안녕하세요. 황정웅 전문가입니다.
생물·생명
Q. 판다의 경우 육식에서 초식동물로 진화했다는데 이제는 육식자체를 익힌 고기라도 먹지 못하는 체질인가요?
안녕하세요. 황정웅 전문가입니다.판다는 대나무를 주식으로 하는 동물이지만 소화기관의 구조는 육식동물의 구조와 비슷합니다.그래서 여전히 고기를 먹고 소화시킬 수 있습니다. 종종 대나무가 부족한 야생에서 먹을 대나무가 없어 육식을 하는 판다가 발견되기도 합니다.오히려 판다의 소화기관은 대나무를 소화하기 힘든 구조입니다.그래서 판다는 충분한 에너지를 얻기위해서 하루동안 매우 많은 양의 대나무를 먹어야 합니다. 판다가 대나무를 주식으로 하게된 것은 진화과정 중 미각에 관여하는 유전자가 변했기 때문으로 추정합니다.결국 고기의 맛을 잘 느끼지 못하고 대나무가 맛있게 느껴지므로 대나무를 주식으로 하는것으로 볼 수 있습니다.
생물·생명
Q. 체세포 분열에 의한 세포의 형성이 유전적 변이가 나타나는 원인으로볼 수 없는 이유가 무엇인가요?
안녕하세요. 황정웅 전문가입니다.유전자에 변형을 가하는 환경적 요인이 없는 일반적인 상황이라면 체세포분열은 세포가 둘로 나뉘기 전 DNA를 정확하게 복제합니다. 복제에 오류가 있으면 이를 발견하고 수정하는 기작들도 수행하게 됩니다.이후 복제된 DNA는 세포가 둘로 나뉠 때 두개의 딸세포에 반반씩 동일하게 분배됩니다.결국 부모세포와 딸세포는 유전적으로 완전히 동일합니다. 그렇기 때문에 체세포 분열에서는 유전적 변이가 나타난다고 보기엔 어렵습니다.반면 생식세포를 만들기 위한 감수분열에서는 유전적 변이가 나타날 수 있습니다.감수분열은 분열을 위해 유전자를 복제한 후에 상동염색체 간에 교차나 재조합이 일어나 유전 정보가 변할 수 있습니다.
생물·생명
Q. 왜 물고기는 물 밖에 나오면 죽는 것인가요?
안녕하세요. 황정웅 전문가입니다.물고기가 가진 아가미가 공기중에서는 제대로 기능하지 못하기 때문입니다.물 속에 녹아있는 산소는 공기중의 산소에 비하면 매우 적습니다.물고기의 아가미는 물속에 녹아있는 적은 용존산소를 효과적으로 흡수하기 위해 매우 얇고 섬세한 아가미판들이 모인 구조로 이루어져 있습니다.이것은 아가미의 표면적을 매우 넓게 하는 구조입니다.넓은 표면적 덕분에 물과의 접촉 면적을 넓혀 많은 산소를 흡수할 수 있습니다.하지만 넓은 표면적은 동시에 아주 쉽게 건조된다는 단점을 가집니다.또한 아가미는 비교적 노출되어 있다는 점에서 건조한 환경에서 더 불리합니다.물 속에서는 건조한 환경을 걱정할 필요가 없지만 물 밖으로 나온다면 상황이 달라집니다. 아가미가 빠르게 건조되면 아가미는 기체교환을 할 수 없게됩니다.결국 물고기는 산소를 공급받지 못해 죽게됩니다.반대로 인간을 비롯한 육상생물들이 가진 폐는 공기중에서 호흡하는데 특화되어있습니다.폐는 내부에 점액을 분비하여 적절한 습기를 유지할 수 있어 쉽게 건조되지 않습니다.반면 폐는 물 속에 녹아있는 적은 양의 용존산소로는 몸에 필요한 산소를 충분히 흡수하지 못합니다.
