안녕하세요. 김지호 전문가입니다.
Q. 동충하초를 인공적으로 만들 수는 없을까요?
안녕하세요.동충하초는 일반적인 식물의 씨앗이 곤충 위에 자라나는 것이 아니라, 곤충에 기생하는 일종의 곰팡이(자낭균류, 특히 Ophiocordyceps sinensis)가 숙주를 죽인 후, 그 체내에서 자라나서 밖으로 자실체(자라는 구조)를 형성하는 생물학적으로 독특한 현상입니다. 따라서 “애벌레에 씨앗을 올려놓는다”는 방식으로는 동충하초를 얻을 수 없습니다. 그 이유는 동충하초가 식물이 아니라 곰팡이(진균)이기 때문입니다. 자연 상태에서 동충하초는 주로 히말라야 고산지대 3,000~5,000m 이상의 냉량한 토양에서, 특정 나비 애벌레(예: Thitarodes 속)에 곰팡이 포자가 침투해 내부에서 증식한 후, 애벌레가 죽으면 그 체내를 먹이로 삼아 자실체를 형성하여 지상으로 돋아나는 방식으로 발생합니다. 이 과정은 매우 특수한 기후 조건, 토양 미생물 환경, 그리고 특정 숙주의 생리적 조건이 맞아야 가능하기 때문에 인공적으로 완전한 동충하초를 재현하는 것이 매우 어렵습니다. 하지만 과학계에서는 이러한 생물학적 특이성을 이해하고자 하는 연구가 계속되어 왔고, 실제로 인공 배양을 통한 ‘유사 동충하초’ 생산은 현재 상업적으로 이루어지고 있습니다. 인공 배양은 살아 있는 애벌레를 사용하지 않고, 곰팡이의 균사체 또는 자실체를 액체 또는 고체 배지에서 배양하여 얻는 방식입니다. 이 방식은 환경에 대한 부담이 적고 생산량을 조절할 수 있어, 건강보조식품 시장에서 널리 활용되고 있습니다. 다만 자연 상태에서 자란 동충하초와는 화학적 구성이나 생리활성 물질의 농도에 일부 차이가 있을 수 있습니다. 결론적으로, 애벌레 위에 식물 씨앗을 올리는 방식으로 동충하초를 얻는 것은 생물학적으로 불가능합니다. 동충하초는 식물이 아닌 곰팡이이며, 포자가 숙주 곤충 내부로 침입해 발아하고 성장하는 독특한 기생 생명주기를 가지고 있습니다. 다만 현대 과학기술을 통해 인공배양된 균사체나 자실체를 활용하여 동충하초의 기능성 성분을 일부 재현하는 것은 가능하며, 이것이 실제 상업적 대안으로 사용되고 있습니다.
Q. 토로사우루스의 프릴은 트리케라톱스의 프릴과 비교했을때 몸집에 비해 더 큰 편인가요?
안녕하세요.토로사우루스(Torosaurus)와 트리케라톱스(Triceratops)는 모두 백악기 말기(약 6800만~6600만 년 전) 북아메리카에서 서식했던 초식성 각룡류 공룡으로, 형태적으로 많은 공통점을 지닌 근연종입니다. 이들은 특히 세 개의 얼굴뿔과 커다란 프릴(목장식뼈) 구조로 유명하며, 같은 생태계 내에서 유사한 먹이 자원을 공유했을 것으로 추정됩니다. 두 공룡의 가장 두드러진 차이점 중 하나는 바로 두개골 후방의 프릴(fringed frill)인데요, 토로사우루스는 트리케라톱스에 비해 상대적으로 훨씬 큰 프릴을 가지고 있었으며, 이 프릴은 뼈에 커다란 구멍(창문, 즉 parietal fenestrae)이 두 개 뚫려 있는 것이 특징입니다. 반면, 트리케라톱스는 더 짧고 두꺼운 프릴을 가지며, 이 프릴에는 구멍이 없는 것이 일반적입니다. 비율로 따졌을 때, 토로사우루스의 프릴은 몸길이에 비해 가장 큰 크기의 두개골 구조 중 하나로, 어떤 표본에서는 전체 두개골 길이가 2.5미터 이상에 이르며 이는 전체 몸길이의 약 1/3에 해당합니다. 반면 트리케라톱스는 전체적으로 더 견고하고 두꺼운 두개골을 가지고 있지만, 프릴 자체는 토로사우루스보다 짧고 넓은 형태를 보입니다. 이러한 차이점은 과거에는 이 둘을 분명히 구분하는 기준이 되었으나, 2010년경부터 일부 고생물학자들 사이에서는 토로사우루스가 트리케라톱스의 성숙한 형태라는 주장이 제기되기도 했습니다. 이 이론은 성장 과정에서 프릴이 길어지고 구멍이 생기며 형태가 변화했다는 가설에 기반하지만, 이후 연구에서는 두 종이 해부학적으로 독립적인 종이라는 반론이 우세해지고 있습니다. 결론적으로, 토로사우루스의 프릴은 트리케라톱스보다 몸집에 비해 더 크고 얇으며, 구멍이 있는 특징적인 구조를 가지고 있습니다. 이는 단순한 방어 기능 외에도 의사소통, 체온 조절, 또는 과시적 기능 등 다양한 생태적 역할을 가졌을 가능성을 제시하며, 두 종의 생물학적 차이를 이해하는 중요한 단서가 됩니다.
