안녕하세요. 윤보섭 전문가입니다.
생물·생명
Q. 사람이 기억을 잘하게 하려면 뇌의 어떤 요소가 중요한 역할을 하는지 궁금합니다.
안녕하세요. 윤보섭 전문가입니다.인간은 다른 생명체나 동물들보다 뛰어난 기억력과 인지 능력을 갖고 있는데 이는 복잡한 뇌 구조와 기능 덕이라 할 수 있습니다. 이런 뇌 구조 중 가장 중요한 부분 하나는 대뇌피질, 특히 전전두엽입니다. 이 전전두엽은 고차원적인 사고와 미래에 대한 계획, 의사결정 및 작업에 대한 기억을 담당하고 있는 부위입니다. 또 우리 뇌의 해마라는 부위 또한 새로운 기억을 형성하고 장기 기억으로 전환하는데에 핵심적인 역할을 합니다.우리 뇌에서의 뉴런 간 연결성도 중요한 요인입니다. 인간의 뇌에는 약 860억 개의 뉴런이 있는데 각 뉴런은 수천 개의 다른 뉴런과 연결되어 있습니다. 이런 복잡한 신경망이 정보를 효율적으로 처리하고 저장할 수 있게 해줍니다. 또 시냅스 가소성, 즉 뉴런 간의 연결 강도를 조절하는 능력도 학습과 기억 형성의 기본적인 기전이라 볼 수 있습니다.마지막으로 요소로 뇌의 신경전달물질 및 호르몬이 있겠습니다. 예를 들어 도파민은 주의력과 동기부여에, 세로토닌은 기분과 인지 기능에, 아세틸콜린은 기억 형성에 각각 중요한 물질들입니다. 이런 복잡한 요소들이 어우려져 인간을 뛰어난 인지 능력과 기억력을 지닌 존재가 되게 한겁니다.
생물·생명
Q. 지구상에 존재하는 독극물 중에서 가장 강력한 독은 무엇인가요?
안녕하세요. 윤보섭 전문가입니다.자연계에서 가장 강력한 독소 중 하나는 우리가 잘 아는, 흔히 피부 미용에도 쓰이는 보톨리눔 독소입니다. 이 보톨리눔은 클로스트리디움 보톨리눔이라는 박테리아가 생성하며 사실 극소량으로도 치명적입니다. 보톨리눔 독소의 추정 치사량은 체중 1kg당 약 1-2 나노그램인데, 70kg 성이 기준으로 약 70-140 나노그램이 치사량인 셈입니다. 참고로 미용으로 쓰이는 보톡스 제품들 같은 경우는 이보다 훨씬 적은 용량이 사용됩니다.또 다른 매우 강한 자연 독소로 마비성 패독과 복어독으로 잘 알려진 테트로도톡신이 있습니다. 마비성 패독은 일부 해양 조류가 만들어내는데, 마비성 패독이나 테트로도톡신이나 둘 다 보톨리눔과 비슷한 수준의 치사량을 갖고 있습니다.
생물·생명
Q. 부신피질 호르몬에는 어떤 종류들이 있나요?
안녕하세요. 윤보섭 전문가입니다.부신피질에서 생성되는 주요 호르몬 종류는 크게 글루코코르티코이드, 미네랄코르티코이드, 그리고 안드로겐 이렇게 세 군으로 나눌 수 있습니다.글루코코르티코이드의 대표적인 호르몬은 코르티솔인데 코르티솔은 스트레스에 대한 대응과 혈당 조절, 면역 기능 조절 등을 담당하고 있습니다. 이 호르몬은 체내 포도당 수준을 높이고 단백질과 지방 분해를 촉진하며 염증 반응을 억제합니다. 쉽게 말해 우리가 스트레스 상황에 놓였을 때 신체의 대응을 조절하는 핵심 호르몬입니다.미네랄코르티코이드 중 가장 중요하다 할 수 있는 호르몬은 알도스테론입니다. 이 호르몬은 체내 전해질의 균형, 특히 나트륨과 칼륨의 균형을 조절합니다. 또 알도스테론은 신장의 나트륨 재흡수를 촉진시키고 칼륨 배출을 증가시켜 혈압 조절에도 중요한 역할을 합니다. 마지막으로 안드로겐은 부신에서 소량 생성되는 남성 호르몬으로 주로 테스토스테론의 전구체 역할을 하고 이차 성징 발달에 기여하는 역할을 합니다.
