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생물·생명
Q. 수분섭취량 중 소변으로 빠져나가는 액체량
말씀대로 여러 요인으로 달라질 수 있기 때문에 정확히 몇 %라 단정짓긴 어렵습니다.하지만, 보통 성인의 하루 수분 배출량은 말씀하신 섭취량 2L를 넘어서는 2.5L정도입니다. 그 중 소변은 전체 수분 배출량의 약 50~60%를 차지합니다. 그리고 피부, 즉 땀을 통해 약 20~30% 정도를 배출하게 되는데, 땀이 적다고 하셨으니 더 적을 수도 있겠네요. 또 호흡을 통해서 약 10~15%정도, 대변을 통해 5% 내외가 배출됩니다.하지만 말씀하신대로 하루 2L의 수분을 섭취하고 땀 배출이 적다면, 앞서 말씀드린 60%보다 더 높은 수준으로 수분 배출의 상당 부분이 소변으로 이루어질 가능성이 높습니다.따라서 땀 배출이 거의 없다면, 하루 섭취량 2리터 중 약 60~70% 이상, 많게는 80% 가까이 소변으로 배출될 수 있기에 이론적으로 대략 약 1.2리터에서 1.6리터에 해당하는 양이 소변으로 배출 될 것으로 예상됩니다.
생물·생명
Q. 현재 동물 실험을 완벽하게 대체할 방법이 존재하나요?
결론부터 말씀드리면 동물실험을 완전히 대체할 수 있는 방법은 아직 없습니다.물론 말씀하신 오가노이드, AI 등 여러 기술들이 동물 실험을 대체할 방법으로 주목받고 있고, 실제로 많은 성과를 내고 있습니다. 하지만 이 기술들이 동물 실험을 완벽하게 대체하기에는 한계점이 있습니다.오가노이드는 인체 줄기세포 등을 이용하여 실제 장기와 유사한 구조와 기능을 가진 3차원 미니 장기를 만들어냅니다. 이를 통해 특정 장기의 질병 연구, 약물 테스트, 맞춤형 치료 등에 활용될 가능성이 매우 높습니다. 특히 인간 생리와의 유사성이 높아 동물 실험의 한계점을 극복할 수 있다는 큰 장점이 있습니다. 그러나 아직은 개별 장기에 대한 연구가 주로 이루어지고 있으며, 인체 전체의 복잡한 생체 시스템을 완벽하게 재현하기에는 한계가 있습니다. 물론 '멀티 오가노이드 시스템' 등 여러 장기의 오가노이드를 연결하는 연구가 활발히 진행 중이지만, 아직 초기 단계입니다.AI 역시 비슷합니다. 방대한 데이터를 기반으로 약물의 독성이나 효능을 예측하고, 빠르게 신약을 개발하는 데 큰 도움을 줍니다. 또한 컴퓨터 모델링을 통해 가상의 인체에서 신약의 효과와 부작용을 검증하는 연구도 진행되고 있습니다. 동물 실험보다 시간과 비용을 절약할 수 있을 뿐만 아니라 재현성이 높다는 장점이 있습니다. 일부 연구에서는 AI 독성 예측 정확도가 동물 실험보다 높게 나타나기도 했습니다.그러나 AI는 기존 데이터를 기반으로 작동하기 때문에 예측에 한계가 있으며, 생체 전체의 복잡성을 완전히 재현하기에는 아직 역부족입니다. 특히 예측 불가능한 부작용이나 복잡한 생리 현상을 정밀하게 구현하는 데는 아직 부족한 점이 많습니다.그래서 결구 복잡한 생체 시스템을 재현하기에는 아직 어려울 뿐만 아니라 예측 불가능한 부작용 등 아직은 동물 실험에서만 확인 가능한 경우가 많습니다.
