부 음식으로 인한 추가적인 감염 위험을 본능적으로 최소화하는 것입니다.

뜨거운 냄비를 만졌을 때 바로 손을 떼는 현상은 대뇌를 거치지 않는 척수 반사입니다.먼저 손가락 피부의 유해 수용기가 뜨거운 열을 인지해 전기 신호를 발생시킵니다. 그럼 이 신호는 감각 신경(A-델타 섬유)을 따라 척수 뒤쪽으로 빠르게 들어가고, 척수 내부의 개재신경원이 대뇌 보고를 생략하고 즉각 회피 명령을 내립니다.팔을 굽히는 근육은 수축시키고, 펴는 근육은 이완시키는 신호를 동시에 보내는데, 명령은 운동 신경을 타고 수십 밀리초 만에 팔 근육으로 전달되죠.즉, 이 과정을 통해 뇌가 생각할 겨를도 없이 손이 냄비에서 빠르게 때는 것입니다.그리고 손을 뗀 후 신호가 대뇌 시상로로 전달되어 비로소 뜨겁다는 통증을 느끼게 됩니다.이처럼 척수가 독립적으로 작동하여 신경 전달 시간을 단축함으로써 신체 손상을 최소화하는 것입니다.

식물이 서로 부딪히기 전 이웃의 존재를 감지하고 방향을 바꾸는 비결은 빛의 파장 비율 감지에 있습니다.식물은 파이토크롬이라는 광수용체 단백질을 눈처럼 사용합니다.햇빛에는 광합성에 쓰이는 적색광과 잘 쓰이지 않는 원적색광이 섞여 있는데, 이웃 식물의 잎은 적색광을 흡수하고 원적색광을 반사 및 투과시킵니다. 그래서 이웃 식물이 다가오면 반사된 원적색광의 비율(R/FR 비율)이 급증합니다.파이토크롬은 이 파장 변화를 감지해 이웃 식물이 근처에 있음을 알아차리는 것입니다.이 신호는 줄기 속 생장 호르몬인 옥신의 분포를 바꾸는데, 옥신은 빛 조건이 더 좋은 적색광 비율이 높은 쪽으로 줄기를 굽어지게 만듭니다.그 결과 식물은 무작정 웃자라지 않고, 이웃과 겹치지 않는 빈 공간으로 뻗어 나가는 것입니다.여기에 더해 공기 중 휘발성 물질이나 뿌리 분비물로도 이웃을 감지하기도 합니다.

모기는 눈이 어두운 대신 이산화탄소와 체온, 냄새를 감지하는 후각과 열 감지 능력이 극도로 발달해 있습니다.그래서 호흡할 때 발생하는 이산화탄소를 수십 미터 밖에서 감지하고, 신진대사가 활발한 사람이 목표가 됩니다.또한 피부 세균과 땀 속 젖산과 암모니아, 카복실산 성분을 유독 선호하는 경향이 있고, 열 감지 센서로 체온이 높고 열감이 있는 피부를 우선 목표로 삼습니다.또한 시각이 나빠 명암 대비가 강한 검은색 등 어두운 옷을 안식처로 생각하는 경향도 있습니다.물리지 않기 위해서는 잠들기 전 샤워로 땀과 젖산을 씻어내고, 달콤한 꽃향 로션은 피하시는 것이 좋습니다.또 밝은색의 넉넉한 잠옷을 입어 시각적 표적을 줄이고 선풍기를 틀면 모기의 비행을 방해하고 체취를 흩뜨려 모기의 감각에 혼란을 줄 수 있습니다.

동물의 대량 이동에서 특정 구간의 사망률이 높아지는 이유는 지형적 병목 현상에 포식자의 집중 매복 때문입니다.수만 마리의 무리가 강이나 협곡 등 좁은 길목에 한꺼번에 몰리며 질식과 압사, 익사 사고가 집중되고, 악어나 곰 같은 포식자는 매년 길목을 미리 알고 모여들어 최소한의 에너지로 대량 포식을 합니다.게다가 수백 킬로미터를 이동한 직후에 넘기 어려운 장애물을 마주하며 약한 개체나 새끼가 기력을 다해 무리와 떨어지는 경우도 일정 경로가 되면 크게 발생하는 시기가 됩니다.즉, 사망은 전 경로가 아니라 피로가 누적된 상태에서 물리적 장애물과 포식자가 집중되는 소수의 길목에 집중되는 것입니다.

