안녕하세요. 황정웅 전문가입니다.
생물·생명
Q. 바이러스는 의지가 있는 거대지성생물체 인가요?
바이러스의 구조는 단백질캡슐+유전물질로 생물의 세포에 비해 굉장히 단순한 구조를 가집니다.또한 바이러스는 '독립적으로 자신을 복제할 수 없기 때문'에 생명체로 보지 않습니다.언제나 다른 세포에 침입을 해야 복제가 가능합니다.그리고 새로운 버전의 바이러스가 자꾸 나오는 이유는바이러스가 가진 유전물질이 돌연변이가 굉장히 잘 일어나기 때문입니다.물론 돌연변이가 일어난 바이러스가 항상 굉장히 위험한 바이러스 인 것은 아닙니다.그냥 비슷한 증상의 다른 바이러스인 경우가 대부분입니다.치명적인 바이러스가 등장할 확률이 낮더라도 돌연변이가 자주 일어나는 치명적인 바이러스는 언젠가 나타납니다.또한 기후변화로 인해 서식지가 변하면서 평소 만나지 못하는 종이 서로 만나는 경우가 늘어나고 또 인간의 서식지도 넓어지고 야생동물과의 접촉이 늘어났습니다. 이는 새로운 바이러스 등장을 가속화 합니다. 결국 바이러스가 지성이 있어서 백신에 대항해 몇걸음 빠른 움직임을 보이는 것이 아니라,계속해서 돌연변이가 일어나기 때문에 언젠가 치명적인 새로운 바이러스가 등장하는 것일 뿐입니다.또한 백신은 한 종류의 바이러스에만 작용하기 때문에 새로운 바이러스가 등장하면 백신을 새로 개발해야하며, 백신은 임상실험을 통과해야 상용화되기 때문에 보통 10년이상 걸립니다.그렇기 때문에 백신개발은 느릴 수밖에 없고,지난 코로나 사태 때 이에 대항하기 위해 새로운 방식으로 빠른 제조가 가능한 백신이 등장했습니다.당시 급박한 상황으로 임상을 건너뛰었기 때문에 부작용과 같은 연구가 진행되지 않아 논란이 있었지만이렇게 새로운 기술의 개발은 새로운 바이러스에 대해 대응하기 위해 인간도 발전하고 있다는 것을 보여줍니다.덧붙여 대부분의 바이러스는 백신을 만들지 않습니다.예시로 감기바이러스는 종류가 너무 많아서 일일이 백신을 만들어 접종하는 것은 불가능합니다.다만 대부분의 감기 바이러스는 인간의 면역체계가 이겨낼수 있는 바이러스이기 때문에 백신을 만들지 않아도 문제가 되지 않습니다.다시 말하자면 이미 굉장히 많은 바이러스가 존재해 왔으며 새로운 바이러스가 계속해서 등장합니다. 그리고 새로운 바이러스 등장은 인간의 활동과 지구 온난화 등으로 가속화 되고 있습니다. 그 결과로 종종 사람에게 치명적인 바이러스가 생깁니다. 그리고 사람은 바이러스에 대해 해결책을 만듭니다. 새로운 바이러스의 등장은 자연스러운 현상의 일부입니다.
생물·생명
Q. 정자의 성별은 어떤 요인에서 정해지나요?
정자는 성 염색체중 X염색체를 가진 정자와, Y염색체를 가진 정자가 있습니다.인간 남성의 성 염색체 구성은 XY 입니다. 정자는 생식세포의 감수분열에 의해 만들어지는데, 감수분열을 진행하면 서로 짝이 맞는 염색체들이 반씩 정자에 남습니다. 때문에 XY도 갈려서 성염색체 X만 가진 정자, Y만 가진 정자 이렇게 두가지의 정자로 나눌 수 있습니다.그리고 하나의 세포의 염색체들이 반반 씩 나누어진 경우이기 때문에 X를 가진 정자와 Y를 가진 정자의 비율은 1:1 입니다.여성의 경우 성 염색체 구성은 XX 이기 때문에 난자는 성염색체 X만을 가집니다.난자와 정자가 만나 수정하면 염색체 수가 다시 2배수(서로 짝이 맞는)가 되는데 이 때 난자에 X를 가진 정자가 수정하면 성 염색체 구성이 XX가 되므로 여성난자에 Y를 가진 정자가 수정하면 XY가 되므로 남성이 됩니다.
