답변 내역

식물의 광합성은 잎 세포 내부의 엽록체에서 일어나며, 크게 명반응과 암반응인 캘빈 회로의 2단계 공정을 거칩니다.광합성이 일어나는 엽록체 내부에는 틸라코이드라는 동전 모양의 납작한 주머니가 막에 엽록소가 박혀 있는데, 이 틸라코이드에서 빛과 물을 이용해 산소를 배출하고 에너지를 만드는 명반응이 일어납니다.그리고 틸라코이드 주변의 액체 공간인 스트로마에서는 이산화탄소를 포도당으로 바꾸는 암반응이 일어납니다.엽록소는 태양광 중 청색광과 적색광은 잘 흡수하지만, 녹색광은 흡수하지 못하고 반사합니다. 이 반사된 녹색 빛이 우리 눈에 들어오기 때문에 잎이 초록색으로 보이는 것이죠.또 에너지가 가장 강한 녹색광을 반사해 강한 빛으로부터 세포 손상을 막는 것이기도 합니다.그리고 진화적으로는 과거 녹색광을 독점하던 보라색 미생물 피하기 위해 남은 빛을 쓰도록 진화한 것이기도 합니다.

동물행동학 연구에 따르면 강아지와 고양이는 사람을 단순히 주인이 아니라 깊은 애착을 느키는 보호자이자 가족으로 인식합니다.특히 강아지는 어린아이가 부모에게 느끼는 감정과 비슷하게 불안한 상황에서 보호자가 곁에 있으면 스트레스가 크게 줄어듭니다. 또한 보호자가 눈을 맞추면 뇌에서 애정 호르몬인 옥시토신이 분비되어 강한 유대감을 형성합니다.그리고 fMRI 촬영 결과, 강아지의 뇌는 보호자의 냄새를 맡았을 때 쾌락과 보상을 담당하는 영역이 가장 활발하게 활성화되는 것도 확인되었습니다.고양이는 강아지와는 좀 다르긴 하지만, 오레곤 주립대 연구에 의하면 고양이의 64%가 보호자에게 아이나 강아지와 같은 수준의 안정적 애착을 보입니다.고양이는 보호자를 어미나 동료로 인식하여, 다가와 몸을 비비거나 머리를 부딪치는 행위로 깊은 애정을 표현하며, 고양이가 내는 골골송이나 핥아주는 알로그루밍은 상대를 자신의 울타리이자 보호자로 받아들였다는 신호이기도 하죠.결과적으로 두 동물 모두 수직적인 주종 관계가 아니라, 자신에게 안전과 사랑을 주는 존재이자 가족으로 사람을 느끼는 것입니다.

오페론은 연관된 기능을 하는 여러 유전자를 하나의 프로모터와 작동자 아래에 물리적으로 묶어 놓은 세균 특유의 유전자 집합체입니다.RNA 중합효소가 하나의 스위치 제어를 받으며 전사를 시작하면, 여러 유전자 정보가 담긴 하나의 다중 전사체(mRNA)가 합성됩니다.이 하나의 mRNA로부터 대사 과정에 필요한 여러 효소가 동시에 번역되기 때문에 단 한 번의 조절로 복잡한 대사 회로 전체를 켜거나 끌 수 있는 것입니다.이 시스템 덕분에 영양분 변화 등 외부 자극에 필요한 모든 효소를 일괄 생산하여 빠르게 반응할 수 있고, 유전자마다 별도의 조절 장치를 유지하고 구동하는 데 드는 에너지 소모를 줄일 수 있습니다.또 동일한 대사 경로상의 효소들이 항상 균일한 비율로 한꺼번에 만들어져 대사 병목 현상을 막을 수 있습니다.결과적으로 세균은 오페론을 통해 가용 자원이 제한된 상태에서도 최소한의 제어 장치로 최대의 대사 효율을 확보할 수 있는 것입니다.

