Doctor of Public Health 전상훈입니다
생물·생명
Q. 비신경계를 갖고 있는 동물은 그 배경이 무엇인가요?
안녕하세요. 신경계를 갖추지 않은 동물들의 존재는 진화생물학에서 매우 중요한 의미를 가집니다. 이들은 진화과정에서 신경계의 복잡성이 꼭 필수적이지 않은 환경에서 생존할 수 있었음을 보여줍니다. 예를 들어, 해면 동물(Phylum Porifera)은 신경계가 없는 대표적인 예로, 이들은 단순한 여과 섭식을 통해 영양분을 섭취하며 생존합니다. 신경계의 부재는 이러한 동물들이 복잡한 환경 변화나 빠른 반응이 필요하지 않은 생태계에서 진화할 수 있었음을 시사합니다. 신경계를 갖추지 않은 동물의 대표적인 특성들은, 주로 원시적인 생물군에 속합니다. 이들은 복잡한 행동이나 빠른 반응을 요구하지 않는 환경에서 적응해왔으며, 이는 그들의 생활사에 필요한 최소한의 기능만을 수행하도록 진화했음을 의미합니다. 복잡한 신경계를 유지하는 것은 높은 에너지를 요구합니다. 신경계가 없는 동물은 이러한 에너지 요구량을 크게 줄일 수 있으며, 이는 에너지가 부족한 환경에서 생존하는데 유리할 수 있습니다. 이들 동물은 대부분 자신의 환경에서 중요한 역할을 수행합니다. 예를 들어, 해면동물은 해양 생태계에서 중요한 여과 섭식자 역할을 하며, 이를 통해 물질 순환에 기여합니다.
생물·생명
Q. 해파리는 왜 뇌가 없는지 알고 싶습니다
안녕하세요. 해파리는 뇌가 없는 독특한 신경 구조를 가지고 있습니다. 해파리의 신경계는 간단하지만, 그들이 수행해야 하는 기본적인 생활 기능을 지원하기에 충분합니다. 해파리는 중추 신경계가 발달하지 않았습니다. 대신, 신경 그물(neural net)이라고 불리는 더 원시적인 신경계를 가지고 있습니다. 이 신경 그물은 해파리 몸 전체에 분포하여, 복잡한 뇌 기능 없이도 움직임을 조절하고, 물리적 자극에 반응할 수 있게 합니다. 신경 그물은 해파리 몸 전체에 퍼져 있으며, 간단한 신호를 전달하는 역할을 합니다. 이는 해파리가 먹이를 찾거나, 위험을 피하거나, 기타 환경적 자극에 반응할 수 있게 합니다. 해파리의 운동은 대부분 자동적이며 반사적입니다. 예를 들어, 물리적 접촉이 감지 되면 그들의 몸은 자동적으로 수축하여 자극으로부터 벗어날 수 있습니다. 해파리는 물 속 화학 물질을 감지할 수 있는 능력을 가지고 있습니다. 이는 먹이 감지나 짝짓기 시즌 동안 파트너를 찾는데 사용됩니다. 해파리의 생활 방식과 환경에서는 복잡한 뇌 구조는 필요하지 않을 수 있습니다. 신경 그물만으로도 충분히 생존하고 번식하는데 필요한 기본적인 기능을 수행할 수 있기 때문입니다. 또한, 에너지 소비를 줄이는 이점도 있으며, 해파리는 상대적으로 간단한 구조로도 효율적인 생존 전략을 유지할 수 있습니다.
생물·생명
Q. 잔디를 왜 뽑아도 계쏙 나는지 알고 싶습니다.
안녕하세요. 잔디가 뽑혀도 다시 자라나는 능력은 그들의 독특한 생물학적 구조와 성장 메커니즘에 기인합니다. 잔디의 회복력은 주로 지하에 광범위하게 분포하는 뿌리 시스템과, 특정 종에서 발견되는 지하경(뿌리줄기 ; rhizomes) 및 지상경(옆자루 ; stolons)의 존재에 의해 강화됩니다. 이러한 구조들은 잔디가 물리적 손상 후에도 빠르게 회복하고 재성장할 수 있는 기반을 마련해 줍니다. 지하경과 지상경은 식물의 세포가 계속해서 새로운 식물체를 형성할 수 있도록 하는 비밀리에 숨겨진 줄기 입니다. 이들은 손상된 부위에서 새로운 싹을 틔우고, 잔디가 지속적으로 퍼져 나가게 합니다. 지하경은 땅속에서, 지상경은 땅 위에서 자라며, 각각 잔디 페치(patch)가 물리적으로 분리되어 있어도 건강한 식물체로 재생할 수 있는 재료를 제공합니다. 잔디의 뿌리는 매우 깊고, 복잡하게 얽혀 있어, 표면에서 잔디를 뽑더라도 뿌리의 상당 부분이 토양 속에 남게 됩니다. 이 남은 뿌리에서는 저장된 영양소를 사용하여 빠르게 새로운 싹을 틔울 수 있습니다. 이 과정은 잔디가 손상을 입었을 때 빠른 회복을 가능하게 하며, 다른 많은 식물들보다 더 우수한 적응력을 제공합니다. 잔디의 이러한 성장 특성은 생태학적으로 큰 이점을 제공합니다. 높은 회복력과 재생 능력은 잔디가 극한의 환경과 강한 물리적 영향에도 살아남을 수 있게 하며, 이는 특히 인간 활동이 잦은 도심 지역이나 스포츠 시설에서 잔디가 널리 사용되는 이유 중 하나입니다.
