안녕하세요. 황정웅 전문가입니다.
생물·생명
Q. 뇌가 없는 동물의 경우도 잠을 자나요?
안녕하세요.뇌가 없는 동물중 하나인 히드라가 사람과 유사한 수면행동을 보이는 것이 관촬되었습니다. 어두울 때 히드라의 움직임이 적어졌고수면을 하면서 세포성장이 촉진되고, 수면을 방해하면 나중에 수면을 보충하였습니다.이 연구로 뇌와 중추신경계가 없어도 수면을 하며 진화 과정에서 뇌 발달 전부터 다양한 수면기작이 있었음을 알게되었습니다.
생물·생명
Q. 사람이 공기로 숨을 쉬는 이유가뭘까요?
안녕하세요.많은 생물들이 공기중 산소를 이용하여 호흡합니다.산소는 원소의 특성상 전자를 잘 받아들이는 원소이며 세포호흡 에서 산소가 전자를 받아야 회로가 지속적으로 진행되어 계속 에너지를 생산할 수 있습니다.진화적인 관점에서는, 옛날에는 대기에 산소가 거의 없었는데 광합성하는 박테리아가 생겨나면서 지구상에 산소가 대량발생했습니다.기존 생물들은 산소 대신 황, 질산염, 황산염 등을 사용하여 무산소 호흡을 하였습니다.이런 생물들에게 고농도의 산소는 독이 되었는데,이중 살아남은 개체들은 산소에 적응하였고, 진화과정을 거쳐 강력한 산화제인 산소를 호흡에 사용하여 더 많은 에너지를 얻는 세포호흡이 주류가 되었습니다.원소의 특성상수소는 전자를 받기보다 내어주는 힘이 강해서 회로에서 산소의 역할을 대체할 수 없습니다.질소 분자도 반응성이 낮아서 산소분자의 역할을 하기에는 무리가 있습니다.
생물·생명
Q. 척추동물 중에서 무성생식을 하는 동물이 있나요?
안녕하세요.무성생식은 척추동물에서는 흔히 볼 수 없는 현상이지만, 몇몇의 생물에서는 일어나는 일입니다.다만 무성생식이 가능해도 짝짓기가 가능하나 상황이면 짝짓기을 우선합니다.수컷과 접촉하지 않은 코모도왕도마뱀 암컷이 알 25개를 낳은 것이 관찰되어 코모도왕도마뱀이 무성생식이 가능하다는 것이 알려졌습니다.부화한 새끼들의 유전자 검사 결과 DNA가 알을 낳은 암컷과 99.9% 일치했다고 합니다. 암컷 레오파드 상어만 있는 수족관에서 새끼 상어가 발견되어 일부 상어들도 무성생식이 가능하다는 것이 알려졌습니다. 캘리포니아콘도르, 미국악어 등에서도 관찰되었습니다.다만 이런 척추동물의 무성생식은 모두 암컷 개체에서만 발견되었습니다. 그래서 단성생식이라고도 합니다.
생물·생명
Q. 신경세포가 신호를 전달하는 방식 설명해주세요.
안녕하세요.신경세포는 크게 나누면 핵이 위치한 세포체와 길고 가늘게 뻗어나가는 축삭으로 이루어져 있습니다.신경세포는 전기적인 신호전달 방법과 화학적 신호전달을 사용하는데, 전기적인 신호전달은 한 신경세포 내에서 이루어지는 전달이고, 화학적 신호전달은 한 신경세포에서 다른 신경세포로 신호를 전달하는 방법입니다.-전기적 신호전달신경세포는 활동하지 않을 때 휴지전위를 가지는데 세포막에 있는 Na+/K+ 펌프가 작동하며 ATP를 사용하여 나트륨 이온을 세포밖으로, 칼륨이온을 세포안으로 이동시킵니다. 이 때문에 세포막을 사이로 전위차가 발생합니다.신경세포에 자극이 들어오면 탈분극이 발생하는데, Na+ 채널이 열려서 세포 밖의 고농도 나트륨이온이 세포 내로 빠르게 유입되면서 세포 내부가 양전하로 바뀌며, 축삭을 따라 Na+채널이 순차적으로 열리면서 전기가 이동하는 효과가 생깁니다.-화학적 신호전달활동전위가 축삭을 통해 축삭말단까지 도달하면 신경세포 말단에서 신경전달물질이 방출됩니다.신경전달물질은 다른 신경세포의 세포체로 전달하여 다음 신경세포에서 막전위 변화를 유도하여 활동전위를 생성합니다.