Q. 지구상에서 식물이라는 존재의 기원이 어떻게 되나요?
안녕하세요.식물의 기원은 지구 생명의 초기 진화 과정과 깊은 관련이 있으며, 육상 생물의 등장 이전인 약 15억~10억 년 전의 바다로 거슬러 올라갑니다. 식물은 본질적으로 광합성을 통해 에너지를 얻는 생물로, 그 기원은 광합성을 수행하는 원핵생물인 시아노박테리아(남세균)와의 공생에서 비롯된 것으로 보입니다. 현대 식물의 조상은 단세포 진핵생물(조류의 조상)이 시아노박테리아를 세포 내로 받아들여 세포 내 공생(endosymbiosis)을 통해 엽록체를 획득하면서 시작되었습니다. 이렇게 해서 생겨난 광합성 진핵생물 중 일부가 녹조류(green algae)로 진화했으며, 이 녹조류가 오늘날 육상 식물(embryophytes)의 직접적인 조상이 됩니다.녹조류는 오랜 시간 동안 바다에서 서식하다가, 약 4억 7천만 년 전(오르도비스기)에 일부가 육지로 진출하면서 진정한 육상 식물로 진화하게 됩니다. 이때 육상 식물로의 전이는 환경적 압력과 기회의 결과였습니다. 바다에서 육지로 이동한 초기 식물들은 자유롭게 움직이는 능력을 가진 생물들이 아니라, 이미 바닥에 고착해 사는 조류(예: 석회조류, 다시마류)였으며, 이동성 동물과는 전혀 다른 진화 경로를 밟고 있었습니다.즉, 식물은 운동 능력을 가졌던 생물이 고착된 존재로 바뀐 것이 아니라, 애초부터 움직이지 않고 광합성에 의존하는 정착성 생물로 진화한 존재입니다. 따라서 바다에서 육지로 올라올 때도, 동물처럼 이동을 통해 진출한 것이 아니라, 포자나 생식세포를 통해 주변 환경으로 퍼지면서 점진적으로 육지 환경에 적응해 나간 것입니다. 이러한 적응에는 물 저장 조직, 기공, 왁스층(큐티클), 지지 조직, 그리고 생식세포 보호 구조 같은 특화된 기능들이 점차 발달했으며, 이는 오늘날의 이끼류, 양치식물, 관다발식물로 이어지는 진화 흐름에서 관찰할 수 있습니다. 정리하자면, 식물은 운동 능력을 가진 동물에서 진화한 것이 아니라, 바다에 서식하던 광합성 조류가 환경 변화에 적응하면서 고정 생활을 이어간 채로 육지로 진출한 독립적인 생물 계통입니다. 그 진화는 이동보다는 광합성과 생존 전략의 최적화에 초점을 맞춘 방향이었으며, 이는 오늘날 식물들이 가지는 생태적 역할과도 밀접하게 연결되어 있습니다.