생물·생명
Q. 동물 유전자와 식물 유전자 차이가 많이 나나요?
사실 보는 관점에 따라 다를 수 있습니다.크게 차이난다고 생각했다면 그 차이가 크지 않을 수 있고, 차이가 없다고 생각했다면 차이가 클 수 도 있습니다.다만, 분명 어느정도 차이가 있지만, 놀랍게도 공통적인 조상을 가지고 있기 때문에 일부 유전자는 공유하고 있습니다.먼저 동물과 식물 모두 유전 정보를 담고 있는 DNA가 동일하게 이중 나선 구조로 되어 있습니다. 또한 DNA를 구성하는 기본적인 4가지 화학 빌딩 블록 역시 동물과 식물 모두 동일합니다.특히 동물과 식물은 공통 조상으로부터 진화했기 때문에 특정 유전자들은 유사성을 가지는데, 에너지 생성에 관여하는 사이토크롬 C 같은 단백질을 만드는 유전자는 식물과 동물 모두에게서 발견되는 대펴적인 유전자입니다.그럼에도 동물과 식물의 유전자에는 매우 큰 차이가 있습니다. 이는 각 생물이 살아가는 방식과 환경에 적응하며 다르게 진화했기 때문입니다.세포 구조의 차이나 유전자의 구성, 면역 체계, 발생 및 재생에 관한 능력, 유전자 조절 방식 등이 대표적인 차이입니다.
생물·생명
Q. 미생물이 하는 역활은 분해와 영양 순환밖에 없나요?
미생물은 아주 많은 일을 하고 있습니다.그 중 말씀하신 분해와 영양 순환은 미생물이 하는 많은 일 중 가장 대표적인 일입니다.먼저 미생물 중에는 주변의 무기물을 이용하여 유기물을 만들어내는 능력을 가진 것들이 많습니다. 예를 들어, 식물처럼 광합성을 하는 시아노박테리아는 지구의 대기 조성에 큰 영향을 미쳤고, 다양한 생명체의 에너지원이 됩니다. 또한, 일부 미생물은 특정 유기 화합물이나 항생물질 등을 합성하여 생태계에서 중요한 역할을 합니다.또한 대기 중에는 질소 기체가 풍부하지만, 대부분의 생명체는 이 질소 기체를 직접 이용할 수 없는데, 이때 일부 미생물이 대기 중의 질소 기체를 암모니아 형태로 전환하여 식물이 이용할 수 있도록 만들어주는 질소 고정을 하기도 합니다. 이는 토양의 비옥도를 높이고 생태계의 생산성을 유지하는 데 필수적인 역할이죠.그리고 미생물은 오염된 환경을 정화하는 데에도 중요한 역할을 합니다. 기름 유출 사고 지역에서 유기 오염 물질을 분해하거나, 중금속을 제거하는 등 생물학적 정화 기술에 활용되고 있죠. 또한, 폐수 처리 시설에서도 미생물의 분해 능력을 이용하여 유기물을 제거하기도 합니다.그 외에도 미생물은 식품이나 의약품, 에너지 생산 등 다양한 산업 분야에서 활용됩니다. 흔히 먹는 빵의 발효나 술 제조, 치즈 숙성 등에 이용되며, 항생제나 효소, 바이오 연료 등의 생산에도 필수적인 역할을 하고 있습니다.
생물·생명
Q. 은행은 냄새가 심한데도 불구하고 은행나무가 어떻게 번식을 할 수 있는건가요?
은행나무 열매에서 냄새가 나는 것은 '빌로볼'과 '은행산'이라는 성분 때문으로 이 성분들은 독성을 띠기도 해서 곤충이나 동물들이 접근하지 못하게 하는 역할을 합니다. 하지만, 은행 역시 이 씨앗으로 번식을 하는 것은 맞습니다. 그렇지만, 과거에는 씨앗을 퍼뜨리던 매개 동물이 있었으나 그 동물이 멸종하면서 인간의 도움 없이 야생에서의 번식은 쉽지 않게 된 것입니다.즉, 냄새가 나고 독성까지 있는 은행나무의 열매를 먹고 퍼트리는 동물이 있었지만, 그 동물이 멸종하며 퍼트릴 수 있는 동물이 사라지며 자연적으로 번식하는 것이 쉽지 않은 상황이 된 것입니다.