생물·생명
Q. 급성기관지염을 치료하는 약 만들기(효소저해제)
안녕하세요.급성기관지염은 대부분 바이러스에 의해 유발되어 급성기관지염 자체를 치료하지 않고 몸의 면역계가 스스로 치료하게 하며 증상을 완화시키는 약을사용합니다.급성기관지염을 근본적으로 치료하려면 항바이러스제의 관점에서 생각해야하지만만약 염증을 줄여 증상을 완화하는 것을 목표로 한다면 염증반응이 일어나는 기작들을 살펴볼 수 있습니다.염증반응 중간의 매개 단백질을 선택적으로 저해하는 약물을 만드는것을 생각해 볼 수 있는데, COX-2, iNOS, TNF-알파, GM-CSF, 인터류킨-1, IFN 등이 염증매개물 생성을 매개하는 대표적인 효소들입니다.또 기존에 저해제가 있더라도 다른 방법으로 억제하여 효과가 다른 저해제를 만들 수 있습니다.COX1, COX2 저해제는 다양한 약물이 개발되어 있지만 각 약물의 성능이 다릅니다.각 약물의 효과나 부작용이 조금씩 다르기 때문에 효과가 더 좋지만 부작용은 적은 새로운 약물을 개발하는 방향을 생각할 수 있습니다. COX1은 염증반응 말고도 혈액응고에 관여하기 때문에 COX1억제는 혈액응고를 저해하는 부작용도 있습니다.
생물·생명
Q. 일반적으로 딱풀의 원료는 어떤건가요?
안녕하세요.딱풀은 주로 폴리비닐알코올, 폴리아크릴수지, 폴리비닐피롤리돈 등의 합성고분자물질이 사용된다고 합니다.피부에 묻어도 크게 문제가 없고 물로 잘 씻겨나갑니다.인체에 무해하지만 섭취하지는 않는 것이 좋습니다.
생물·생명
Q. 나무가 클수록 광합성도 많이 해야할 거 같은데 큰나무는 나무잎도 큰편인가요?
안녕하세요.통계에 따르면 키가 큰 나무들은 평균 10~20cm의 잎을 가진다고 합니다.오히려 키가 작은 나무들의 잎의 크기가 다양하다고 합니다.잎의 크기는 나무의 크기보다 해당 종의 나무가 주로 서식화는 환경에 의해 제한된다고 봅니다.강수량 일사량 밤낮의 기온등에 의해 식물의 잎 크기가 결정된다고 보는데, 비가 많이 내리는 지역의 나무는 보통 큰 잎을 가지는 종들이,반대로 사막환경에는 잎이 작은 종이 많습니다.키가 작아 그늘진 환경에 노출될 가능성이 클 경우 햇빛을 최대한 받기위해 큰 잎의 종들이 우세할 수 있습니다. 키가 큰 나무의 잎이 10~20cm 의 좁은 범위에서 정해지는 것에 대해서는 식물의 잎이 너무 작거나 크면 수액의 흐름이 제한되기 때문이라는 이론이 있습니다.
생물·생명
Q. 깨끗한 물의 접근성 문제에 대하여 질문
안녕하세요.지구에는 물이 많지만 대부분이 해수라 마실수 없는 물이며지상에 존재하는 물은 2.8%인데 대부분 빙하로 존재하여인간이 사용할 수 있는 하천이나 지하수의 물은 1%정도밖에 되지 않습니다.그래서 1%의 물이 오염되지 않게 하는 것이 가장 효과적인 방법입니다.물은 오염되었을 때, 정화하려면 오염된 물의 수십배의 물이 필요합니다.그래서 물을 최대한 오염시키지 않는 것이 가장 효과적인 방법입니다.하수를 내보낼 때 최대한 정화시키는 것이 중요하다고 볼 수 있습니다. 가정에서는 기름이나 음식물 찌꺼기를 하수에 섞어 배출하지 않아야 하며공장과 같은 시설에서는 폐수를 엄격하게 정화해서 배출하는 것이 중요합니다.또 물을 정수하여 다시 사용하는 방법이 상용화 되는 것도 물자원을 지키는데 도움이 될 것입니다.
생물·생명
Q. 해양 생태계 보호를 위한 구역 설정에 대하여 질문
안녕하세요.바다에는 굉장히 많은 종의 생물들이 서식하고 있습니다.하지만 인간의 활동이 바다에서도 활발히 일어나면서 해양 생태계에 영향을 주고 있습니다.해양은 다양한 식량자원의 원천이며, 지구의 산소의 절반을 생성하는 중요한 역할을 합니다.해양 생태계 보호구역 설정은 이런 해양자원의 지속성을 유지하기 위해 해당 구역에서의 인간 활동을 제한합니다.그래서 해양생태계가 유지됨으로써 얻을 수 있는 다양한 이익을 지속시킬 수 있습니다.
생물·생명
Q. 네안데르탈인이 멸종하게된 진짜 이유를 알려주세요
안녕하세요.네안데르탈인의 멸종이유는 아직도 여러 논쟁이 있습니다.호모 사피엔스와의 서식지 경쟁에서 밀리고, 번식 속도도 호모 사피엔스가 빨랐다고 보고 있습니다.호모 사피엔스의 활동범위 증가로 인해 좁아진 서식지와 기후변화가 네안데르탈인의 멸종의 원인이라는 의견이 있습니다.다만 현생인류의 유전자에 5%정도의 네안데르탈인의 유전자가 있는것으로 밝혀졌고, 이는 네안데르탈인과 호모 사피엔스가 교배를 했다는 증거가 됩니다.그래서 수가 적어진 네안데르탈인은 현생인류에 흡수되어 멸종되었다고 보는 가설도 있습니다.