안녕하세요. 김지호 전문가입니다.
Q. 영장류는 지문이 있는데 동물중에서 어떤 동물이 지문이 있나요?
안녕하세요."지문"은 표피의 일부로, 물체를 잡을 때 미끄러짐을 방지하고 감각을 세밀하게 느끼게 해주는 역할을 하는데요, 사람처럼 지문(=피부 융선)이 발달한 동물은 매우 드물지만, 일부 영장류 외 동물에게도 존재합니다. 우선 인간의 경우 모든 손가락에 지문 (고유 식별 가능)을 가지고 있으며, 침팬지, 오랑우탄, 고릴라를 포함하는 영장류의 경우 사람과 거의 유사한 지문 구조를 가지고 있습니다. 이외에도 코알라의 경우에도 사람과 거의 구분 불가능한 지문을 가지고 있습니다. 코알라(Koala)는 초식성 유대류로, 사람과 전혀 다른 계통임에도 불구하고 지문을 가지고 있는데요, 놀랍게도 사람과 매우 유사한 지문 패턴을 갖고 있으며, 심지어 현미경으로 봐도 사람 지문과 거의 구분이 안 되는 수준입니다. 이러한 특징은 이는 나무를 잘 붙잡고, 정밀한 잎 선택(유칼립투스 잎)을 하기 위한 진화적 적응으로 추정됩니다. 이처럼 나무를 타거나 붙잡는 동물의 경우 미끄러짐 방지를 위해 손바닥과 손가락에 마찰이 필요한 환경에 적응하면서 지문이 생겼다고 볼 수 있으며, 정교한 손의 사용을 통해 물체를 조작하거나 감각을 섬세하게 느껴야 하는 경우에도 지문을 갖게 된 것이라고 해석해볼 수 있겠습니다.
Q. 임신기간이 가장긴 포유류는 얼마나 오래 임신하나요?
안녕하세요. 질문해주신 것에 대해 답변드리자면, 포유류 중에서 임신 기간이 가장 긴 동물은 바로 아프리카코끼리(African elephant)입니다. 아프리카코끼리 (Loxodonta africana)는 약 22개월 (660일 내외)의 임신기간을 갖는데요, 우선 코끼리는 포유류 중에서도 매우 지능이 높은 동물입니다. 복잡한 뇌가 태어날 때부터 상당히 발달되어 있어야 하므로, 자궁 안에서 뇌와 신경계의 성숙을 오랫동안 준비해야 합니다. 또한 새끼가 태어날 때 이미 크고 완전한 상태로 나와야 생존에 유리하기 때문에, 자궁 내 성장 기간이 길어졌다는 특징이 있습니다. 또한 코끼리는 한 번 임신하면 수년간 또 임신하지 않기 때문에, 한 번의 임신에 강하고 건강한 새끼를 낳는 전략을 택한 것이라고 이해해볼 수도 있습니다.
Q. 모기의 천적이고 사냥률이 97%인 곤충은 무엇인가요?
안녕하세요.모기의 천적 중에서 사냥률이 약 97%에 이른다고 알려진 곤충은 바로 잠자리의 유충인 "애벌레(날도래유충 또는 물잠자리유충 포함)" 혹은 성체 잠자리라고 할 수 있는데요, 특히 잠자리의 성충(성체)은 모기를 공중에서 매우 효율적으로 포획하는 능력이 있어 "하늘의 헌터"라고도 불립니다. 캠브리지대 연구에 따르면, 잠자리의 사냥 성공률은 약 95% 이상으로포식 곤충 중 가장 높은 수준입니다. 잠자리의 모기 사냥의 과정에 대해 설명해보자면, 날아다니는 모기를 추적하고 고정된 공중 포인트에서 정확하게 낚아채듯 포획하는데요, 공중에서 먹이 포식까지 마무리하는 매우 효율적인 포식자입니다. 이처럼 잠자리의 사냥 성공률이 높은 이유는 최대 초속 9~10m 속도로 비행, 정지 비행도 가능하며, 먹잇감의 예측 경로를 계산하고, 비행 조절을 실시간으로 수행하기 때문입니다.
Q. 국내에 러브버그 천적은 없는 것인가요?
안녕하세요. 최근 한국에서도 러브버그(Lovebug, 붉은등우단털파리)의 개체가 많이 증가하면서 천적이 없는지에 대한 의문이 드실 수 있는데요, 최근 기사에 따르면 국내 생물자원관 연구관이 “참새나 까치는 물론, 거미류·사마귀 같은 곤충류까지 러브버그를 잡아먹는 광경이 종종 관찰된다”고 밝혔습니다. 원래 새로운 종이 출현하게 될 경우에는 초창기에는 천적이 없는 것처럼 보일 수 있는데요, 이는 새와 곤충성 천적들이 수요(먹이) 증가에 따라 점진적으로 러브버그를 포식하기 시작한 것으로 볼 수 있으며, 자연 생태계가 외래종에도 적응해가는 전형적인 과정이라고 볼 수 있습니다.
Q. 오가노이드 연구라는게 정확히 무엇인지 궁금합니다.
안녕하세요. '오가노이드'는 장기를 뜻하는 'Organ'과 유사함을 의미하는 접미사 '-oid'가 결합된 용어인데요, 즉, 실제 장기와 유사한 구조와 기능을 가지는 3차원 세포 집합체를 의미합니다. 말씀하신 오가노이드(organoid)는 최근 생명과학 및 의학 연구에서 큰 주목을 받고 있는 분야인데요, 실험실에서 줄기세포로부터 만들어낸 '미니 장기'로, 인간의 실제 장기와 형태적·기능적으로 유사한 3차원 구조체라고 볼 수 있습니다. 이러한 오가노이드의 경우 줄기세포(성체 줄기세포 또는 유도만능줄기세포, iPSCs 등)에서 특정 장기처럼 분화, 조직화되도록 유도하여 만들어지게 됩니다. 오가노이드가 등장하게 된 계기에 대해서 말씀드리자면, 동물 모델은 인간과 유전적·생리적으로 다르기 때문에, 약물 반응, 질병 진행 등이 완전히 같지 않은데요, 실험용 인간 장기를 구하는 것은 윤리적·실무적으로 어렵고 제한적입니다. 또한 환자 본인의 세포로 개인 맞춤형 약물 반응 실험이 필요해졌습니다. 이런 이유로 사람의 실제 조직과 유사한 실험 모델을 만들고자 오가노이드 기술이 개발되었다고 볼 수 있습니다. 오가노이드가 가진 기대효과로는, 신약 개발 및 독성 실험에 적용할 수 있는데요, 신약을 사람에게 쓰기 전, 오가노이드에서 약물 반응 및 독성 검사를 진행하거나, 장기별로 실험 모델 제작 가능하여 간독성, 신독성, 폐손상 등 조기 평가할 수 있습니다. 이외에도 현재는 연구 초기 단계지만, 향후 장기 손상 부위에 오가노이드를 이식하여 기능 회복 시도 중입니다.