답변 내역

먼저 사진에는 서로 다른 두개의 식물이 같이 찍혀 있는 듯 합니다.하나는 국화과 풀로 보입니다.다른 하나는 쥐꼬리망초로 보이는데, 아마 말씀하신게 이 식물인 듯 합니다.왜냐하면 도깨비방망이 모양 이삭과 보라색 꽃이 피는 식물이 바로 쥐꼬리망초이기 때문이죠.특히 줄기가 곧게 서서 곧은 타원형 잎이 2장씩 마주나고, 줄기 끝에 미세한 가시 같은 이삭 꽃차례가 솟아오르는 특징이 있습니다.

위장은 pH 1.5~2.0의 위산이라는 강력한 산성 물질을 내보내 소화를 돕고 세균을 살균합니다.정상적인 상태에서는 점막이 점액 방어막을 형성해 위벽이 위산에 부식되지 않도록 보호합니다.하지만, 음식을 잘 챙겨 먹어도 속이 쓰린 건 위산과 점막 방어막의 균형이 깨졌기 때문입니다.스트레스나 자극적인 음식, 카페인은 자율신경을 자극해 위산 분비 호르몬을 필요 이상으로 촉진합니다.그리고 위 점막에 미세한 염증이나 상처가 생기면 점막 방어선이 약해지는데, 음식을 먹어 분비된 위산이 이 손상된 위벽 상처에 직접 닿으면서 통증을 일으키게 됩니다.또 헬리코박터균 감염이나 위장 운동성 저하 역시 위산이 점막을 지속적으로 자극하는 주원인이 됩니다.속이 쓰릴 때 마시는 우유는 오히려 칼슘과 단백질 성분이 위산 분비를 더 자극할 수 있어 피해야 하고, 카페인이나 술, 매운 음식 섭취를 줄이고 규칙적인 식사를 유지하는 것이 점막 회복에는 필수적입니다.

세포는 DNA 손상 유형에 따라 그에 상응하는 정교한 DNA 복구 시스템을 가지고 있어 손상부위를 확인하고 원래의 서열로 복구시키게 됩니다.세포는 DNA 구조가 변형된 모양을 탐지 단백질을 통해 확인하며 손상 사실을 인지하게 됩니다.대표적으로 자외선 손상이 일어난 경우 뉴클레오타이드 절제 복구(NER)가 피리미딘 이량체로 찌그러진 부위를 통째로 잘라내 복구하고, 화학물질에 의한 손상이라면 염기 절제 복구(BER)가 변형된 단일 염기 하나만 핀셋처럼 떼어내 복구하게 됩니다.그리고 복제 과정 중 오류인 경우 미스매치 복구(MMR)가 잘못 짝지어진 염기를 찾아내 수정하게 되죠.또 방사선 등에 이중가닥이 절단 되면 상동 재조합(HR)이 반대쪽 염색체를 틀로 삼아 끊어진 두 가닥을 이어붙입니다.이런 복원의 핵심은 DNA의 상보적 결합 법칙에 의한 것인데, 한쪽 가닥이 손상되어 잘려 나가도 반대쪽 가닥에 원본 정보가 남아있기 때문에 복구가 가능한 것이죠.

앵무새가 사람의 말을 따라 하는 것은 뛰어난 사회성과 특수한 발성 구조 덕분입니다.야생의 앵무새는 여러 마리가 모여사는 무리 동물이며, 무리 안에서 서로 고유의 울음소리를 서로 따라 하며 유대감을 쌓습니다.그런데, 반려 앵무새에게는 같이 사는 사람이 자신의 무리의 일원이죠. 따라서 사람의 목소리를 유대감을 강화하기 위한 무리의 소리로 인식하고 따라 하는 것입니다.또한 특정 단어를 말했을 때 사람이 웃거나 간식을 주는 등의 반응을 보이면, 이를 긍정 신호로 학습해서 해당 소리를 더 자주 내게 됩니다.그리고 사람의 성대 위치와 달리, 앵무새는 기도가 두 개의 폐로 갈라지는 지점에 명관이라는 기관을 가지고 있습니다. 이 명관 주위의 근육을 세밀하게 조절하여 사람의 목소리와 유사한 다양한 주파수의 소리를 만들 수 있습니다.또한 앵무새는 사람처럼 두껍고 유연한 혀를 가지고 있어 소리를 다듬고 변형하기 쉬운 편이죠.게다가 뇌의 음성 학습을 담당하는 영역이 다른 조류에 비해 발달해 있어 복잡한 소리를 기억하고 모사할 수도 있는 것입니다.

