안녕하세요. 김지호 전문가입니다.
생물·생명
Q. 거미들은 어디로 들어오는걸까요???
안녕하세요.거미가 집 안으로 들어오는 경로는 생각보다 다양한데요, 우리가 예상하지 못한 아주 작은 틈과 공간을 이용해 들어오는 경우가 많습니다. 특히 거미는 몸집에 비해 매우 유연하고 가늘기 때문에, 창문 틈, 방문 아래, 배수구 주변, 벽의 미세한 균열, 전선이나 배관이 연결된 틈새를 통해 집 안으로 유입될 수 있습니다. 또한 계절에 따라 거미의 활동 시기와 침입 경로도 달라지는데, 주로 가을철에는 바깥 기온이 떨어지면서 따뜻하고 먹이가 풍부한 실내를 향해 의도적으로 이동하기도 합니다. 거미가 벽을 타고 올라오는 모습은 매우 일반적인 행동입니다. 대부분의 거미는 다리 끝에 작은 갈고리와 미세한 털 구조를 가지고 있어서 매끄러운 유리창, 벽, 천장까지도 잘 기어오를 수 있습니다. 특히 줄무늬집거미, 벽거미처럼 집 안에 자주 출몰하는 종들은 실내 구조에 매우 잘 적응해 있으며, 불을 향해 몰려드는 곤충들을 따라 들어오는 경우도 많습니다. 예를 들어, 야간에 창문을 열어두었을 때 불빛에 유인된 작은 곤충들을 먹이로 삼기 위해 거미가 몰래 들어오기도 합니다.또한, 외부에서 옷이나 상자, 장작 등 물건을 옮겨올 때 무심코 거미가 실려 들어오는 경우도 적지 않습니다. 예를 들어 창고나 베란다에 두었던 물건을 집 안으로 들일 때 거미가 달라붙어 함께 들어오는 경우도 있고, 심지어 빨래를 바깥에서 말렸다 들여왔을 때 그 속에 숨어 있기도 합니다. 거미는 주로 어두운 구석, 가구 밑, 천장 모서리, 문틀 위와 같이 움직임이 적고 조용한 곳을 선호하며, 먹이가 되는 작은 곤충들이 자주 출몰하는 공간을 중심으로 자리를 잡습니다. 이러한 이유로 가끔씩 거미줄이 거실 구석이나 천장에 생기는 것도 바로 그 때문입니다. 결론적으로, 집 안에 거미가 들어오는 이유는 단순히 우연이라기보다는, 먹이, 온도, 습도 등 생존에 유리한 환경을 찾아 이동한 결과이며, 그 경로는 눈에 잘 보이지 않는 작은 틈과 물건을 통한 간접적 경로를 포함해 매우 다양합니다. 벽을 타는 능력도 뛰어나기 때문에 위에서든 옆에서든 조용히 접근할 수 있는 것입니다. 만약 거미의 유입을 줄이고 싶으시다면, 틈새 실링(밀봉), 방충망 점검, 외부 조명 최소화, 실내 청결 유지 등이 매우 효과적입니다.