생물·생명
Q. 돌연변이는 왜 생기게 되는 것인가요?
안녕하세요. 황정웅 전문가입니다.돌연변이는 매우 다양한 이유로 발생합니다. 돌연변이는 세포 내에 위치한 DNA나 염색체에서 발생하는 변화입니다. 자연스럽게 일어날 수도 있는데세포가 분열할 때 DNA 복제시 실수가 발생하여 일어나는 것이 한 예입니다. 혹은 세포내 다양한 화학반응에 의해 DNA가 손상되며 일어나기도 합니다. 외부 환경적 요인은 방사선, 화학물질, 바이러스 등이 DNA에 돌연변이를 일으키는 원인이 될 수 있습니다. 우리 몸의 한 두개 세포에서 일어나는 돌연변이는 곧 제거되면서 큰 영향을 미치지 못합니다.하지만 생식세포 등에 돌연변이가 발생하여 돌연변이가 일어난 정자와 난자가 수정하고 새로운 개체가 태어나게되면 모든 세포가 변한 DNA를 가지고 있게 됩니다. 그래서 그 개체에서 바뀐 특징이 크게 느껴질 수 있습니다.돌연변이는 사실 빈번하게 일어나고 있습니다.다만 변화가 눈에 띨 만큼 많은 유전자에 돌연변이가 일어나는 경우가 드물 뿐입니다. 또한 환경에 따라 이런 돌연변이의 발생이 진화의 원동력이 되기도 합니다.
생물·생명
Q. 바이러스는 생물학에서 어떻게 분류하나요
안녕하세요. 황정웅 전문가입니다.말씀하신 것처럼 바이러스는 완전한 생물로 보기는 힘듭니다.그래서 생물을 분류하는 체계와는 완전히 별개로 분류를 진행하고 있습니다. 생물을 계-문-강-목-과-속-종 의 체계로 분류하듯 바이러스도 비슷한 체계를 사용하여 분류하고 있으며바이러스들의 유전물질 특성에 따라 7개의 그룹으로 나누어 분류하기도 합니다. 바이러스는 종에 따라 DNA를 유전물질로 가지기도 RNA를 유전물질로 가지기도 합니다.또한 DNA와 RNA도 바이러스 내에서 존재하고 있는 형태가 다양합니다. (겹가닥DNA, 외가닥 DNA, 겹가닥RNA, 외가닥 RNA등)그래서 유전물질이 어떤 형태로 존재하느냐에 따라 크게 7가지로 나눈후 다른 특징들로 세분화해나갑니다. 분류기준은 항상 고정된 것이 아니기 때문에 더 적절한 분류방식이 개발되면 계속해서 발전할 수 있습니다.
생물·생명
Q. 우연히 길을가다가 궁금해서올리는데 이 나무 이름은 무엇인가요?
안녕하세요. 황정웅 전문가입니다.사진에 보이는 나무는 산딸나무로 추정됩니다. 산딸나무는 봄에 흰꽃이 핀 후 가을에 산딸기와 비슷한 붉은 열매를 맺는 것이 특징입니다.(이름의 유래도 산딸기와 비슷한 열매를 맺어서)열매도 예쁘지만 봄에피는 흰 꽃도 예뻐서 관상용으로 많이 심는 나무중 하나입니다.
생물·생명
Q. 멸종이 된 것은 다시 나타나거나 할 가능성은 없나요?
안녕하세요. 황정웅 전문가입니다.모든 개체가 죽어서 완전히 멸종된 것이 확실시 되는 생물은 다시 나타날 가능성이 거의 없다고 할 수 있습니다.물론 일부 세포나 유전물질이 보존되어 남아있다면 현대의 생명공학 기술로 복원이 가능한 경우도 있습니다.하지만 이런 유전물질 조차 없다면 복원이 불가능합니다. 예를 들면 오래전 멸종한 공룡과 완전히 똑같은 공룡이 나타날 가능성이 없는것과 같습니다. 완전히 사라지면 다시 나타날 수 없기에 멸종위기종은 사람들이 관심을 가지고 보호한다고 할 수 있습니다.같은 이유로 많은 식물의 종자들을 엄격하게 보관하고 있기도 합니다. 다만 멸종된 줄 알았는데 적은 개체수가 사람들이 발견하지 못한 장소에서 명맥을 유지해오고 있을 가능성은 있습니다. 이 경우 종종 다시 발견되는 경우가 있어 멸종으로 표기되었던 기록이 취소되기도 합니다.이런 생물들을 나사로 분류군에 속한다고 말합니다. (성경에서 예수에 의해 부활한 나사로에서 유래한 명칭입니다.)여기에 속하는 생물은 실러캔스, 라오스바위쥐 등이 있습니다.
