안녕하세요. 김지호 전문가입니다.
Q. 사람에게 양분을 준다고 치면 어떨 거 같나요?
안녕하세요.식물에게 양분을 주면 스스로 잘 자란다고 하지만, 실제로는 '양분'만으로 자라는 것은 아닌데요, 빛, 물, 공기, 온도, 뿌리의 건강 등 복합적인 조건이 함께 맞춰져야 생장이 일어나게 됩니다. 이런 맥락에서 사람에게 '양분'을 준다고 해서 저절로 성장하는 건 아닙니다. 식물의 경우 뿌리로 받아들이고 광합성과 함께 성장하며 환경조건이 맞으면 수동적 성장하게 됩니다.
Q. 사자와 호랑이는 서로 보면 잡아먹을려고 애를 쓸까요??
안녕하세요.사자와 호랑이는 서로를 보고 곧바로 잡아먹으려고 하지는 않지만, 서로를 강력한 경쟁자 혹은 위협으로 인식하여 서열 싸움이나 영역 다툼을 벌일 가능성은 매우 크다고 볼 수 있습니다. 우선 사자와 호랑이는 서식지가 다른데요, 사자의 경우 주로 아프리카 사바나, 일부 인도에 있는 아시아사자가 있으나 호랑이는 아시아의 밀림, 숲, 습지 등지에 서식 자연 상태에서는 서로 마주칠 일이 없습니다. 또한 이들은 식성이 겹치지만, 서로를 먹지는 않습니다. 사자도, 호랑이도 고기를 먹는 육식동물이지만, 다른 포식자를 먹이로 삼지는 않습니다. 즉, 서로를 먹이로 인식하지는 않지만, 상대가 자신의 영역에 들어오면 쫓아내려 하거나, 위협을 느껴 싸움이 날 수 있습니다. 또한 사자와 호랑이는 최상위 포식자(Apex predator)로 서로 경쟁자 관계에 해당하는데요, 이런 포식자끼리는 서로 싸우는 것 자체가 위험하기 때문에, 가능하면 피하거나 위협만 하고 끝내는 전략을 씁니다. 따라서 서로가 자연에서 마주쳤다면, 먹으려 하기보다는, 싸울지 말지를 판단하고 거리를 둘 가능성이 더 큽니다.
Q. 쏙독새 깃털은 외부환경에 따라 색의 변화도 가능한가요?
안녕하세요. 쏙독새는 마치 환경에 맞춰 변화하는 것처럼 보일 만큼 탁월한 위장 능력을 선천적으로 가지고 있는데요, 하지만 쏙독새는 깃털 색을 주변 환경에 따라 능동적으로 바꾸는 능력은 없습니다. 쏙독새의 깃털 색은 유전적으로 결정되며, 부화했을 때부터 나무껍질이나 이끼, 낙엽과 유사한 색과 무늬를 가지고 태어나는데요, 갈색, 회색, 검은색, 흰 점 무늬 등으로 이루어진 이 깃털 패턴은 숲 속 나뭇가지나 썩은 나무와 거의 구분되지 않습니다. 이것은 "배경 위장(Background matching)"이라고 불리는 대표적인 수동적 보호색 전략입니다. 일부 동물, 예를 들어 카멜레온, 갑오징어, 문어 등은 색소세포(크로마토포어)를 통해 주변 환경에 따라 색을 바꿀 수 있는데요, 하지만 쏙독새는 이런 능동적 색 변화 구조를 전혀 가지고 있지 않습니다. 따라서 깃털 색은 일생 동안 거의 변하지 않으며, 환경 변화에 따라 바뀌지 않습니다. 하지만 외부 환경과 일치하는 이유는 쏙독새는 깃털의 패턴이 다양하며, 개체마다 조금씩 다르게 태어납니다. 다양한 무늬와 색의 조합이 서식지 배경과 비슷해질 가능성을 높이고, 위장 효과를 극대화하는데요, 낮에는 거의 움직이지 않고 나뭇가지처럼 가만히 앉아, 움직임으로 인한 시각적 노출도 줄이게 됩니다.
Q. 텔로미어란 무엇이고 어째서 노화와 연관이 있는 것인지 궁금합니다.
안녕하세요."텔로미어"란 염색체 끝 부분에 위치하며 세포의 수명을 결정하는 역할을 하는 DNA 조각을 말하는 것인데요, 생명체의 세포 분열 수명과 밀접한 관련이 있는 염색체 말단의 반복 서열 구조로, 노화의 열쇠를 쥐고 있는 중요한 생물학적 요소라고 할 수 있습니다. 사람의 경우, 텔로미어는 주로 TTAGGG라는 염기서열이 수천 번 반복된 구조로 이루어져 있으며, 이 반복서열은 염색체가 손상되거나 서로 엉키는 것을 막는 보호 역할을 합니다. 세포가 분열할 때 DNA 복제가 일어나는데, 이때 복제 기구가 DNA의 맨 끝까지 복제하지 못하는 구조적 한계가 있는데요, 그래서 한 번 세포가 분열할 때마다 텔로미어가 조금씩 짧아집니다. 일정 수준 이상 짧아지면, 세포는 더 이상 분열할 수 없고, 노화하거나 사멸(세포사)하는데요, 이 현상을 "세포 노화(senescence)"라고 부르며, 생명체의 노화 원인 중 하나로 작용합니다. 또한 사람의 체세포는 보통 약 50~70회 분열 후 텔로미어가 다 닳아 멈춘다고 알려져 있습니다. 세포 안에는 "텔로머레이스(telomerase)"라는 효소가 존재하며, 이 효소는 텔로미어를 다시 연장하는 역할을 하는데요, 줄기세포, 생식세포, 암세포 등에서는 활발하게 작동하여 계속 분열이 가능합니다. 하지만 일반적인 체세포에서는 거의 작동하지 않기 때문에 결국 노화가 진행되는 것입니다.
Q. 왜 전체적으로 보면 초식동물들이 몸집이 큰 이유가 뭘까요?
안녕하세요. 네, 질문주신 것과 같이 일반적으로 초식동물이 육식동물보다 몸집이 큰 경우가 많은 이유는 생태학적, 진화적 이유들이 복합적으로 작용한 결과라고 볼 수 있는데요, 우선 가장 큰 이유는 식물은 소화가 어렵고 양이 많이 필요해서 몸이 커질 수밖에 없습니다. 식물은 섬유질(셀룰로오스)이 많아 소화하기 어려운데요, 따라서 초식동물은 소화기관이 매우 크고 복잡해야 하며, 오랜 시간 먹고 또 소화해야 하며, 이처럼 소화계가 크다 보니 전체 몸집도 커지게 되는 것입니다. 즉, 소화기관의 효율을 높이기 위한 진화적 선택이 몸집을 키우게 된 것입니다. 또한 초식동물은 계속 먹어야 하므로 이동 효율을 위해 큰 크기가 유리한 것입니다. 식물은 흩어져 있거나 넓은 영역에 분포해 있기 때문에 초식동물은 넓은 땅을 이동해야 합니다. 몸집이 크면 걷는 효율이 좋아지고 이동 거리를 늘릴 수 있으며, 긴 다리로 장애물도 더 쉽게 넘습니다. 마지막으로는 큰 몸집은 천적에게 위협을 주거나 포식의 어려움을 증가시키며, 또한 무리를 지어 행동하면 크기가 집단 방어 효과를 더욱 강화하는 효과도 있습니다.