생물·생명
Q. 단세포 생물이 환경 변화에 적응하는 방식이 궁금합니다.
안녕하세요.단세포 생물은 하나의 세포만으로 이루어져 있으면서도 놀랍도록 다양한 환경 변화에 빠르게 적응해 생존할 수 있는 능력을 지니고 있습니다. 복잡한 장기나 신경계, 순환계가 전혀 없는데도 극단적인 온도, 염도, 산성, 기근, 독성 물질 등의 환경 속에서도 즉각적인 반응을 통해 살아남는 것은, 그들의 세포 내부에서 일어나는 정교한 분자 수준의 조절 메커니즘 덕분입니다. 특히 돌연변이나 세대 간의 진화를 기다릴 필요 없이, 한 세포 안에서 직접 이루어지는 ‘조절’과 ‘대응’이 핵심입니다. 먼저, 단세포 생물이 환경 변화에 적응할 수 있는 가장 근본적인 이유 중 하나는 단백질 발현의 조절(유전자 발현 조절)입니다. 세포는 환경 감지 센서 역할을 하는 수용체 단백질이나 전사 인자들을 가지고 있어서, 온도, 삼투압, 독성 물질, 영양분 농도 등의 변화가 감지되면 즉시 관련 유전자의 발현을 조절합니다. 예를 들어, 영양분이 갑자기 줄어들면 효율적인 대사 경로로 바꾸거나 에너지 소비를 줄이는 방향으로 전환할 수 있으며, 열 스트레스가 감지되면 열충격 단백질(HSPs)을 합성하여 세포 내 단백질이 변성되지 않도록 보호합니다. 또한 단세포 생물은 세포막을 통해 외부 환경을 직접 감지하고 반응할 수 있습니다. 세포막의 수용체는 주변의 삼투압, pH, 독성 물질을 탐지하며, 이에 따라 이온 펌프, 수송 단백질, 방출 채널을 조절하여 내부의 화학적 항상성을 유지하려 합니다. 예를 들어, 짠 바닷물에 노출된 담수성 단세포 생물은 삼투압 차로 인해 수분을 잃기 때문에, 세포 내에서 글리세롤이나 아미노산 유도체를 생산해 세포 내 삼투압을 높여 물을 붙잡아두려는 반응을 합니다. 흥미롭게도 단세포 생물은 일시적으로 휴면 상태로 전환함으로써 환경을 버티는 방법도 가지고 있습니다. 극한 환경에 직면했을 때, 일부 단세포 생물은 포자(spore)를 형성하거나 시스트(cyst) 상태로 들어가 세포 활동을 최소화하며, 수개월~수년을 버티다가 환경이 다시 좋아지면 활성을 재개하기도 합니다. 또 하나 중요한 생존 전략은 세포 내 대사 경로의 전환입니다. 단세포 생물은 산소가 있을 때는 호기성 호흡을 통해 ATP를 생성하다가, 산소가 없을 때는 발효(fermentation)를 통해 에너지를 생성하는 방식으로 신속히 바꾸는 유연성을 지닙니다. 이러한 대사적 전환은 매우 빠르게 일어날 수 있으며, 유전자 발현 조절, 효소 활성이 조절됨으로써 가능합니다. 결론적으로 말씀드리면, 단세포 생물이 유전적 돌연변이나 진화 없이도 환경 변화에 즉각적으로 적응할 수 있는 이유는, 세포 내부의 유전자 발현 조절, 세포막을 통한 환경 감지, 대사 경로 전환, 휴면 상태 진입 등과 같은 고도로 정교한 분자적 조절 메커니즘 덕분입니다. 이처럼 단세포 생물의 적응력은 생물학적으로 매우 효율적이며, 다세포 생물보다 오히려 더 빠르게 환경에 반응할 수 있는 구조를 갖추고 있는 것입니다.
생물·생명
Q. 새들은 편대를 이루면서 비행을 하는 모습을 자주 보게 되는데 이유가 있나요?
안녕하세요.많은 새들이 하늘을 날아갈 때 V자 형태로 편대를 이루며 이동하는 모습은 특히 기러기, 두루미, 펠리컨과 같은 중대형 조류에서 자주 관찰되는 독특한 행동입니다. 이와 같은 편대 비행은 단순히 무리를 지어 나는 것이 아니라, 에너지 절약, 의사소통, 방향 유지, 사회적 협력을 포함하는 매우 과학적이고 진화적으로 유리한 전략에 기반한 것입니다. 우선 가장 핵심적인 이유는 공기역학적 이점 때문입니다. 새가 날 때 날개를 아래로 치면 날개 끝에서 소용돌이치는 공기 흐름(vortex)이 형성되는데, 이때 날개 뒤쪽 양옆으로 상승 기류(upwash)가 만들어집니다. 뒤따르는 새는 이 상승 기류를 이용해 공중에 뜨는 힘을 더 쉽게 얻을 수 있으며, 그 결과 날갯짓에 필요한 에너지를 절약할 수 있습니다. 즉, 맨 앞에 서는 새는 가장 많은 에너지를 쓰고, 그 뒤로 줄을 지은 새들은 그보다 적은 힘으로 비행할 수 있게 됩니다. 흥미롭게도 이 V자 편대는 단순히 줄을 지은 것이 아니라, 날개 간격과 타이밍까지 조절되어 전체 편대의 공기 저항을 최소화하도록 구성됩니다. 