안녕하세요. 황정웅 전문가입니다.
생물·생명
Q. 바이러스가 인체에 전염되는 과정은 어떻게 이루어지나요?
바이러스가 점막이나 상처난 피부 등에 접촉하면 체내로 유입될 수 있습니다. 체내로 유입된 바이러스는 대부분 면역세포에 의해 제거됩니다.하지만 면역세포를 피해 새포막에 안착한 바이러스는 바이러스 종류에 따라 다양한 방법으로 세포안으로 침투합니다. 세포막에 융합하거나 주사처럼 유전체만 주사하는 등의 방법이 있습니다.세포내로 들어간 바이러스는 자신의 유전체와 일부의 단백질을 사용하여 새포내의 세포가 원래 세포 자신에게 사용할 여러 단백질을 이용하여 바이러스의 유전체를 복제시키고 캡시드 껍질같은 단백질을 만들게 합니다.결국 세포는 바이러스를 복제하는 공장이 되며, 복제된 많은 바이러스들이 세포 밖으로 방출되고 몸 전체로 퍼지게 됩니다.이후 몸에서 분비되는 체액에도 바이러스가 섞여서 나오게되며 다른사람에게 접촉하여 전파될 수 있습니다.물론 바이러스 종류에 따라 감염 방법과 전염 방법은 조금씩 차이가 있습니다.
생물·생명
Q. 기후 변화가 동식물에 미치는 영향은 무엇인가요?
온난화에 의해 온도에 민감한 생물들이 더워진 지역에서 온도가 낮은 지역으로 이동합니다. 특히 어류의 경우 온도변화에 민감한데 최근 우리나라에도 원래는 잡히지 않던 따뜻한 지역의 어종들이 많이 발견되고 있습니다.식물의 경우도 개화 시기가 앞당겨지며, 너무 이르게 개화하여 곤충의 수분매개시기와 엇갈려 수분하지 못하기도 합니다. 해수면 상승으로 인해 바다와 인접한 육지가 잠기게 되고 해당 지역에 살던 동식물은 서식지를 고지대로 옮겨야합니다.이런 기후변화가 느린 속도로 점진적으로 일어난다면 생물들이 적응할 시간이 충분하고 생태계에 혼란이 적겠지만, 너무 빠른 속도로 일어나기 때문에 생물들이 적응하지 못하고 멸종하기도 합니다.온도에 따라 알에서 성별이 결정되는 대표적인 파충류인 악어는 성비에 불균형이 생기기도 합니다. 급격한 기후변화는 생물 다양성을 감소시킬 것이며 이로인해서 생태계의 안정성도 감소할 것입니다.
생물·생명
Q. 기후 변화가 생태계에 미치는 영향은 어떤 것이 있나요?
우선 생물들의 서식지를 변화시킵니다.여러 생물들은 잘 생장하기 위한 온도가 있는데, 온난화가 일어나면서 원래 살던 지역이 더워지고 점점 북쪽으로 서식지가 이동됩니다. 또 해수면이 상승하면서 낮은지역은 바닷물에 잠기기도 하며 이 경우에도 원래 서식하던 생물들은 서식지를 옮겨야 합니다. 바다에서도 마찬가지로 수온이 상승하면 온도변화에 민감한 어류들은 더 찬 지역으로 이동해야 합니다. 만약 이동할 여건이 없다면 개체수가 감소하여 멸종될 가능성도 생깁니다.또 서식지를 옮기는 과정에서 만난 적 없던 생물들이 서로 조우할 가능성이 있으며 이로인해 다양한 혼란이 생길 가능성이 있습니다.식물의 경우 개화 시기가 앞당겨지기 때문에, 곤충에 의한 꽃가루 운반에 혼란이 생기기도 합니다.
생물·생명
Q. 영장류는 지문을 갖고 있는데 왜 영장류만 갖고 잇으며 지문이 하는 역할은 또 무엇일까요?
지문을 가짐으로 얻는 이득은, 무언가를 잡거나 나무를 탈 때 잘 놓치지 않게 해주고, 무언가를 만질 때 촉각을 더 민감하게 해주는 역할이 있다고 합니다.특이하게도 코알라에게도 지문이 있는데 영장류의 지문의 역할과 비슷한 이점을 가집니다.
