안녕하세요. 황정웅 전문가입니다.
생물·생명
Q. 인간의 진화가 광합성을 선택하지 않은 이유가 무엇일까요??
식물의 광합성은 세포내의 엽록체에 의해 일어납니다.이 엽록체의 획득은 단세포시절 다른 광합성을 할 수 있는 세균을 세포 안으로 받아들이며(섭식하여) 시작되었습니다. 이를 세포 내 소기관으로 발달시켜 엽록체의 형태가 된 것입니다. 이 때부터 동물세포와 식물세포가 나누어졌고 각자 다른 방향으로 진화가 이루어 졌습니다.광합성의 가능 유무는 아주 오래전에 갈린 것으로 볼 수 있습니다.동물세포의 경우 엽록체를 획득하지 않고 진화가 계속 되었고, 다른 생물체나 영양소를 섭식하여 에너지를 획득하며 생존했습니다.광합성 없이도 생존과 번식이 가능했으므로 광합성을 하는 방향으로 진화가 진행되지 않았습니다.
생물·생명
Q. 인간과 동물도 유전자를 결합할수가 있나요?
라이거는 호랑이와 사자를 교배시켜 태어나게 한 동물입니다. 라이거의 경우 암컷만 생식능력이 있습니다.일반적으로 이런 이종교배는 교배 후 자손이 태어나는 확률도 적고, 태어난 자손이 생식능력을 갖지 못하거나 한쪽성만 생식능력을 갖습니다.이는 두 종이 유전적으로 거리가 멀고 또한 생식세포안에 든 염색체 개수가 다르기 때문입니다.품종 개량의 경우, 품종은 같은 종 안에서 형질에 따라 구분한 것으로 엄밀히 같은 종이기 때문에 교배가 가능하고 태어난 자손도 생식능력을 갖습니다. 즉 같은 종의 특정 외형이나 기능을 유지하기 위해 행하는 것이며 엄밀히 새로운 종을 만드는 것은 아닙니다. 인간의 유전자와 다른 동물의 유전자를 결합해서 새로운 종을 만드는 것은 확률이 매우 낮을것이라고 생각됩니다.
생물·생명
Q. 우리나라 농수로에 늑대거북이 있는 이유와 얼마나 생태계를 교란시키고 있나요?
늑대거북은 우리나라에 원래는 서식하지 않는 종이며우리나라 야생에서 발견되는 경우는 대부분 사람이 키우다가 방생한 경우입니다.아직은 국내에 얼마나 분포하고 있는지 정확하게 조사된 자료는 없지만, 유튜브나 뉴스에도 종종 발견되었다는 소식이 나오는 것을 보면 아주 적은 수는 아닌 것처럼 보입니다.늑대거북은 외래종으로 우리나라 생태계에 천적이 될만한 생물이 아직 없기 때문에 생태계를 교란시키는 요인이됩니다. 성체의 경우 크기가 크며 식성이 매우 좋고 턱으로 무는힘이 강하기 때문에 여러 어류나 조류 소형포유류 등을 잡아먹습니다.
생물·생명
Q. 인간이 살기 위해서 미생물의 영향이 상당히 큰가요??
인간에게 미생물은 굉장히 중요한 생물입니다. 인간은 이미 장내 미생물과 공생관계에 있습니다. 이런 장내 미생물은 소화기능의 조절을 도와주고 면역계 발달에 영향을 주며, 유해한 미생물의 증식을 억제합니다. 또 최근 많은 연구에 따르면 장내미생물이 신경계와 상호작용하여 다양한 감정상태에도 영향을 준다고 합니다.이미 잘 알고있는 유산균은 건강을 위해 섭취하기도 합니다. 그리고 우리가 먹는 다양한 음식을 위해 미생물의 존재는 필수적입니다. 식물에게 질소를 공급하는 생물은 대부분 질소고정을 하는 박테리아이기 때문에 이들 없이는 식물이 생장하지 못합니다. 또 유해한 물질들을 분해하는 역할을 수행하고 있기 때문에 미생물 없이는 생태계 자체가 돌아가지 않을 것입니다.