북유럽의 엘크는 혹독한 추위와 포식자로부터 살아남기 위해 거대한 몸집으로 진화했습니다.말씀하신 것처럼 큰 덩치에는 에너지가 많이 들긴 하지만, 극지방에 가까운 환경에서 살아남기 위한 생존전략이죠.키가 2m에 달해 겨울철 허벅지까지 쌓이는 눈밭도 쉽게 헤치고 이동할 수 있고, 곰과 늑대 무리도 500kg이 넘는 거구와 강한 앞발 차기 공격 때문에 성체를 함부로 건드리지 못합니다.다만, 이런 몸집을 유지하기 위해 여름 동안 수생식물과 나뭇잎을 하루 30~40kg씩 먹어 두꺼운 지방층을 축적하고, 겨울에는 활동량을 극도로 줄여 쌓아둔 체지방을 태우며 대사율을 최적화합니다.결론적으로 큰 덩치로 인한 에너지 소모보다 추위를 견디고 천적을 퇴치하며 이동성으로 얻는 생존 이득이 훨씬 크기 때문에 대형화된 것입니다.

만일 평소 40분마다 서서 움직이던 습관을 가졌다면 장이 그 활발한 움직임에 맞춰서 잘 연동되고 있었을 것입니다.그런데 갑자기 3시간이나 앉아 계셨다면 장운동에 변화가 생긴 것은 당연한 일입니다.직립 자세나 이동 상태에서는 복근과 골반저근이 미세하게 수축과 이완을 반복하며 장에 지속적인 자극을 줍니다. 그런데, 3시간 동안이나 앉아 있으면 골반은 물리적 압박으로 인해 근육이 경직되고, 장의 자율적인 연동운동 촉진 신호가 크게 줄어들게 됩니다.그리고 장운동은 부교감신경이 활성화될 때 촉진됩니다. 만일 같은 자세로 오랫동안 고정되어 있으면 미세한 신체적 피로와 복압 증가로 정맥류 체류 및 스트레스가 발생하고, 교감신경 반응이 약간 우세해지면서 장관 분비물 저하와 소화관 수축 둔화가 일어나게 됩니다.또 앉은 자세에서는 직장과 항문 사이의 각도가 굽어 있어 변이 밀려 내려오기 어려운 형태가 됩니다. 이후 다시 서거나 움직여야 이 각도가 벌어져 배변 반사가 원활해이죠.

생물학적으로 인내심과 감정 텐션의 차이를 만드는 핵심은 뇌 회로와 신경계의 반응성입니다.먼저 감정을 느끼는 편도체를 이성적인 전두엽이 얼마나 빠르게 제어하는지에 따라 참을성이 결정됩니다. 또 충동을 조절하는 세로토닌 활성도가 높은 사람일수록 스트레스 상황에서도 평정심을 유지하는 능력이 높습니다.그리고 즉각적인 자극보다 미래의 보상을 기다리게 만드는 도파민 회로의 차이가 지연 만족 능력을 만듭니다. 하지만 자극을 받았을 때 아드레날린이 급격히 분비되는 사람은 몸의 텐션이 쉽게 올라가고 인내심이 줄어들죠.또 부교감신경의 회복력이 뛰어난 사람은 흥분한 상태에서도 평상 상태로 빠르게 돌아옵니다.이러한 차이는 스트레스 호르몬을 분해하는 유전자 차이로 인해 스트레스 잔여 시간이 사람마다 다르고, 성장 환경과 후성유전학적 요인으로 인해 자극에 반응하는 생물학적 기본 민감도가 달라지기 때문입니다.결국 인내심 차이는 뇌와 자율신경계가 자극을 처리하고 다시 항상성으로 복구하는 생화학적 속도 차이라 할 수 있는 것입니다.

