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생물·생명
Q. 햇빛을 쬐면 비타민 D를 합성하는다고 하는데, 피부로 흡수되는 원리가 궁금합니다.
햇빛에는 다양한 파장의 자외선이 포함되어 있는데, 그 중 자외선 B(UV-B)가 비타민 D 합성의 핵심적인 역할을 합니다.사람의 피부 표피와 진피층에는 '7-디하이드로콜레스테롤(7-dehydrocholesterol)'이라는 콜레스테롤 전구체가 존재합니다. 햇빛의 UV-B가 피부에 닿으면, 이 7-디하이드로콜레스테롤이 UV-B 에너지를 흡수하면서 분자 구조가 변화하게 됩니다. 이 광화학 반응을 통해 7-디하이드로콜레스테롤은 비타민 D3인 콜레칼시페롤로 전환됩니다.이렇게 피부에서 합성된 비타민 D3는 비활성상태이기 때문에 혈액을 통해 간으로 이동하여 한 번의 대사 과정을 거칩니다. 이후 신장으로 이동하여 또 한 번의 대사 과정을 거쳐 최종적으로 우리 몸에서 필요한 활성형 비타민 D인 칼시트리올이 되는 것입니다.
생물·생명
Q. 네안데르탈인은 과거 호모사피엔스와 비교시 인구수가 얼마나 되었을까요
정확한 인구 수를 파악하기는 어렵습니다.하지만, 지금까지 연구에 따르면 네안데르탈인의 전체 개체 수는 그리 많지 않았으며, 호모 사피엔스에 비해 인구 밀도가 낮았던 것으로 알려져 있습니다.네안데르탈인은 주로 유럽과 서아시아 지역에 걸쳐 폭넓게 정착하며 살았습니다. 현재의 독일 네안데르 계곡에서 첫 화석이 발견되어 네안데르탈인이라 이름이 붙었으며, 벨기에, 지브롤터, 이스라엘, 요르단 등 유럽 전역과 중동 일부 지역에서 흔적이 발견되고 있습니다. 동쪽으로는 중앙아시아 일부 지역까지도 분포했던 것으로 보이나, 동아시아나 아프리카 사하라 이남 지역에서는 네안데르탈인의 화석이 발견되지 않았습니다.
생물·생명
Q. 생물학에서 종내변이는 어디까지인정하나요
먼저 생물학에서 종은 서로 교배하여 번식 능력이 있는 자손을 낳을 수 있는 개체들의 집단을 의미합니다.하지만 같은 종 내에서도 개체들마다 또는 집단마다 특성의 차이가 나타나는데, 이것이 종내 변이입니다.물학에서 종내 변이를 형식적으로 인정하는 가장 중요한 단계는 아종 분류입니다.아종이란 같은 종 내에서 지리적으로 격리되어 있거나 일정한 서식지 내에서 뚜렷하게 구별되는 형태적, 유전적 특성을 보이는 집단에 부여하는 분류학적 단계입니다. 아종으로 분류될 정도의 변이는 단순히 개체 간의 차이를 넘어, 집단 수준에서 일관되게 나타나는 차이이며, 만약 이들 집단이 다시 만나면 여전히 교배하여 번식 가능한 자손을 낳을 수 있다는 것을 전제로 합니다. 예를 들어, 호랑이의 시베리아 호랑이, 벵골 호랑이 등이 아종으로 분류되는 것이죠.하지만, 현대 생물학에서는 사람을 아종으로 구분하지 않습니다. 과거에는 인종 개념을 생물학적 아종처럼 사용하려는 시도가 있었지만, 현대 유전학 연구 결과에 따르면 인간 집단 간의 유전적 차이는 매우 작으며, 특정 인종 내의 유전적 다양성이 다른 인종 간의 평균적인 차이보다 훨씬 크다는 사실이 밝혀졌습니다. 즉, 사람의 유전적 변이는 연속적으로 나타나며, 뚜렷하게 구분되는 생물학적 아종으로 나눌 기준이 아니라는 것이죠.
생물·생명
Q. 네안데르탈인은 왜 코가 더 크고 작았나요
네안데르탈인이 살았던 환경, 특히 추운 기후에 대한 적응 때문인 것으로 보고 있습니다.네안데르탈인의 크고 넓은 코는 차갑고 건조한 공기를 들이마실 때 이를 데우고 가습하는 역할을 했을 것으로 추정하고 있습니다. 폐로 들어가는 공기를 따뜻하고 촉촉하게 만들어 호흡기를 보호하고 체온을 유지하도록 했을 것이라는 것인데, 이는 추운 기후에서 생존하는 데 중요한 이점이 되었을 것입니다.또한 말씀대로 네안데르탈인은 호모 사피엔스보다 평균 신장이 작고 몸이 더 단단하고 근육질이었습니다. 이는 추운 환경에서 열 손실을 최소화하기 위한 신체 구조입니다. 보통 부피에 대한 표면적의 비율이 작을수록 열을 더 잘 보존할 수 있는데 네안데르탈인의 작고 다부진 체형은 열을 잘 보존하는 체형인 것이죠. 즉, 추운 기후에서 체온을 효과적으로 유지기 위한 체형이었던 것입니다.
생물·생명
Q. 선구동물과 후구동물의 차이와 어떤 특징을 갖고 있나요
선구동물과 후구동물은 배아 발생 초기 단계의 차이에 따라 나튀게 되는데, 가장 핵심적인 차이는 배아기에 형성되는 최초의 구멍인 원구가 장차 입이 되느냐 항문이 되느냐에 있습니다.선구동물은 그 이름에서도 알 수 있듯 '입이 먼저 생긴다'는 의미를 가집니다. 즉, 배아 발생 시 형성되는 원구가 입이 되고, 항문은 그 이후에 다른 부위에 형성됩니다.대부분 중배엽이 갈라져서 체강을 형성하는 분열체강형 방식이고, 초기 세포 분열인 난할이 나선형이며, 각 할구의 장래 운명이 일찍 결정되는 확정 난할을 보이는 경우가 많습니다.그리고 신경계는 보통 복부 쪽에 신경삭이 위치합니다.이런 선구동물은 지구상 동물의 대부분을 차지하고 있죠.후구동물 역시 그 이름에서 알 수 있지만 '입이 두 번째 생긴다'는 의미(후구 동물은 Deuterostome인데 인데, 여기서 deutero-가 두번째라는 뜻입니다.)이지만, 실제로는 '항문이 먼저 생긴다'는 의미로 받아들여집니다.가장 큰 특징은 배아 발생 시 형성되는 원구가 항문이 되며 입은 그 이후에 다른 부위에 형성됩니다.장의 일부가 주머니 형태로 떨어져 나와 체강을 형성하는 장체강형 방식이고 초기 세포 분열인 난할이 방사형이며, 각 할구의 장래 운명이 비교적 늦게 결정되는 미확정 난할을 보이는 경우가 많습니다. 이 때문에 초기 할구를 분리해도 완전한 개체로 발생할 가능성이 있습니다.신경계는 보통 등 쪽에 신경삭이 위치하며, 척추동물의 경우 척수가 발달합니다.대표적으로 어류나 양서류, 파충류, 조류, 포유류 등의 척삭동물, 불가사리, 성게 등의 극피동물, 반삭동물 등이 후구동물에 속합니다.