생물·생명
Q. 동물과 인간이 교배가 불가한 이유는 무엇인가?
인간과 동물의 교배 그리고 그로인해 다음 자손이 생기는 것은 자연적으로는 불가능합니다.유전적 내용도 너무 다르고 염색체 수도 다르기 때문에 수정된다 하더라도 정상적인 발생이 힘듭니다.동물들 사이에서 종종 가까운 종 사이에 2세가 태어나지만 이는 유연관계가 가까워야 하며, 태어난 자손은 생식능력이 없거나, 한쪽 성만 생식능력을 가지게 됩니다. 이는 이종교배로 태어난 2세의 유전자가, 서로 다른 종의 유전자 반반을 물려받은 것이라 염색체 수의 차이로 짝이 맞지 않으며 혹 염색체 수가 같더라도 감수분열 과정에서 염색체가 나란히 배열되는 과정이 일어나기 힘들기 때문입니다.또한 태어난 2세가 꼭 장점만 물려받지는 않습니다.
생물·생명
Q. 배에 가스가 생기는건 왜생기는건가요?
방귀는 음식을 먹으면서 같이 삼킨 공기와, 대장에서 소화된 음식물들이 미생물에 의해 발생하는 가스가 섞여서 방출돠는 현상입니다. 동물들도 장에서 발효가 일어나며 사람처럼 방귀를 많이 뀝니다. 단백질이 발효되면서 나오는 황화수소와 암모니아는 악취를 심하게 하며 이때문에 고기가 주식이 육식동물의 방귀냄새가 더 지독합니다.하지만 방귀의 양은 초식동물이 많은데 초식동물은 맹장과 대장에서 주식인 식물의 셀룰로오스가 발효되는데 대장과 맹장이 매우 깁니다. 발효되는 양도 많고 그만큼 가스의 양도 많아집니다.반추동물의 경우는 주로 위에서 발효가 일어나서 방귀보다는 트림이 많이 발생합니다. 이 가스들에는 메탄가스가 많이 포함되어 고기를 위해 많은 소를 가축으로 키우는 것은 지구 온난화의 주범 중 하나로 여겨지고 있습니다.
생물·생명
Q. 멜라닌 색소가 없으면 어떤 영향이 있나요? 그리고 만들 수도 있나요?
멜라닌 색소가 부족해지면 알비노증이 나타납니다. 유전적으로 멜라닌을 만들지 못하게 되는데요.피부나 털이 희고, 홍채에도 색이 엎어 혈액에 색이 나타나 붉게 보입니다.멜라닌 색소는 눈 안쪽의 맥락막과 망막에도 필요하기 때문에 보통 시력이 나쁘고 자외선 차단을 할 수 없기 때문에 자외선에 의해 피부손상이 쉽게 일어납니다. 체내에서 멜리닌이 생성되는 기작은 밝혀져 있고 그에 따라 치료법이 개발되고 있습니다.
생물·생명
Q. 인간의 몸에서 독소를 배출하는 기관은 어디인가요?
몸에 들어오는 독소는 우선 간에서 해독을 하게됩니다.암모니아, 카페인, 기타 약물 등 대부분은 간에서 우선 처리합니다.간에서 해독되지 못한 독소는 신장에서 해독과 배출과정을 거치며 소변으로 배출됩니다.이외에 몸에서 분비할 수 있는 대부분의 기관에서 배출을 돕게되며 땀으로도 배출되고, 눈물 콧물에 포함시켜 배출시킬 수 있습니다. 우리 몸에서는 소화과정에서 발생한 암모니아 같이 몸에 피해를 주는 물질을 분해 변형 배출할 수 있는 다양한 기작들이 있습니다.
