안녕하세요. 김지호 전문가입니다.
Q. 왜 해파리는 뇌가 없는데도 자극에 반응할 수 있나요??
안녕하세요.네, 질문주신 것처럼 해파리는 척추동물처럼 중앙집중적인 ‘뇌(brain)’를 가지고 있지는 않지만, 대신 ‘신경망(nerve net)’이라는 단순하지만 효과적인 신경계 구조를 가지고 있습니다. 해파리의 몸 전체에 퍼져 있는 산발적인 신경세포들이 서로 연결되어 그물망처럼 구성되어 있는데요, 이 신경망은 센서 역할을 하여 빛, 온도, 화학 물질, 접촉 등의 자극을 감지하며, 감지된 자극은 근육세포에 직접 전달되어 수축 운동이 일어나고, 이것이 해파리의 유영이나 반사적 회피 행동을 가능하게 합니다. 즉, 해파리는 뇌는 없지만 신경은 있기 때문에 자극에 반응할 수 있는 것입니다.
Q. 다람쥐는 청설모에게 실제로 잡아 먹히는지 알고 싶습니다.
안녕하세요. 우선 청설모(Eastern Gray Squirrel, Sciurus carolinensis)는 기본적으로 도토리, 씨앗, 열매, 나무껍질, 버섯 등을 먹는 잡식성이지만, 초식성 식단이 주를 이루는데요, 일부 연구와 관찰에서는 청설모가 새의 알, 새끼 새, 심지어 다른 설치류의 새끼를 잡아먹는 장면이 관찰된 바 있습니다. 다람쥐 종류(예: 줄다람쥐, 붉은다람쥐)나 작은 설치류의 둥지를 습격하여 새끼를 잡아먹는 경우가 드물게 있으며, 특히 번식기나 먹이가 부족한 시기에는 단백질 섭취를 위한 기회적 육식 행동이 증가할 수 있습니다. 정리하면, 청설모가 다람쥐를 잡아먹는 경우가 매우 드물지만 실제로 보고된 적은 있습니다. 하지만 이는 일반적인 행동은 아니며, 주요 식단은 여전히 식물성 식단이라고 할 수 있습니다. 즉, 정리해드리자면 청설모와 다람쥐는 기본적으로 주 식단이 겹치기 때문에 경쟁이 붙어 이를 두고 싸우는 과정에서 다람쥐가 죽을 수는 있으나 일부러 다람쥐를 잡아먹지는 않는다고 보시면 되겠습니다.
Q. 생물관점에서 생물학적지리와 역사학적지리의 차이가 무엇인가요
안녕하세요. 네, 질문주신 생물의 분포를 이해할 때는 ‘생물학적 지리(Biogeography)’와 ‘역사학적 지리(Historical Biogeography)’라는 두 관점이 자주 등장하며, 이 둘은 생물의 분포를 바라보는 시간적 관점과 원인 분석 방식에서 차이를 보입니다. '생물학적 지리'는 현재 시점의 생물 분포를 주로 다루는 학문인데요, 이는 생물들이 어떤 환경 요인 때문에 지금 거기에 사는지를 설명합니다. 해당 학문에서는 기후, 토양, 먹이, 경쟁, 천적, 수분/수분율 등 생태적 요인이 생물 분포에 어떤 영향을 미치는지를 분석하며, 예시를 들어보자면, 왜 사막에는 선인장이 살고, 북극에는 북극곰이 사는가?를 말해볼 수 있겠습니다. 다음으로 '역사학적 지리'는 지질학적 시간 규모에서 생물 분포의 과거 변천사를 연구하는 학문인데요, 이는 생물의 분포를 진화, 대륙 이동, 멸종, 분화 등의 역사적 사건의 결과로 해석합니다. 해당 학문에서는 판게아 대륙 분리, 빙하기, 대륙간 격리, 이동 경로 등 지질학적·진화사적 사건을 반영하며, 예시로는 왜 남아메리카와 아프리카에 비슷한 원시적인 개구리가 사는가?를 들어볼 수 있겠습니다. 감사합니다.