생물학적인 이론상으로는 불로불사가 가능하지만, 그렇다고 실제 물리적으로 완전히 죽지 않는 것은 아닙니다.아마 말씀하신 해파리는 '작은보호탑해파리'이거나 '홍해파리'인 듯 한데, 노화로 인한 자연사를 극복할 수 있는 지구상 유일한 생물종으로 알려져 있죠.이 해파리는 성체 상태에서 환경이 열악해지거나 늙으면 바닥에 내려앉아 몸을 공 모양으로 뭉치고, 분화전환 과정을 통해 성체 세포를 줄기세포 상태로 돌립니다.즉, 스스로를 어린 시절의 형태인 '폴립'으로 되돌려 생명을 리셋하는 것입니다.그리고 이 폴립에서 다시 수많은 어린 해파리들이 자라나 개체수를 늘리며 새 삶을 시작하는 것입니다.원리적으로는 이 과정을 무한히 반복하여 생물학적 불사를 누릴 수 있습니다.하지만 외부 위험은 여전하기 때문에 천적에게 잡아먹히거나 치명적인 질병이나 바이러스에 걸리면 죽을 수 밖에 없습니다. 또한 수질 오염이나 물리적 파쇄 등으로 몸이 손상되면 리셋을 진행하지 못하게 되죠.결구 노화에 의한 자연사는 없지만, 포식이나 사고로 인한 죽음은 피할 수 없는 것입니다.

우리가 돌멩이처럼 딱딱한 물건과 솜인형처럼 부드러운 물건을 만질 때, 손 끝은 단 하나의 신호가 아닌 압력, 피부 변형 속도, 진동, 그리고 운동감각의 복합적인 신호 패턴을 조합하여 구분합니다.피부 속 메르켈 원반이나 파치니 소체 등 기계수용체가 물리적 자극을 전기 신호로 바꿉니다.피부가 눌리면 세포막의 이온 채널이 열려 나트륨칼슘 이온이 유입되며 신호가 발생하는데, 자극은 초당 70~100m의 빠른 속도로 신경을 타고 뇌의 체감각 피질로 전달됩니다.만일 단단한 돌멩이를 만지면 좁은 영역에 강하고 명확한 압력 신호가 집중되어 발생되는 반면 푹신한 솜인형을 만지면 피부가 눌리며 넓은 면적으로 압력 신호가 완만하게 분산됩니다.또 뇌는 단순 압력뿐만 아니라 손가락을 문지를 때 생기는 미세한 진동 패턴도 함께 읽어내고, 손가락 근육이 들어간 힘과 피부가 눌린 깊이의 비율인 강도도 계산합니다. 즉, 힘을 많이 줬는데 눌리지 않는다면 뇌는 단단하다고 해석하고, 힘을 적게 줘도 깊이 눌린다면 부드럽다고 해석하는 것이죠.이 모든 신호 변환과 뇌의 패턴 분석은 불과 수십 밀리초 안에 이루어지기 때문에, 우리는 손을 대는 순간 직관적으로 물체의 재질을 느낄 수 있는 것입니다.