생물·생명
Q. 물고기는 수정을 어떻게 하는건가요?
안녕하세요. 윤보섭 전문가입니다.물고기들은 대부분 체외수정을 합니다. 암컷이 먼저 물 속에 알을 낳으면 수컷이 그 위에 정자를 뿌리는 방식입니다. 이렇게 물 속에서 정자와 난자(알)이 만나 수정이 이루어지는 과정이 산란입니다.물고기들은 이러한 체외수정 방식으로 수정 성공률을 높이기 위해 많은 양의 난자와 정자를 한 번에 방출합니다. 사실 일회성이다시피 한 번에 정자와 난자를 방출하는데다가 시간도 매우 빠르게 진행되기 때문에 수면 아래에서 일어나는 산란과정은 관찰하기가 어렵습니다.
생물·생명
Q. 혈액에는 단백질이 얼마나 들어있나요?
안녕하세요. 윤보섭 전문가입니다.혈액에는 생각보다 상당한 양의 단백질이 들어 있습니다. 사람 혈액의 약 7-8%가 단백질로 되어 있는데 이는 주로 알부민이나 글로불린, 피브리노겐 등의 형태로 되어 있습니다. 그래서 모기가 흡혈할 때 상대적으로 많은 양의 단백질을 피를 통해 얻을 수 있는 것이죠.모기 암컷 입장에서 혈액 속의 단백질은 매우 중요한데, 혈액 속 단백질을 흡수하여 알을 만들고 발달시키기 때문입니다. 모기가 한 번 피를 빨 때 자신 체중의 2-3배까지 달하는 혈액을 빨 수 있다는걸 고려하면 모기한테 혈액 속 단백질량은 충분하고도 남는 양인 것이죠.
생물·생명
Q. 뱀의 턱구조는 어떻게 되어있길래 큰 음식을 먹을 수 있는건가요?
안녕하세요. 윤보섭 전문가입니다.뱀이 자신보다 큰 먹이를 통째로 삼킬 수 있는 이유는 독특한 턱 구조때문인데, 뱀의 턱은 매우 유연하고 신축성이 있어 크게 벌어질 수 있습니다. 뱀의 아래턱뼈인 하악골은 중앙에 연결되어 있지 않고 신축성 있는 인대로 연결되어 있어 각각 독립적으로 움직입니다. 또 위턱뼈인 상악골도 두개골에 느슨하게 연결되어 있어 더 넓게 입이 벌어질 수 있는 것입니다.이러한 뱀의 턱 구조 덕분에 뱀은 자신보다 훨씬 큰 먹이도 삼킬 수 있을만큼 턱을 비정상적으로 크게 벌릴 수 있습니다. 뱀은 먹이를 삼킬 때 턱 좌우를 번갈아가며 움직여 먹이를 조금씩 밀어 넣는 방식으로 식사를 합니다. 또 뱀 피부와 내부 장기들도 꽤나 신축성이 있어 큰 먹이를 소화시키는 동안에도 몸이 크게 늘어날 수 있습니다.
생물·생명
Q. 소는 왜 위장이 많이 있나요? 알려주세요.
안녕하세요. 윤보섭 전문가입니다.소는 되새김질을 하는 반추동물로 4개의 위를 가지고 있는데 이러한 특별한 위 구조는 초식동물인 소가 섬유질이 많고 소화가 어려운 식물성 먹이를 효율적으로 몸에서 소화해내기 위해 진화한 결과라고 할 수 있습니다.소의 위는 첫 번째 위부터 양, 벌집양, 천엽, 막창이라고 각각 불리는데 양과 벌집양에서는 미생물에 의한 발효가 일어나 섬유질을 분해하고 천엽에서는 수분을 흡수하며, 마지막 막창에서는 사람의 위와 유사하게 소화 작용이 일어납니다.되새김질은 이러한 복잡한 소화 과정의 일부로 소가 풀을 빠르게 삼켜 양에 저장한 후 나중에 이를 다시 입으로 되돌려 보내 천천히 씹습니다. 이런 과정은 먹이를 더 잘게 부수고 타액과 풀을 섞어 소화를 돕기 위한 과정이며 되새김질은 소가 개방된 초원에서 빠르게 먹이를 먹고 안전한 곳으로 이동해 천천히 소화할 수 있게 해주는 소화시스템입니다.