Q. 사자 사회의 코얼리션과 프라이드는 어떤 것인지 궁금합니다
안녕하세요.사자의 사회 구조는 매우 흥미롭고 복잡하며, 이를 이해하기 위해서는 '코얼리션(coalition)'과 '프라이드(pride)'라는 두 개념을 구분해 살펴볼 필요가 있습니다. 이 두 용어는 사자의 사회적 조직을 이해하는 데 핵심적인 역할을 합니다.먼저 프라이드(pride)는 일반적으로 암컷 사자들과 그들의 새끼들, 그리고 소수의 성체 수컷 사자로 구성된 사자 무리를 의미합니다. 하나의 프라이드는 평균적으로 2~6마리의 암사자, 그들의 자손, 그리고 보통 1~3마리의 수사자로 이루어져 있습니다. 암사자들은 혈연 중심으로 구성되며, 대부분 태어난 프라이드에서 평생을 보내는 경향이 있습니다. 이들은 협력하여 사냥을 하고, 새끼를 함께 돌보며, 영토를 방어합니다. 프라이드는 사자의 사회적 삶에서 안정성과 협동의 기본 단위를 이룹니다. 반면에 코얼리션(coalition)은 일반적으로 수컷 사자들 사이의 동맹 관계를 의미합니다. 이는 혈연관계가 있을 수도, 없을 수도 있으며, 보통 젊은 수컷들이 함께 프라이드를 장악하기 위해 형성하는 동맹입니다. 코얼리션의 크기는 다양하지만, 2~4마리가 일반적이며, 간혹 형제나 이복형제로 구성되기도 합니다. 이들은 협력하여 기존 프라이드를 공격하고 기존의 지배 수컷들을 몰아낸 후, 프라이드를 장악하게 됩니다. 이후 일정 기간 동안 해당 프라이드의 지배 수컷으로서 번식 기회를 가지며, 외부의 다른 수컷들과 경쟁해야 합니다.이처럼 프라이드는 주로 암사자 중심의 안정적 생활 단위이고, 코얼리션은 수사자 중심의 공격적이고 전략적인 사회적 구조입니다. 프라이드가 생존과 번식을 위한 협력의 장이라면, 코얼리션은 번식 기회를 얻기 위한 경쟁의 도구라고 볼 수 있습니다. 이 두 구조는 서로 독립된 것이 아니라 상호작용하며, 사자의 생태적 전략과 진화적 적응을 잘 보여주는 사례입니다. 프라이드는 집단 생활을 통해 먹이 획득과 육아에 유리하며, 코얼리션은 짝짓기 기회를 극대화하고 지배력을 유지하는 데 효과적인 방식입니다. 이러한 사자의 사회 구조는 포식자임에도 불구하고 협력과 경쟁이 공존하는 동물 사회의 전형적인 예로 자주 인용됩니다.
Q. 타인들에 비해 상대적으로 배에 가스가 많이 찬다면??
안녕하세요.네, 같은 음식을 먹었음에도 불구하고 일부 사람들에게 유독 배에 가스가 많이 차는 현상은 장 건강 및 기능과 밀접한 관련이 있습니다. 이를 과학적으로 살펴보면 다음과 같은 요인들이 영향을 미칠 수 있습니다. 먼저, 장내 미생물(장내 마이크로바이옴)의 구성이 개인마다 다르기 때문에 같은 음식을 섭취해도 가스를 생성하는 정도에 차이가 생길 수 있습니다. 일부 사람들은 특정 탄수화물을 분해하는 능력이 부족한 미생물 구성을 가지고 있어, 이들이 대장에서 발효되며 과도한 수소, 메탄, 이산화탄소 등의 가스를 만들어냅니다. 예를 들어, FODMAPs(발효성 올리고당, 이당류, 단당류 및 폴리올) 성분이 많은 음식을 섭취하면 일부 사람들의 장에서는 이 성분들이 완전히 소화되지 않고 대장으로 넘어가 가스가 생성됩니다. 둘째로, 장의 운동 기능이 정상보다 느리거나 과민한 경우에도 가스가 잘 차고, 더 심하게 느껴질 수 있습니다. 과민성장증후군(IBS) 환자들은 실제 가스량이 많지 않더라도, 장벽의 감각이 과민해져 복부 팽만감과 통증을 더 심하게 경험할 수 있습니다. 또한, 소화효소의 결핍도 원인 중 하나입니다. 예를 들어 유당불내증이 있는 사람은 유제품을 섭취했을 때 유당을 제대로 분해하지 못하고, 이 유당이 대장에서 발효되며 가스를 생성하게 됩니다. 이러한 이유로, 같은 음식을 먹어도 가스가 많이 차는 사람은 장내 환경이 건강하지 않거나, 특정 성분에 민감하게 반응하는 경우가 많습니다. 만약 이런 증상이 자주 반복된다면 식습관을 점검하고, 필요하다면 내과나 소화기내과를 방문해 검사를 받아보는 것이 좋습니다. 장 건강을 개선하기 위해서는 식이섬유 섭취를 조절하고, 프리바이오틱스나 프로바이오틱스의 섭취를 고려해보는 것도 도움이 될 수 있습니다. 결론적으로, 배에 가스가 자주 차는 것은 단순한 불편함이 아닌, 장 건강의 이상 신호일 수 있으므로 가볍게 넘기지 않는 것이 중요합니다.