생물·생명
Q. 모기가 하늘 날아다니는 높이는 최대 얼마까지 인가요?
안녕하세요. 황정웅 전문가입니다.모기는 보통 스스로의 힘으로 7~8m를 날 수 있는 것으로 알려져 있습니다. 하지만 이는 한번에 스스로의 힘으로 날 수 있는 높이입니다. 모기는 가벼우므로 상승기류를 타면 더 높게 날아갈 수도 있고 아파트의 계단같은 곳에 잠시 앉은후 다시 날며 올라갈 수도 있으며 엘리베이터에 의해 고층으로 이동되기도 합니다. 또한 사람의 옷 등에 붙어서 함께 이동이 가능합니다.결국 모기는 스스로 날 수 있는 높이는 제한되어 있지만 다른 이동수단에 편승하여 이동할 수 있기에 더 높은 곳에서도 발견될 수 있습니다.
생물·생명
Q. 정자가 난자를 선택하는게 아니라 난자가 정자를 유인해서 정자들중에 선택하는게. 맞나요?
안녕하세요. 황정웅 전문가입니다.난자는 실제로 정자를 유인하는 화학물질을 분비합니다. 이 화학물질에 반응하여 난자가 있는 곳으로 정자가 유도됩니다. 모든 정자들이 이 화학물질에 동일하게 반응하는 것은 아니기 때문에 난자가 내보내는 화학물질에 반응하여 도달하는 정자들은 어느정도 선택된 정자라고 볼 수 있습니다.유도되는 동안 난자가 있는 곳 까지 도달하지 못한 정자들은 결국 경쟁에 참여하지 못합니다. 한 번에 수억개의 정자가 주입되어도 난자가 있는 나팔관에 도달하는 정자는 매우 적습니다. 도달한 정자들이 수정하기 위해 경쟁하게 됩니다. 무사히 근처에 도달한 정자들은 수정을 위해 난자 표면의 여러 세포층과 투명대를 뚫기 시작합니다. 하나의 정자가 난자에 침투하면 그 즉시 난자막의 막전위가 변하고 다른 정자가 난자와 결합하지 못하게 됩니다. 이후 막이 화학적으로도 변하면서 다른 정자의 침투를 완전히 차단합니다. 결국 난자의 화학물질이 정자를 유인하고 다수의 정자 중 하나의 정자만이 수정되기 때문에 정자가 난자를 선택한다기보다 난자가 하나의 정자를 선택한다는 관점이 더 맞다고 생각합니다. 결국 많은 정자들이 한 개의 난자를 향해 경쟁하기 때문입니다.
생물·생명
Q. 사람은 한세대가 길고 완두는 짧다는게 무슨말인가요?
안녕하세요. 황정웅 전문가입니다.생물학에서 한 세대란 부모세대가 자손을 낳아 그 자손이 다시 생식 가능할 정도로 자랄 때까지의 기간을 말합니다. 사람의 한 세대가 길다는 것은 보통 사람은 태어나서 다시 아이를 가지는데 평균적으로 20~30년이 걸리기 때문입니다. 생식과 유전에 관해 연구하려면 생물이 대를 거듭하면서 어떤 식으로 변화가 일어나는지 관찰해야 하는데 사람의 경우 한 세대가 20년 이상이 되므로 연구를 할 수 있을 정도의 세대를 관찰하려면 매우 오랜 시간이 걸립니다.반면 완두의 경우 발아 후 2~3개월이 지나면 꽃을 피우고 새로운 씨앗을 형성합니다. 그래서 한 해에 여러 세대를 관찰 할 수 있습니다. 한 세대가 짧아서 유전학 실험에 자주 이용되는 또다른 생물로 초파리가 있습니다. 초파리의 경우 한 세대가 평균적으로 10~14일 정도입니다.