생물·생명
Q. 암흑산소가 발견되었다고 하는데 암산소라는게 뭔가요?
안녕하세요. 윤보섭 전문가입니다.암흑산소, 또는 다크 산소라 불리는 이 산소는 최근에 발견된 개념인데 전통적인 산소 분자와는 다른 특성을 지닌 산소를 말합니다. 일반적으로 우리가 아는 산소는 식물의 광합성을 통해 생성되어 생명체들의 호흡에 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있습니다. 하지만 암흑산소는 매우 낮은 에너지 상태에서 존재하고 우리가 기존에 알고 있던 산소의 행동 방식과는 다른 특성을 지닙니다. 빛을 필요로 하지 않고 아주 극한 환경에서도 안정적으로 존재할 수 있다는 특징이죠.이런 암흑산소의 발견이 생명의 기원에 대한 기존의 이해까지 뒤집을 수 있는 이유는 기존의 생명 기원에 대한 이론이 대부분 지구 초기 환경에서의 광합성과 산소 생성에 기반하기 때문입니다. 하지만 암흑산소는 빛이 없는 극한 환경에서도 생명체가 형성되고 진화할 수 있다는 가능성을 열어주기 때문에 이는 우리가 외계 행성에서 생명체를 찾을 때 새로운 관점을 주기도 하며, 지구상의 극한 환경 생물학 연구에도 중요한 단서가 될 수 있는 것입니다.
생물·생명
Q. 아침과 저녁에 몸무게가 다르다고 하는데 그 이유는 무엇이며 언제가 더 몸무게가 더 나가나요?
안녕하세요. 윤보섭 전문가입니다.일반적으로 사람 몸무게는 아침에 가장 가볍고 저녁에 가장 무겁습니다. 왜냐면 우리 몸의 일일 주기가 그렇게 되도록 하기 때문입니다. 보통의 사람들은 밤 동안에 수면을 취해 음식을 먹지 않고 호흡과 땀을 통해 수분을 배출합니다. 또 대소변을 통해 체내 노폐물들도 배출합니다. 그래서 보통은 아침에 일어났을 때 몸무게가 가장 가벼운 상태가 됩니다.반면 낮에는 음식을 먹으며 활동하는데 먹은 음식물과 수분, 그리고 일상 활동으로 인한 근육의 미세한 부종 등이 체중 증가의 원인이 됩니다. 그래서 저녁에는 아침보다 몸무게가 적게는 0.5키로 정도에서 많게는 2키로까지도 차이가 날 수 있습니다.
생물·생명
Q. 바다거북이는 왜 파충류로 분류된 건가요?
안녕하세요. 윤보섭 전문가입니다.바다거북이가 양서류가 아닌 파충류로 분류되는 이유는 생활패턴과 특성 때문입니다. 양서류는 유생 시기에 물 속에서 아가미로 호흡하다가 성체가 되었을 때 폐와 피부 호흡을 하는 변태과정을 겪게 됩니다. 반면 바다거북이는 알에서 부화할 때부터 폐로 호흡하는 완전한 형태로 태어나 일생동안 변태 과정이 없습니다.또 바다거북이는 건조한 피부와 비늘을 가지고 있어 수분 손실을 막을 수 있으며 염분을 배출할 수 있는 특수샘을 가지고 있어 바닷속에서 생활할 수 있습니다. 비록 번식 기간에는 육지에 올라와 알을 낳지만 이를 제외한 대부분의 시간은 바다에서 보내게 되기에 이러한 특징들 때문에 바다거북이를 양서류가 아닌 파충류로 분류하는 것입니다.