생물·생명
Q. 식물이 아닌 생물이 광합성을 할 수도 있나요??
식물 외에 광합성을 하는 생물로는 광합성 세균을 들 수 있습니다. 남조류처럼 광합성 시 산소를 배출하는 미생도 있지만, 홍색세균이나 유황세균 등은 빛과 이산화탄소를 사용한다는 공통점은 있지만, 물대신 황화수소 등을 사용하며 수소기체를 생산하는 특징이 있습니다. 이런 특징 때문에 수소가스 생산을 위해 사용하기도 합니다. 산소는 발생시키지 않지만 탄소를 고정한다는 점에서 중요한 세균이라고 할 수 있습니다.
생물·생명
Q. 미생물? 등 작은 생명체들을 이용해서 에너지를 만들어낼 수 있나요??
미생물을 활용해 에너지를 얻는 방식도 연구되고 있습니다. 예전부터 시아노 박테리아가 광합성을 할 때 발생하는 전자를 활용하는 방식도 연구되었고, 미생물을 활용해 수소나 연료등을 얻는 방식도 있습니다.또 미생물을 촉매로 화학에너지를 전기에너지로 전환시키는 기술도 연구되고 있습니다. 산소가 존재하지 않을 때(혐기성 조건) 미생물이 대사 산물로 이산화탄소와 양이온(수소양이온), 전자를 배출하는 현상과 이온교환막 등을 이용해 미생물로 전위차를 만드는 원리입니다.이는 폐수를 미생물로 분해하면서 전기까지 얻을 수 있는 기술로 만들기 위해 연구중이며 굉장히 친환경적인 기술로 주목받고 있습니다.
생물·생명
Q. 생물은 질소를 필요로 하기도 하나요??
질소는 단백질의 구성원소이며 생물들에게 질소는 필수적인 원소라고 할 수 있습니다. 다만 공기중의 질소기체를 직접 흡수하여 사용할 수 있는 생물은 굉장히 제한적입니다. 많은 식물들은 질산 이온이나 암모늄 이온 등을 흡수하여 질소를 얻게됩니다.콩과 식물의 경우 뿌리혹박테리아와 공생합니다.뿌리혹박테리아는 공기중의 질소를 흡수하여 고정할 수 있고 식물이 사용할 수 있는 형태로 변환하여 식물에게 제공합니다. 농업에서 질소질비료를 발명한 것이 수확량에 엄청난 증가를 가져온 것처럼 질소는 생물에게 매우 중요한 원소라고 할 수 있습니다.
생물·생명
Q. 사람들과 동일하게 동물들도 신장은 2개인가요?
척추동물은 대부분 2개의 신장을 가집니다.침팬치도 좌우 1쌍의 신장을 갖습니다.신장외에 다른 장기들의 경우에도 비슷한 형태와 수로 존재합니다.
생물·생명
Q. 단백질만 먹으면 뇌는 힘을 못쓸까요??
단백질도 섭취 한 후 체내에서 포도당으로 전환되는 기작이 있습니다.그래서 단백질만 섭취하더라도 포도당을 얻을 수 있습니다.하지만 직접 탄수화물을 먹어 포도당을 얻는 것 보다는 공급이 느리기 때문에 뇌에 포도당 공급량은 적어집니다.뇌에 포도당 공급이 줄어들면 자율신경계가 작동되어 피로하거나 불안감을 느낄 수 있고 뇌의 기능도 일시적으로 떨어질 수 있습니다.다만 단백질도 뇌에서 신경전달물질 등을 생성하기 위해서 꼭 필요한 영양소입니다.다양한 영양소를 골고루 섭취하는 것이 좋습니다.
생물·생명
Q. 아메바가 두개로 분열하면 원래 크기보다 작아지나요??
분열한 직후는 원래 크기보다 작아지게 됩니다.하지만 시간이 지나 미생물이 영양분을 획득하고성장하게 되면 원래 크기의 미생물 만큼 자라게 됩니다.