말씀하신 것처럼 몸 전체에 금가루를 바르면 숨구멍이 막혀 체온 조절을 못 해 죽는다는 말이 있었지만, 생물학적으로는 전혀 근거가 없는 말입니다.왜냐하면 사람은 피부로 숨을 쉬지 않기 때문에 피부 호흡이 막혀 사망했다는 것은 말이 안되는 것이죠.생물학적으로 본다면 열사병이나 중금속 또는 화학물질 중독으로 사망했을 가능성이 높습니다.온몸에 가루나 페인트를 바르면 땀샘이 막혀 땀이 배출되지 못하고, 이 상태로 조명 아래 서 있으면 체온이 치솟아 심한 열사병으로 사망할 수 있습니다.또한 당시 사용된 금빛 물감에는 동이나 납, 알루미늄 등 독성 중금속이 섞인 경우가 많아 실제 피부 흡수나 가루 흡입으로 폐 손상과 중독을 일으켰었습니다.

식물은 주로 지상 기온의 급격한 상승에 반응해 개화를 빠르게 앞당기는 반면, 땅속에서 겨울을 나는 곤충은 토양 온도의 상승이 늦어지고, 일조량(낮 길이)의 한계로 출현이 상대적으로 늦어집니다.이러한 환경 자극 반응 차이로 인해 꽃이 피는 시기와 곤충이 활동하는 시기의 동기화가 깨지게 되고, 그 결과 꽃이 피었을 때 곤충이 없어 식물은 수분에 실패하여 결실률과 유전 다양성이 크게 떨어집니다.마찬가지로 곤충 역시 고치에서 깨어났을 때 먹이인 꿀과 꽃가루가 없어 굶주림으로 개체수가 급감합니다.결국 이 개화-수분 불일치는 곤충을 먹이로 하는 새나 소형 동물의 번식 실패로 이어지며 먹이사슬 전체를 흔들게 됩니다.결과적으로 식물과 곤충의 상호의존 관계가 파괴되어 생물 다양성이 감소하고 과수 작물 결실 저하 등 농업 생태계에도 상당한 피해가 발생하게 됩니다.

결론부터 말씀드리면 상어 전체 종의 약 70~80% 이상은 수온 15~28도 사이의 열대 및 온대 해역에서 주 서식합니다.하지만, 상어는 종이 500여 가지가 넘어 영하 1도의 극지방부터 30도가 넘는 열대 바다까지 다양한 수온에서 서식할 수 있습니다.20~30도 정도의 열대와 아열대 해역에서는 흉상어와 뱀상어, 황소상어 등이 살며, 최근 우리나라 주변 해역의 수온 상승으로 동해와 서해에 자주 출몰하는 부류입니다.그리고 10~22도 정도의 온대 바다에는 백상아리와 청상아리 등이 살며, 체온을 수온보다 높게 유지하는 능력이 있어 차가운 바다에서도 빠르게 사냥이 가능합니다.또 -1~12도 정도의 한대와 극지방에서는 말씀하신 그린란드상어가 대표적이며, 북극해나 대서양 심해의 극심한 추위 속에서 수백 년 동안 느리게 살아갑니다.결론적으로 상어는 수온 적응력이 매우 뛰어나 지구상 거의 모든 바다에 서식하고 있지만, 기본적으로는 따뜻하고 먹이가 풍부한 바다에 가장 많이 모여 사는 편입니다.

대멸종 이후 생명이 다시 번성할 수 있었던 가장 큰 이유는 지구 생태계의 대대적인 리셋 덕분이었습니다.대재앙 직후 최상위 포식자를 포함한 대형 생물들이 거의 대부분 사멸하며 넓은 생태적 빈자리가 생겨났습니다.햇빛이 차단된 환경에서 엄청난 양의 사체를 먹고 자란 세균과 곰팡이, 버섯 등이 생태계 재건의 기초가 되었고, 양치식물이나 리스트로사우루스 같은 생존력 강한 재앙종이 황폐해진 지표면을 빠르게 채웠습니다.그리고 살아남은 생물들은 대부분 작은 체구에 잡식성, 굴 파기, 휴면 능력을 갖춰서 에너지 소비를 최소화한 개체들이었는데, 시간이 흘러 대기와 기후가 회복되자, 먹이 마저 사라졌던 최악의 환경은 오히려 진화의 신대륙으로 변했습니다.즉, 살아남은 극소수의 생물들은 비어있는 서식지로 빠르게 퍼져나가며 수많은 종으로 분화하는 적응 방산을 일으킨 것입니다. 그 결과 숨어서 밤에만 활동하던 소형 포유류는 공룡이 사라지자 지상, 바다, 하늘로 영역을 넓힌 것이죠.그 결과 불과 수백만 년 만에 고래, 박쥐, 유인원 등 완전히 새로운 형태의 생명체들이 폭발적으로 등장했습니다.결론적으로 대멸종은 생명체의 비극이었지만, 동시에 새로운 생명에게 기회를 준 전환점이었던 셈입니다.