생물·생명
Q. 일란성 쌍둥이가 지문도 다른 이유가 무엇인가요?
일란성 쌍둥이는 동일한 유전자를 가지기 때문에 외형이 매우 비슷합니다. 하지만 그럼에도 다른 부분들이 존재하는데 지문은 대표적인 예시입니다.지문의 형성은 임신 13주차 쯤 부터 시작됩니다. 지문의 형성에는 유전적 요인 말고 환경적인 요인이 함께 작용합니다. 2023년의 최근 연구에 따르면 지문의 형성은 앨런 튜링이 제안한 튜링패턴에 따른다고 합니다. 튜링패턴은 복잡하지만 자연계에서 나타나는 다양한 패턴(얼룩말이나 호랑이의 줄무늬 등)이 다양한 요소의 상호작용의 작은 차이에 따라 수학적으로 달라진다는 수학이론입니다.WNT,EDAR,BMP 라는 3가지 단백질이 상호작용하여 지문이 형성된다고 합니다.각각 지문융선생성, 융선크기와 간격조절, 앞의 두작용을 억제 하는역할을 합니다. 이 3가지의 단백질이 상호작용하여 다양한 패턴을 만들어 내는데, 자궁내에서 착상위치와 같은 초기 환경의 차이가 위 단백질들의 상호작용에 차이를 일으킵니다. 결국 일란성 쌍둥이라고 해도 지문에는 차이가 생길 수밖에 없습니다.다만 일란성 쌍둥이의 경우 지문이 다르지만, 일란성 쌍둥이가 아닌 형제보다는 지문이 비슷하다고 합니다.
생물·생명
Q. 뇌가 쓰는 에너지는 무엇인가요???
뇌는 주로 에너지원으로 포도당을 사용합니다. 그리고 포도당이 결핍된 상황에서 지방대사산물인 케톤체를 사용하기도 합니다.이렇게 두 종류의 에너지원을 사용하며 대부분 포도당에 의존하기 때문에 포도당 결핍에 민감하게 대응합니다.
생물·생명
Q. 씨없는 과일들은 어떻게 번식되는 건가요?
식물의 경우 씨를 사용해 번식하는 방법 말고도 다양한 방법으로 개체수를 늘릴 수 있습니다. 바나나의 경우 뿌리를 일부 잘라 다른 곳으로 옮겨심으면 새로운 바나나 나무가 자랍니다.이런 번식방법을 영양생식 혹은 식물분리생식이라고 합니다. 뿌리, 줄기, 잎 등의 조직에서 새롭게 뿌리가 내려 독립적인 개체가 될 수 있습니다. 똑같은 식물을 계속 증식시킬 수 있기 때문에 편리한 방법입니다.하지만 유전적으로 모두 동일하기 때문에 환경변화나 질병에 많이 취약합니다.
생물·생명
Q. 돼지감자는 우리가 흔히 보는 감자의 일종인가요?
땅속에서 굵게 자라는 모습이 감자와 비슷하여 돼지감자라는 이름이 붙었지만분류학적으로 감자와는 조금 멀다고 합니다. 감자의 경우 분류가 가지과 -가지속 - 감자 이지만, 돼지감자는 국화과-해바라기속-돼지감자로감자보다는 오히려 해바라기에 가까운 종이라고 볼 수 있습니다.
생물·생명
Q. 로얄젤리가 어떻게 여왕벌에게 산란능력을 만들어주는걸까요?
로얄젤리에는 로열락틴이라는 단백질이 있으며 이것을 먹으면 곤충의 세포를 증식시키고 수명을 늘리는 유전자를 활성화 시킵니다. 여왕벌과 일벌의 유전자는 동일하지만, 유충때 무엇을 먹는 가에 따라 유전자 발현이 차이가 나고 이것이 여왕벌과 일벌을 나누게 되는 원인이 됩니다. 여왕벌이 없는 벌 군집에서, 몇몇 유충을 선별하여 로열젤리를 먹이기 시작합니다. 이러면 유충이 급속도로 성장하며, 이들 중 또 선별을 거쳐 로열젤리를 먹입니다.최종적으로 선별된 유충이 결국 여왕벌로 성장합니다.여왕벌의 유충은 성장이 끝날때까지 로열젤리만 먹는데, 여왕벌로 선택되지 않은 유충은 꿀과 꽃가루를 먹습니다.꿀과 꽃가루에 포함된 miRNA가 유충의 난소의 성장을 억제한다고 합니다.
생물·생명
Q. 찌그러진 생수병에 든 물 마셔도 되나요?
차의 따뜻한 온도 때문에 페트병 안의 공기가 팽창하여 병이 빵빵해지고, 뚜껑을 딸 때 공기가 빠져나온 것으로 추측됩니다.이와 별개로 페트병의 경우 은근히 세균이 번식하기 쉽다고 합니다.특히 입을 대고 마신 경우 따뜻한 온도에서 매우 많은 세균이 증식 할 수 있습니다.페트병의 물은 개봉 후 오래 방치되었다면 가급적 마시지 않는 것이 좋습니다.