비버는 야생에서 집을 계속 보수하고 확장하면서 보통 지름 3~6m, 높이 1.5~3m 크기까지 키웁니다.하지만, 비버는 매년 기존 집 위에 나뭇가지와 흙을 덧붙여 보수하기 때문에, 사용한지 오래된 집이라면 직경이 10m 이상으로 커지기도 합니다.그리고 우리나라에는 비버가 서식하지 않습니다.비버는 유라시아 북부와 북아메리카 대륙에 주로 서식하는 동물입니다.

사슴 뿔은 동종 수컷과의 힘겨루기와 암컷을 향한 과시용으로 진화했기 때문입니다.소의 뿔은 포식자를 찌르기 위한 방어용이지만, 사슴 먼저도 말씀드렸지만, 뿔은 수컷끼리 싸우는 도구입니다.그래서 가지 구조는 뿔끼리 깍지처럼 걸리게 하여 서로의 눈이나 목을 찌르지 않게 하고, 머리를 맞대고 치명상 없이 순수한 힘겨루기만 할 수 있도록 만듭니다.또한 매년 새로 자라는 크고 화려한 가지 뿔은 수컷의 뛰어난 영양 상태를 보여줍니다.그래서 암컷은 가지가 복잡하고 거대한 뿔을 가진 수컷을 우수한 짝짓기 상대로 판단할 수 있습니다.특히 엘크 등의 넓적한 뿔은 힘겨루기를 할 때 상대의 힘을 받는 면적을 넓혀 단단히 버티게 하고, 순록의 퍼진 뿔은 겨울철 눈을 치우고 풀을 파먹는 삽의 역할도 겸하고 있어 그런 형태가 된 것입니다.결국 사슴 뿔의 독특한 형태는 상대를 죽이지 않으면서 힘을 겨루고 매력을 뽐내기 위한 최적의 결과물인 셈입니다.

6,600만 년 전 대멸종 당시, 소행성 충돌로 공룡과 익룡이 전멸하며 하늘과 육상의 생태계 자리가 완전히 비어버렸습니다. 그나마 살아남은 극소수의 조류는 몸집이 작고 씨앗 등을 먹을 수 있어 참혹한 환경을 버텨낼 수 있었습니다.그렇게 경쟁자와 포식자가 사라진 상태가 되자 이들은 뛰어난 비행 능력으로 전 세계 곳곳의 빈 서식지로 빠르게 확산했고, 이 과정에서 조류 특유의 부리 유전자가 먹이에 맞춰 모양을 바꾸는 폭발적 적응 진화를 일으켰습니다.즉, 먹이와 환경에 맞춰 수많은 종으로 갈라지는 적응방산이 일어나 짧은 시간 안에 만여 종의 다양성을 이룬 것입니다.결론적으로 지구에서 수많은 경쟁자들이 한순간에 사라진 상태에서, 뛰어난 이동력과 높은 적응력을 가진 생명체가 빈자리를 빠르게 선점하는 과정에서 그에 맞춰 빠르게 모양을 바꾼 결과입니다.

해파리 독에는 사실상 면역에 가깝습니다.피부와 입안이 매우 두껍고 딱딱한 케라틴 층으로 덮여 있어 해파리의 독침, 즉 자포가 침투하지 못합니다.또 식도 내부에는 가시 모양의 돌기가 있어 독침이 질긴 식도 벽을 찌르지 못하게 막으면서 해파리를 위장으로 밀어 넣을 수 있습니다.하지만, 복어 독인 테트로도톡신에 완전한 면역은 아닙니다.복어의 테트로도톡신은 신경을 마비시키는 강한 독으로 바다거북은 분명 포유류나 사람에 비해 복어 독에 대한 저항력이 상당 수준 높지만, 그래도 많은 양의 독성 복어를 섭취하면 마비 증상을 겪거나 치명상을 입을 수 있습니다.그래서 복어를 주 먹이로 삼지는 않으며 어쩌다 마주쳐도 적극적으로 잡아먹지는 않습니다.