Q. 몬스테라라는 식물에는 왜 구멍이 나 있는 것인가요?
안녕하세요.질문주신 몬스테라(Monstera)의 잎에 구멍이 뚫려 있는 이유는 단순한 모양의 특이함이 아니라, 열대 우림 환경에 적응한 생존 전략에서 비롯된 것이라고 볼 수 있는데요, 이 구멍이 뚫린 독특한 잎은 ‘분열엽’ 또는 ‘천공엽’이라고 불리며, 여러 생태학적 이점을 가지고 있습니다. 우선 몬스테라는 열대 우림 하층부에 자라는 식물로, 우기에는 많은 비가 내리는데요, 잎에 구멍이 나 있으면 비가 잎 표면에 강하게 부딪히지 않고 구멍을 통해 빠져나가기 때문에 잎이 찢어지거나 상처를 입는 것을 막아줍니다. 즉, 잎을 손상시키지 않으면서도 광합성을 위한 넓은 면적을 확보할 수 있게 해줍니다. 또한 잎에 구멍이 있으면 강풍이 불 때 바람이 잎을 뚫고 지나가면서 잎이 찢어지거나 식물이 뽑히는 위험을 줄여주는데요, 이는 바람이 강한 열대 우림의 고지대나 외곽 지역에서 특히 중요한 특징이 될 수 있습니다. 마지막은 햇빛량과 관련이 있는데요, 열대 우림에서는 햇빛이 빽빽한 수관층을 지나 거의 닿지 않기 때문에, 몬스테라는 비교적 작은 틈새로 들어오는 햇빛을 효율적으로 활용해야 합니다. 즉 구멍이 있으면 잎 아래쪽에 있는 다른 잎이나 주변 식물에게 빛이 통과되어 골고루 도달할 수 있게 하며, 이는 전체 식물의 광합성 효율을 높일 수 있다는 장점을 지니게 됩니다. 감사합니다.
Q. 12만년전에 있던 유럽 호모사피엔스가 소멸한 이유는 무엇인가요
안녕하세요.12만 년 전에 유럽에 잠시 존재했던 호모 사피엔스 계통은 기후 변화와 네안데르탈인과의 경쟁, 환경 적응 실패 등 복합적인 이유로 소멸한 것으로 추정되고 있는데요, 현재 유럽과 아시아를 포함한 전 세계 인류는 약 6만~7만 년 전 아프리카에서 확산된 호모 사피엔스의 후손이며, 그보다 이전의 호모 사피엔스는 유럽에서 지속적으로 정착하거나 번성하지 못했습니다. 이스라엘, 그리스 등지에서 약 12만~17만 년 전의 호모 사피엔스 화석이 발견되었는데요, 이는 아프리카 이외 지역에서 발견된 가장 오래된 호모 사피엔스 화석 중 일부로, 인간이 아프리카에서 벗어나 유럽과 서아시아로 초기 이주를 시도했음을 보여줍니다. 하지만 이 인류는 유럽 전역에 완전히 정착하지 못하고, 결국 소멸하거나 후속 세대에 유전적으로 남지 않았습니다. 12만 년 전은 간빙기였으나 이후 기온이 급격히 하강하며 빙하기로 접어들었는데요, 아프리카에서 적응한 호모 사피엔스는 유럽의 혹독한 한대 기후에 충분히 적응하지 못했으며, 추위에 강한 네안데르탈인과의 경쟁에서 밀렸을 가능성이 큽니다. 또한 당시 유럽에는 이미 네안데르탈인(호모 네안데르탈렌시스)이 정착하여 번성하고 있었고,이들은 혹한기 유럽의 환경에 수십만 년 동안 적응해온 종이었습니다. 따라서 초기 이주한 호모 사피엔스는 네안데르탈인보다 도구 사용이나 생존 기술 면에서 불리했을 가능성이 있습니다. 아프리카에서 유럽으로 이동한 인구는 매우 적었을 가능성이 크며, 작은 집단은 유전적 다양성이 낮고, 환경 변화나 질병, 부족 간 충돌 등 위험에 쉽게 무너질 수 있습니다. 이들의 유전자는 현재 인류에게 거의 남아 있지 않거나, 사라진 것으로 보입니다. 마지막으로 이후 약 6만~7만 년 전, 아프리카에서 대규모 호모 사피엔스 집단이 다시 유럽과 아시아로 퍼졌고, 이 집단이 현대 인류의 직계 조상이 되었으며, 이 과정에서 일부는 네안데르탈인과 혼혈되었고, 현대 유럽인과 아시아인의 DNA에는 1~2% 정도의 네안데르탈인 유전자가 남아 있게 되었습니다.