생물·생명
Q. 우리 몸에 세포들은 전부 호흡을 하나요??
세포호흡은 살아있는 세포에서 항상 일어나는 현상입니다.때문에 우리 몸도 이들에게 산소를 끊임없이 공급하기 위해 24시간 숨을 쉬고, 혈액을 펌프질합니다. 다만 호흡의 양은 상황에 따라 차이가 있을 수 있습니다.운동과 같이 근육세포가 더 많은 에너지를 소모해야할 때 세포호흡이 빨라집니다. 이 때 소모되는 산소공급을 늘리기 위해 우리는 숨을 더 빠르게 쉬게 됩니다. 운동의 강도가 높아서 이로도 부족하면 무산소 호흡까지 진행하여 젖산이 만들어지기도 합니다.또 세포마다 세포호흡의 양은 차이가 있습니다.세포호흡의 최대치는 각 세포들이 가지고 있는 미토콘드리아 수와 연관이 있습니다.예를들어 산소를 운반하는 적혈구는 핵과 미토콘드리아가 없어 산소를 소모하지 않고 세포호흡 중 해당과정이라는 단계까지만 진행하여 에너지를 획득합니다. 산소를 소모하는 호흡을 하지 않기 때문에, 대사량이 매우 적은편입니다.
생물·생명
Q. 초파리나 하루살이들이 군집해서 소용돌이치는이유
작은 날벌레들이 모여서 날아다니는 이유는 짝짓기를 하기 위해서입니다. 암컷 날벌레가 페로몬 같은 물질을 분비하면 수컷 날벌레들이 감지하여 몰려들게 됩니다. 하루살이들은 물가에 알을 낳기위에 몰려들 수 있습니다.또한 이렇게 몰려있는 날벌레들은 주로 한 지형에서 높은 구조물 쪽으로 몰리는 특성이 있습니다.
생물·생명
Q. 우리주변에 있는 나비와 나방의 차이는 뭘까요?
나방과 나비는 분류학상으로 둘 다 나비목에 속하고 굉장히 가까운 종입니다.그래서 외형이 많이 유사하기 때문에 차이점에 대해 궁금해 합니다.나비는 대부분 낮에 활동하는 주행성 생물이며, 나방은 대부분 밤에 활동하는 야행성 생물입니다. 그리고 나비는 길고 가늘며 끝이 뭉툭한 더듬이를 가지며 나방의 경우 두껍고 털이 많거나 끝이 뭉툭하지 않은 가는 더듬이를 가집니다. (물론 각각 예외가 있습니다)발생과정에서도 약간의 차이가 있는데, 나비는 겉이 딱딱한 번데기를 만들지만, 나방의 경우 번데기를 고치로 감싸 보호합니다. 날지 않고 앉을 때 나비는 날개를 접고 나방은 편 상태로 앉습니다.(예외는 있지만..)
생물·생명
Q. 돼지나 원숭이와 인간의 장기이식이 성공한 장기가 있나요?
돼지의 신장을 이식받은 원숭이가 221일간 생존하는데 성공하였고,원숭이의 장기를 인간에게 이식하여 성공한 사례는 없습니다.최근에 활발히 연구되는 이종간 장기이식의 주요 동물은 형질전환 돼지입니다.그래서 대부분의 이종간 장기이식은 이 돼지를 사용합니다. 그리고 장기들 중 공급이 적은 심장과 신장이 주로 이식됩니다.여러 사례들이 더 있지만 몇몇 사례만 소개드리면뇌사자의 몸에 돼지의 신장을 이식하여, 한달 이상 장기가 정상 작동하엿고, 돼지의 장기 중 심장을 이식한 환자는 심장이 정상적으로 기능하였지만 두 달 동안만 생존할 수 있었습니다.신장을 이식받은 환자도 2년이상 생존을 예상했지만 7주 후 사망하였습니다.(최근이라 장기 이식 때문에 사망한 것인지는 조사중)아직까지 완벽하게 장기이식을 대체할 수 있는 이종간 장기이식은 개발중이며, 돼지의 유전형질 중 이식에 불리한 형질은 계속 제거 혹은 변형하면서 성공률은 점차 높아질 것으로 보입니다.