안녕하세요. 김지호 전문가입니다.
Q. 새 깃털은 어떤성분으로 되어있는지 궁금합니다.
안녕하세요. 새의 깃털은 단단하고 가벼우며 유연한 특징을 가지는데, 이러한 특성은 깃털의 주된 구성 성분인 케라틴(keratin)이라는 단백질 때문입니다. 케라틴은 사람의 머리카락, 손톱, 피부의 일부를 구성하는 단단한 섬유질 단백질로, 깃털에는 특히 β-케라틴이라는 형태로 존재합니다. 베타 케라틴(β-keratin)은 주로 새, 파충류 등의 외피 구조물(깃털, 비늘, 발톱 등)을 구성하는 단단한 섬유성 단백질로, 사람의 머리카락이나 손톱에 있는 알파 케라틴(α-keratin)과 구별됩니다. 이는 베타 시트(β-sheet) 구조를 이루며, 분자들이 평행하게 배열되어 높은 기계적 강도를 가지는데요, 단단하고 빽빽한 구조로 인해 유연성은 낮지만 강도와 내마모성이 뛰어잡니다. 다시 말해 β-케라틴은 분자 구조가 매우 치밀하게 배열되어 있어 강도와 탄성, 내구성이 뛰어나며, 깃털이 공기 중에서 형태를 유지하면서도 가볍고 단열 효과가 뛰어난 이유입니다. 깃털을 손에 쥐었을 때 마치 플라스틱처럼 느껴지는 것도 이 단단하고 조직화된 단백질 구조 덕분으로, 자연이 만든 생물학적 고분자 구조물인 셈입니다. 이러한 케라틴 구조는 깃털의 중심축(깃대)과 가지처럼 뻗은 깃가지, 그리고 서로 맞물리는 미세 갈고리 구조까지 정교하게 형성되어 있어 비행, 보온, 방수, 보호 등 다양한 기능을 수행하게 합니다. 따라서 깃털은 플라스틱이 아닌 고도로 진화한 생물학적 단백질 구조물이라고 할 수 있습니다.
Q. 바나나나무를 왜 큰꽃배롱나무라 부르나요?
안녕하세요.바나나나무를 '큰꽃배롱나무'라고 부르는 이유는 과학적인 분류보다는 식물 이름의 오해 또는 잘못된 명칭 사용에서 비롯된 것으로 보입니다. 실제로 바나나나무는 나무처럼 보이지만 목질의 줄기가 아니라 여러 겹의 잎자루가 겹쳐진 구조로 이루어진 초본식물(풀)이며, 학술적으로는 외떡잎식물 바나나과(Musaceae)에 속하는 바나나속(Musa) 식물입니다. 반면 '큰꽃배롱나무'는 쌍떡잎식물 부처꽃과(Lythraceae)에 속하는 완전히 다른 식물로, 나무 형태이며 여름철 화려한 꽃을 피우는 관상수입니다. 바나나나무가 일부 지역에서 관상용으로 심어졌을 때, 그 크기나 이국적인 외형 때문에 지역 주민들 사이에서 큰꽃배롱나무와 혼동되어 잘못 불렸을 가능성이 있으며, 이는 과학적인 명칭과는 무관한 지역적 또는 일상적 오용일 수 있습니다. 따라서 바나나나무를 '큰꽃배롱나무'라고 부르는 것은 과학적으로 정확한 명칭은 아니며, 두 식물은 전혀 다른 분류군에 속합니다.
Q. 심해생물들은 왜 눈이큰가요????
안녕하세요.심해생물들이 눈이 큰 이유는 빛이 거의 없는 어두운 환경에서 최대한 많은 빛을 받아들이기 위해 진화한 결과입니다. 심해는 수심 수백 미터 아래로 내려갈수록 햇빛이 거의 도달하지 않기 때문에 시각 정보가 매우 제한적이지만, 일부 생물은 미세한 빛이나 다른 생물의 발광(생물발광)을 감지해 먹이를 찾거나 포식자를 피하는 데 활용합니다. 이때 눈이 크면 망막에 도달하는 빛의 양이 많아져 약한 빛도 감지할 수 있는 시각적 이점이 생기며, 특히 광수용세포가 발달한 큰 눈은 희미한 빛을 더 민감하게 받아들일 수 있어 어두운 심해 환경에 유리합니다. 따라서 심해생물들은 오랜 시간 동안 어둠 속에서 살아남기 위해 눈을 키우는 방향으로 자연선택을 받아 진화해온 것입니다.