연구에 따르면, 뒤에 있는 새들은 앞 새가 날개를 내릴 때 정확히 0.2초 내외의 시간차를 두고 날갯짓을 동기화함으로써 상승 기류를 극대화하여 활용합니다. 이러한 날갯짓의 타이밍 동기화는 학습과 본능이 결합된 결과로 알려져 있습니다. 또한, 편대 비행은 의사소통과 협동에도 중요한 역할을 합니다. 무리 내에서는 소리나 시각적 신호를 통해 방향을 공유하고, 위험을 감지하거나 피로한 개체가 자리를 바꿀 수 있습니다. 실제로 가장 앞에 있는 새는 일정 거리 이상 비행하면 뒤로 빠지고, 다른 새가 리더의 위치를 교대하면서 전체 무리의 피로를 분산시킵니다. 이러한 리더십 교대는 일종의 집단적 리듬과 규칙에 기반한 협력 체계로 이해할 수 있습니다. 편대 비행은 또 하나의 이점으로 길 찾기와 방향 유지에도 도움을 줍니다. 수천 km 이상을 이동해야 하는 철새들은, 편대를 이룸으로써 집단 기억과 경험을 공유하며, 시야 확보와 방향 감각 유지에 더 유리한 조건을 갖추게 됩니다. 특히 젊은 새는 어른 새를 따라가며 경로를 배우고, 전체 무리는 하늘의 태양, 지구 자기장, 별, 지형 등의 단서를 활용해 방향을 인식합니다. 결론적으로 말씀드리면, 새들이 V자 형태의 편대를 이루어 비행하는 이유는 공기역학적 에너지 절약, 무리 내 소통과 협력, 방향 감각 유지, 그리고 집단의 생존율을 높이는 진화적 전략이 결합된 결과입니다. 이는 단순히 보기 좋은 장면이 아니라, 수백만 년에 걸친 진화 과정 속에서 새들이 선택한 가장 효율적이고 생존에 유리한 방식이라 할 수 있습니다.
생물·생명
Q. 겨울철에 김장김치를 담글때 사용하는 굴은 항상 많은데, 어떻게 번식을 하고 채취를 하는지 궁금합니다.
안녕하세요.겨울철에 김장김치나 굴국밥, 굴전, 굴회 등에 자주 쓰이는 굴은 바다에서 서식하는 대표적인 이매패류(두 개의 껍데기를 가진 조개류)입니다. 우리가 식재료로 흔히 사용하는 굴은 대부분 양식을 통해 공급되며, 자연산도 일부 존재합니다. 굴의 생태와 번식 방식, 그리고 채취 방식은 아주 흥미롭고 체계적으로 이루어져 있습니다. 우선 굴은 바닷물 속에 떠다니는 유기물이나 미세한 식물성 플랑크톤을 여과해서 먹으며, 조수 간만의 차가 있는 바위, 말뚝, 또는 양식장에서 설치한 부착물에 붙어서 사는 착생 생물입니다. 산란기에는 체내에서 정자와 난자를 생성하며, 일부 굴은 자웅동체이기도 하고, 일부는 수컷과 암컷이 구분되어 있습니다. 보통 5월에서 8월 사이의 따뜻한 수온에서 번식하며, 성숙한 굴은 정자 또는 난자를 바닷물 속으로 방출합니다. 바다에 퍼진 이들 생식세포는 수정란이 되어 유생(프리벨리저 유생, trochophore larvae) 형태로 며칠 동안 바다를 떠다니다가, 적절한 지형이나 양식장에서 마련한 ‘채묘기’라는 부착 구조물에 착지하여 부착됩니다. 그 뒤에 성장하여 우리가 아는 껍질을 가진 굴의 형태로 성체가 되어갑니다. 굴 양식은 주로 다음과 같은 방식으로 이루어집니다:채묘 단계: 앞서 말한 유생이 부착할 수 있도록, 바다 속에 굴 껍질, 로프, 플라스틱 판 등의 채묘기(씨채취 도구)를 설치하여, 유생이 이곳에 붙게 유도합니다. 이 과정을 통해 굴 씨를 얻습니다.양성 단계: 유생이 붙은 채묘기는 일정 기간 동안 바다에 매달아 놓거나, 연안의 수면 위에 떠 있는 시설에 매달아 두어 성장이 이루어지게 합니다. 양식 굴은 보통 1~2년 정도 바다에서 키운 후 수확됩니다.수확 단계: 가을부터 겨울, 특히 11월~2월 사이가 굴의 맛이 가장 좋고 살이 오르는 시기이기 때문에 이 시기에 대량으로 수확됩니다. 수확된 굴은 껍질째 유통되거나, 탈각(껍데기를 제거)하여 김장김치나 생굴회, 국밥 등에 사용됩니다.한편, 굴은 바닷물의 수질 정화에도 큰 역할을 합니다. 굴 한 마리는 하루에 수십 리터의 바닷물을 걸러내어 유기물을 섭취하면서 주변 바다의 투명도를 높이고, 해양 생태계를 건강하게 유지하는 데 기여합니다. 따라서 굴은 단순한 식재료가 아니라 생태계 유지에 중요한 역할을 하는 생물이기도 합니다. 정리하자면, 굴은 바다에서 정자와 난자를 통해 수정된 유생이 부착한 뒤 자라 성체가 되며, 우리나라에서는 이를 양식 방식으로 대량 생산하여 겨울철 식탁에 공급하고 있습니다. 자연적인 번식과 인공 채묘, 양식 기술의 결합이 바로 오늘날 겨울철마다 풍부한 굴을 가능하게 하는 생태적, 산업적 기반이라 할 수 있습니다.