파리지옥에는 동물과 같은 근육이나 신경계가 없습니다. 대신 전기 신호와 수압의 이동, 물리학적 탄성을 조합해 0.1초 만에 움직이게 됩니다.곤충이 잎 안쪽에 솟아있는 감각털을 건드리면 기계적 자극이 전기 신호로 변환됩니다.물론 빗물 등에 잘못 반응하지 않도록 20초 안에 감각털이 2번 이상 건드려져야만 닫힘 신호가 발생하게 되는데, 첫 번째 자극으로 세포 내 칼슘 이온 농도가 올라가고 두 번째 자극이 연속될 때 비로소 반응 역치를 넘게 됩니다.신호가 전달되면 잎 외곽 세포로 수분이 급격히 이동하며 세포 형태가 변하는데, 팽팽하게 밖으로 볼록했던 잎이 수압 변화를 견디지 못하고 순간적으로 안쪽으로 뒤집히며 닫히게 됩니다.그리고 갇힌 곤충이 발버둥 치며 감각털을 5번 이상 건드리면 식물은 소화 효소를 분비해 먹이를 분해하게 되죠.결론적으로 근육이 없어도 이온 이동을 통한 전기 신호와 세포 수압 및 탄성의 물리적 변화로 근육보다 빠르게 움직이는 것입니다.

염색체 교차는 부모에게서 물려받은 기존의 유전자 조합을 섞어 전혀 새로운 대립유전자 조합을 만들어내기 때문입니다.감수 1분열 전기에 상동염색체가 만날 때, 비자매 염색분체끼리 유전물질 일부를 무작위로 교환하는데, 이 과정에서 한 염색체 위에 부계 유전자와 모계 유전자가 섞인 재조합 염색체가 만들어집니다.만일 교차가 없다면 단순히 독립적 분배만 일어나 약 830만 개의 생식세포 조합만 가능하지만, 교차가 어디서 몇 번 일어날지 매번 달라지므로, 생성 가능한 유전자 조합은 사실상 무한대가 되는 것입니다.이 덕분에 동일한 부모 밑에서 태어난 자녀라도 서로 완전히 다른 유전적 특성을 지니게 되는 것이죠.특히 이런 다양한 유전자 조합을 가진 집단은 감염병이나 급격한 환경 변화에도 멸종하지 않고 살아남을 확률이 높고, 자연선택 과정에서 환경에 적합한 유전자 조합을 빠르게 확산시킬 수 있는 장점이 있습니다.

사실 멸종된 특정 종의 생태적 지위를 다른 종이 대체하여 우세해지는 현상은 생태학에서 매우 흔하게 일어나는 아주 일상적인 현상이며, 이를 생태적 대체라 부릅니다.그리고 특정 종이 사라졌을 때 대체 현상이 일어나는 양상은 크게 세 가지 패턴으로 나뉩니다.첫번째는 '잠재적 경쟁종의 대발생'으로 평소에는 경쟁 밀려 세력을 펼치지 못하던 유사 종이, 최상위 포식자나 강력한 경쟁자가 사라지자마자 자원을 독점하며 급격히 번식하는 경우입니다.두번째는 '외래종 또는 기회주의적 종의 진입'으로 기존 핵심종이 수행하던 기능이 공백으로 남으면, 그 빈자리를 노리고 외부에서 들어온 외래종이나 잡식성 기회주의 종이 빠르게 우세종으로 자리 잡습니다.세번째는 진화적 대체로 상당히 장기적 관점입니다. 즉, 대멸종 사건 이후 빈 생태적 지위를 채우기 위해 남아있던 종들이 수백만 년에 걸쳐 다양하게 분화하는 현상입니다.다만, 새로운 종이 자리를 대체한다고 해서 원래 생태계와 똑같은 상태로 돌아가는 것은 아니며, 생태계는 한 종이 사라지면 다른 종이 그 빈자리를 채우려 움직이는 자정 시스템을 가지고 있지만, 새로 형성된 균형은 이전과 완전히 다른 형태를 띨 가능성이 높습니다.