생물·생명
Q. 식물성해파리는 동물성해파리와 어떻게다르나요?
안녕하세요. 식물성 해파리에 대한 언급은 아마도 해파리와 유사하게 보이는 또 다른 해양 생물인 섭식성 녹조류인 클로로톱시스(Chlorotopsis)나 케일리드로스퍼마(caulerpa)를 지칭할 수 있습니다. 이들은 해파리처럼 투명하거나 유연한 외형을 지녔지만, 실제로는 식물계에 속하는 녹조류입니다. 이러한 조류는 일반적으로 '식물성 해파리'라고 불리울 수 있으며, 동물성 해파리와는 몇 가지 중요한 차이점이 있습니다. 먼저, 분류학적인 차이로 동물성 해파리는 촉수가 있고, 젤리 같은 유체로 이루어진 몸을 가지고 있으며, 동물계 젤라타(코더타와 쿠비조아를 포함하는 그룹)에 속합니다. 이들은 동물이며, 물속에서 먹이를 사냥하여 섭취합니다. 식물성 해파리는 실제로는 해파리가 아니라 녹조류로, 식물계에 속합니다. 이들은 해파리처럼 보일 수 있지만 광합성을 통해 자신의 에너지를 생산합니다. 또, 생물학적 특성 차이는 동물성 해파리의 경우 수동적으로 표류하거나 물속에서 약간의 움직임을 통해 이동하며, 주로 작은 물고기나 플랑크톤을 먹습니다. 식물성 해파리의 경우 광합성을 통해 에너지를 만들고, 주로 따뜻하고 얕은 해양에서 발견됩니다. 이들은 해파리처럼 보이는 외형을 가질 수 있지만, 뿌리나 다른 부착 구조를 통해 바다 바닥에 고정되어 있을 수 있습니다. 환경적 역할 또한 차이가 있습니다. 동물성 해파리는 해양 생태계에서 포식자 역할을 하며, 종종 대량 발생 시에는 해양 환경에 심각한 영향을 미칠 수 있습니다. 식물성 해파리는 해양의 산소 공급원 역할을 하고, 수중 생태계에서 중요한 광합성 생물로서 가능합니다.
생물·생명
Q. 생물학적으로 가장 오래사는 생물은 무엇인가요?
안녕하세요. 생물학적으로 가장 오래 사는 생물에 관한 연구는 매우 흥미로우며, 몇몇 생물 종은 놀라울 정도로 장수하는 능력을 보여줍니다. 특히 그린란드 상어(Lophelia pertusa)와 민고리고둥(Arctica islandica)은 수백 년을 살 수 있는 것으로 알려져 있으며, 이들의 장수 비밀을 풀기 위한 연구가 진행 중입니다. 그러나 생물학적 불사에 가장 가까운 종은 터보텔리스 젤리피쉬(Turritopsis dohrnii)로, 이 해파리는 사춘기 성체 단계에서 손상이나 스트레스를 받앗을때 자신의 생명주기를 초기 단계로 되돌릴 수 있는 능력을 지니고 있습니다. 이 현상은 '생물학적 불사'로 종종 언급되며, 노화 과정을 되돌리는 능력으로 인해 많은 과학자들의 관심을 받고 있습니다. 생물학적 불사라는 개념은 완전한 불멸을 의미하지 않으며, 모든 생명체는 결국 환경적 요인이나 질병에 의해 생명을 마감하게 됩니다. 그러나 터보텔리스 젤리피쉬와 같이 생명주기를 반복할 수 있는 생물들의 연구는 인간의 노화 연구 및 질병 치료 방법 개발에 중요한 통찰을 제공할 수 있습니다. 이러한 생물들의 생리학적 메커니즘을 이해하는 것은 과학적으로 매우 중요한 일로, 장기적으로는 인간의 수명 연장에도 기여할 수 있는 가능성을 열어 줍니다.