생물·생명
Q. 식물은 사람이 열매를 수확할 때 고통을 느낄까요?
안녕하세요.식물이 열매를 수확당할 때 인간처럼 ‘고통’을 느끼는가에 대한 질문은 매우 흥미롭고, 생물학적 구조와 신경 시스템의 차이를 이해하는 데 중요한 주제를 포함하고 있습니다. 우선 결론부터 말씀드리면, 현재 과학의 이해로는 식물은 사람처럼 고통을 ‘느끼지’ 않습니다. 그 이유를 생물학적으로 길고 연속된 설명으로 드리겠습니다. 고통(pain)은 단순한 자극 반응이 아니라, 신경계의 인식과 감정적 해석이 함께 수반되는 복합적인 생리적 경험입니다. 사람이나 동물의 경우, 통증은 말초 신경(감각신경)이 손상이나 자극을 감지하면, 그 신호가 중추신경계(뇌와 척수)로 전달되고, 뇌의 특정 영역에서 ‘고통’이라는 감각으로 인식됩니다. 이 과정에는 통각 수용기(nociceptor), 전기적 신호 전달, 신경전달물질, 뇌의 통합적 해석이 모두 포함됩니다. 반면, 식물은 뇌나 신경계가 없습니다. 식물은 자극에 반응하는 능력은 있지만, 신경세포나 통증을 느끼는 감각기관이 전혀 존재하지 않습니다. 그럼에도 불구하고, 식물은 외부 자극에 대한 복잡한 반응 메커니즘을 가지고 있습니다. 예를 들어, 가지가 꺾이거나 잎이 뜯기는 경우, 식물은 세포 손상을 감지하고 전기 신호나 화학 신호를 통해 인근 조직에 스트레스 상태를 전달합니다. 이 반응은 식물 호르몬(예: 자스몬산, 에틸렌) 등을 통해 이루어지며, 해충을 막기 위해 독성 화합물을 생성하거나, 성장 방향을 조절하는 등의 방어 반응으로 이어지기도 합니다. 하지만 이 반응은 사람의 ‘고통’과는 다릅니다. 식물의 반응은 본능적이고 생리적인 조절 작용에 가까우며, ‘고통’이라는 감각적·의식적 경험이 동반되지 않습니다. 마치 자동문이 사람이 다가오는 것을 감지해 열리는 것과 비슷하게, 식물도 자극에 반응하지만 그것을 감정이나 느낌으로 인식하지는 않는 것입니다. 예를 들어, 과일을 수확하는 행위는 식물의 입장에서는 일종의 손실이지만, 많은 열매를 맺는 식물은 애초에 동물에게 열매를 먹히고 씨앗을 퍼뜨리는 것을 목적으로 하기 때문에, 일정 수준의 열매 ‘수확’은 식물의 진화적 전략에 포함되기도 합니다. 즉, 열매의 수확은 식물에게 해가 되기보다는 종 번식에 이로운 과정일 수 있으며, 그에 따른 생리적 반응은 있지만 통증은 없다고 보는 것이 옳습니다. 결론적으로 말씀드리면, 식물은 외부 자극에 대해 정교하고 복잡한 반응을 보일 수 있으나, 인간처럼 뇌와 신경계를 통한 감각 체계가 없기 때문에 ‘고통’이라는 감정적 체험을 하지는 않습니다. 우리가 열매를 수확할 때 식물 내부에서 변화가 일어날 수는 있지만, 그것은 자극에 대한 생리적 반응이지, 의식적인 고통은 아닙니다.