Q. 지렁이 역할에 대해 자세히 알려주세요!
안녕하세요.지렁이는 토양 생태계에서 매우 중요한 역할을 하는 분해자이자 토양 개량자로, 이들의 활동이 토양 비옥도 향상에 크게 기여합니다. 지렁이가 토양을 비옥하게 만드는 원리는 지렁이가 유기물을 섭취해 분해하고, 그 과정에서 영양분을 식물이 흡수하기 쉬운 형태로 전환하며, 동시에 지렁이의 굴착 활동이 토양의 통기성과 배수성을 개선해 미생물 활동과 뿌리 성장을 촉진하기 때문입니다. 또한 지렁이 배설물은 질소, 인, 칼륨 등 풍부한 영양분을 포함한 천연 비료 역할을 하여 토양의 영양 상태를 향상시키고, 이로 인해 지렁이가 많은 토양은 유기물 분해가 활발하고 물리적·화학적 환경이 좋아져 식물이 잘 자랄 수 있는 비옥한 토양으로 유지됩니다. 즉 지렁이는 땅속 유기물과 식물 잔해를 먹고 소화하면서 토양 내 유기물을 분해하고 영양분을 가용화시키는데, 이 과정에서 분해된 유기물은 식물이 쉽게 흡수할 수 있는 형태로 변환됩니다. 또한 지렁이가 땅을 이동하며 땅속을 뚫어주는 통로인 굴을 만들기 때문에 토양의 통기성과 배수성이 좋아지고, 이는 뿌리 성장과 미생물 활동을 촉진시킵니다. 지렁이가 배설하는 배설물은 질소, 인, 칼륨 등 식물에 필수적인 영양분이 풍부한 천연 비료 역할을 하여 토양의 영양 상태를 개선합니다. 이처럼 지렁이의 먹이 활동과 토양 교란 작용은 토양 구조를 개선하고 영양 순환을 원활하게 하여, 지렁이가 많은 땅이 더 비옥하고 건강한 토양 환경을 유지할 수 있도록 돕습니다. 그래서 실제로 지렁이가 많은 흙은 부드럽고 촉촉하며, 식물 생장에 유리한 상태임을 체감할 수 있습니다.
Q. 잡초는 왜 그렇게 빠르게 잘 자랄 수 있는 건가요?
안녕하세요.잡초가 빠르게 잘 자라는 이유는 여러 가지 생태학적·생리학적 특성에 기인합니다. 잡초는 일반적으로 생장 속도가 빠른 한해살이 식물들이 많아 짧은 기간 내에 빠르게 번식하고 성장할 수 있으며, 환경 변화에 대한 적응력이 뛰어나서 물, 영양분, 햇빛 등 자원이 부족한 조건에서도 잘 견뎌냅니다. 또한 잡초는 생식력이 매우 강해 많은 양의 씨앗을 생산하고, 이 씨앗들은 바람이나 동물에 의해 쉽게 퍼져 넓은 지역에 빠르게 확산됩니다. 잡초는 경쟁이 심한 환경에서도 다른 식물보다 더 효율적으로 자원을 흡수하고, 빠른 생장과 재생 능력 덕분에 사람의 관리나 방해가 있어도 금세 회복하여 다시 자랄 수 있습니다. 반면 일반 작물이나 가꾸는 식물들은 특정한 환경 조건과 꾸준한 관리가 필요하며, 잡초에 비해 스트레스에 약한 편이어서 키우기 더 어려운 경우가 많습니다. 이러한 이유로 잡초는 특별한 관리 없이도 스스로 생존하고 번성하는 능력이 매우 뛰어난 식물군으로 이해할 수 있습니다.