안녕하세요. 황정웅 전문가입니다.
생물·생명
Q. 동물의 근육은 운동을 안해도 자동으로 발달하는가?
동물과 인간의 근육량 발달의 차이는 뇌의 발달로 인간의 근육계가 동물에 비해 기능이 줄어들었기 때문입니다.실제로 동물은 따로 운동을 하지않아도 높은 질의 근육을 소유합니다. 인간의 근육 성장 매커니즘은, 강한 운동을 하여 근육이 손상되면 해당 손상을 회복하면서 다음에 더 큰 힘을 낼 수 있도록 근육을 더 크게 성장시킵니다. 하지만 운동을 하지 않으면 근육손실이 일어나며 근육이 다시 작아집니다.하지만 동물의 경우는 환경의 변화에따라 운동 없이 근육량을 조절하는 매커니즘이 있습니다. 겨울잠을 자는 동물의 혈액에는 근육손실을 막는 단백질이 나와 근육 손실을 막는다고 합니다.장거리를 이동하는 새는 이동해야 될 때가 된다면 근육량을 늘린다고 합니다. 인간의 경우 굉장히 다양한 환경에 살다보니 근육을 늘리고 줄여야할 패턴이 명확하지 않았다는 점이 작용하였고.근육은 유지하기 위해 드는 에너지가 매우 높다는 점도 작용했습니다. 근육은 사용하지 않을 때도 섭취하는 칼로리의 1/5의 에너지를 사용합니다. 그래서 쓰면 늘어나고 쓰지 않으면 줄어드는 방향으로 진화하였습니다.
생물·생명
Q. 지구상 산소포화도가 가장 높을때에 생물의 크기가 가장컸다고 하던데 그이유는?
세포가 생존하고 분열하기 위해 에너지를 생성하려면 산소가 필요합니다. 이는 몸 구석구석의 세포들에게도 마찬가지이며, 몸의 부피가 크면 모든 세포에 산소를 공급하는 것이 힘들어집니다. 물론 산소가 모든 생물의 크기에 동일하게 영향을 미치지는 않습니다. 폐와 심장의 성능에 따라 체내 산소 공급에는 큰 차이가 없을 수 있습니다.산소농도에 따른 크기변화는 곤충에서 굉장히 잘 관찰되는데, 곤충의 순환계는 척추동물의 순환계에 비해 산소를 잘 전달 할 수 없어 주변 산소농도에 많은 영향을 받게됩니다.다만 산소 농도가 크기를 결정짓는 단 하나의 원인은 아닙니다. 중력의 영향으로 일정이상 크기의 생물은 생존할 수 없으며, 온도에 따른 크기변화가 주요하게 작용하는 종도 있습니다.
생물·생명
Q. 사람이 눈을 뜨고 잠을 잘 수 있는게 과학적으로 가능한 것인가요?
안구가 다른사람들 보다 좀 더 돌출된 형태의 얼굴이나, 혹은 눈 크기가 큰 경우 눈꺼풀이 눈 전체를 덮지 못해 눈을 뜨고 자는 경우가 있습니다. 그리고 과도한 피로도 눈끄도 자는 원인이 될 수 있으며, 노화로인해 눈주변 근육이 약해지면 눈을 뜨고 잘 수도 있습니다. 쌍꺼풀 수술의 부작용으로도 눈뜨고 자는 현상이 일어날 수 있습니다. 위의 경우는 보통 눈이 살짝 떠져있는 경우가 많고, 눈을 심하게 뜨고 잔다면 안면마비나, 종양등이 원인이 될 수 있습니다.의도적으로 눈을 뜨고 자는 경우는 잘 없으며, 눈을 뜨고자면 안구가 건조해져 문제가 될 수 있습니다.
생물·생명
Q. 인간의 뇌는 진화과정속에서 점점 크기가 커지고 있나요?
수백만년에 걸쳐 인간의 뇌는 크기가 커지는 방향으로 진화했습니다. 때문에 지능의 발달로 인간은 생태계의 고점에 위치하게 되었습니다.비교적 최근부터 인류의 뇌는 작아지고 있다고 합니다.작아지기 시작한 정확한 시기는 아직 논란중이지만 1만2천년~3천년 전부터 작아진 것으로 추정합니다. 뇌가 작아지고 있는 이유에는 여러 가설이 있는데, 1.기후변화로인해 빙하기 이후 따뜻해지면서 몸의 크기가 작아지며, 여성이 출산할 때 태아의 머리크기가 작아져야 무사히 출산할 확률이 높기 때문에 뇌 용적이 작아지는 방향으로 가고있다.2.농업혁명으로 인해 발생한 영양불균형에 의한 뇌용적 감소.3.인간의 공격성 감소로 뇌가 작아지는 선택압을 받음 (길들여져 가축화 된 동물이 야생동물보다 뇌용적이 작은 것에서 착안)4. 문자의 발견과 사회성발달로 할일이 분업화되어 뇌가 효율화됨.각 가설들에는 헛점들이 있으며 정확한 이유를 알기 위해서 더 많은 연구가 필요할 것으로 예상합니다.
생물·생명
Q. 간의 기능이 90% 이상 떨어지면 복수가 찬다는데, 복수가 차는 원리가 뭔지 궁금합니다.
간은 음식물을 소화하고 흡수한 영양소들이 몸으로 퍼지기 전에 먼저 거쳐가는 장기입니다.간경화로 인해 간이 딱딱해지면 간이 기능을 잘 하지 못하고 간문맥이 좁아집니다. 간문맥이 좁아지면 간문맥 안쪽의 혈압이 증가하며, 좁아진 혈관을 넓히기 위해 혈관을 넓히는 인자들을 방출합니다.이는 다른 내장의 혈관들이 확장되게 하며 혈액이 장막 순환계로 쏠려 몸이 체내 혈액이 부족하다고 느끼며 수분 배출을 줄입니다. 결국 체내 수분이 과다해지면서 혈장의 삼투압이 떨어지고 물이 혈관 밖으로 빠져나가며 복수가 생깁니다. 또 간은 혈장의 삼투압을 조절하는 알부민을 생성하는데 간기능이 떨어지면 알부민 생산량이 급감하여 혈장 삼투압을 조절하기 힘들게됩니다.