안녕하세요
생물·생명
Q. 변색되는 동물의 원리는 무엇인지 궁금합니다.
몸의 색을 바꾸는 동물들의 경우 그 종에 따라 원리가 다릅니다.가장 대표적인 방법은 피부의 색소 세포를 변화시키는 것입니다.피부에는 다양한 색소 입자를 포함하는 색소세포가 있습니다. 이 색소세포들은 빛을 흡수하고 반사하여 다양한 색깔을 나타내게 되는데, 일부 동물들은 색소세포 내의 색소 입자를 이동시켜 색깔을 변화시킵니다. 대표적으로 카멜레온은 스트레스, 온도, 빛 등의 변화에 따라 색소 입자를 분산시키거나 응집시켜 피부색을 바꾸는 것입니다.또 일부 갑각류는 색소세포의 크기를 변화시켜 색깔을 조절합니다. 색소세포가 커지면 색깔이 진해지고, 작아지면 색깔이 옅어집니다.그리고 문어와 같은 동물은 색소포를 이용합니다.문어 피부에는 수백만 개의 색소포가 분포되어 있는데, 각 색소포는 작은 색소 주머니로, 검은색이나 갈색 붉은색, 노란색 등 다양한 색깔의 색소를 함유하고 있습니다.문어는 근육을 사용하여 이 색소 주머니를 확장하거나 수축시켜 색깔을 변화시킵니다.즉, 색소 주머니가 확장되면 해당 색깔이 짙어지고, 수축되면 색깔이 옅어지는 것입니다.그 외에도 피부의 구조를 변화시키거나, 플라밍고처럼 먹이를 통해 색소를 얻는 경우도 있고, 어류의 경우 피부의 광수용체를 이용하는 경우도 있습니다.
생물·생명
Q. 게는 왜 옆으로밖에 움직일수 없는건가요?
진화과정에서 생존에 유리했기 때문입니다.게의 몸 구조를 살펴보면 몸은 납작하고 넓적한 형태이며, 다리는 몸통 옆쪽에 붙어 있습니다. 이러한 구조는 게가 좁은 틈새나 바위 틈에 숨기에 유리합니다. 그리고 게의 다리 관절은 옆으로 구부러지도록 진화하여 앞뒤로 움직이는 것보다 옆으로 움직이는 것이 훨씬 효율적입니다.즉, 게는 포식자로부터 빠르게 도망치거나 숨어야 할 때가 많습니다. 그래서 빠르게 숨기 위해 앞서 말씀드린 몸의 형태로 진화했으며, 이러한 몸 구조로 인해 옆으로 움직이는 것은 갑작스러운 위협에 빠르게 반응하고 방향을 전환하는 데 유리해진 것입니다.하지만, 모든 게가 옆으로만 움직이는 것은 아닙니다. 밤게는 앞뒤로 움직일 수 있으며, 우리가 맛있게 먹는 대게는 앞으로 걸을수 있습니다.
생물·생명
Q. 비가 오거나 흐릴땐 광합성을 잘 못하게 되나요?
네, 맞습니다.광합성에 필요한 것은 햇빛과 물, 이산화탄소입니다. 그래서 흐린 날이나 비가 오는 날에도 광합성이 이루어지지만, 햇빛의 양이 줄어들기 때문에 광합성 효율은 감소하게 됩니다.좀 더 자세히 말씀드리면, 흐린 날에는 구름이 햇빛을 가려 식물에 도달하는 빛의 양이 줄어들게 되고, 빛은 광합성 과정에서 에너지를 공급하는 역할을 하므로, 빛이 부족하면 광합성 속도가 느려집니다.특히 비 오는 날에는 빗방울과 구름이 햇빛을 더욱 많이 차단하여 더 크게 광합성을 방해받을 수 있고, 비로 인해 공기 중 습도가 높아져 식물의 기공 자체가 닫힐 수 있습니다. 기공은 이산화탄소 흡수와 산소 배출을 담당하므로, 기공이 닫히면 광합성에 필요한 이산화탄소 흡수가 줄어들게 되고 광합성의 효율 감소로 이어지게 됩니다.
생물·생명
Q. 거미줄의 화학적 성분은 무엇인지 궁금합니다.
기본적인 구성은 단백질입니다.그 중에서도 '피브로인'이라는 단백질입니다. 피브로인은 아미노산들이 길게 연결된 고분자 물질로, 거미의 종류와 거미줄의 용도에 따라 다양한 아미노산 서열을 가집니다. 특히 글라이신과 알라닌과 같은 작은 아미노산이 풍부하게 함유되어 있어 단단하면서도 유연한 구조를 형성합니다.물론 피브로인 단독 구성은 아닙니다. 피브로인 외에도 거미줄에는 무기염류와 지방산 등 다양한 화학 성분이 포함되어 있습니다. 인산칼륨이나 질산칼륨 등의 무기염류은 거미줄의 내구성을 높이고 세균이나 곰팡이로부터 보호하는 역할을 하며 지방산은 거미줄 표면을 코팅하여 물에 젖지 않도록 합니다.
생물·생명
Q. 식물이나 동물은 환경이 나쁠수록 번식이나 출산률이 높은 이유가 뭘까요?
생존 전략에 의한 것입니다.열악한 환경에서는 생존 경쟁이 치열해지고, 개체의 생존 가능성이 낮아집니다. 그렇기 때문에, 종족을 유지하기 위해 더 많은 자손을 생산하는 것이 할 수 있는 전략 중 하나가 됩니다. 즉, 많은 자손을 낳음으로써 일부가 생존하여 번성할 가능성을 높이는 것입니다.더욱이 열악한 환경에서는 개체의 수명이 짧아지는 경우가 많습니다. 이러한 환경에 적응한 종들은 자신이 살아 있는 짧은 시간 안에 최대한 많은 자손을 남기기 위해 빠른 번식 전략을 채택합니다. 즉, 일찍 성숙하고 자주 번식함으로써 짧은 생애 동안 최대한 많은 자손을 남기는 것입니다.생리학적으로도 먹이 부족이나 온도 변화, 질병 등 환경적 스트레스는 동물의 번식 관련 호르몬 분비에 영향을 미칩니다. 더욱이 일부 종에서는 스트레스 호르몬이 번식 능력을 향상시키거나 번식 시기를 앞당기는 역할을 하기도 합니다. 식물 역시 스트레스 상황에서 종자를 더 많이 생산하거나 번식 기관을 발달시키는 반응을 보입니다.결론적으로 종을 보존하기 위한 생존 전략의 일환인 것입니다. 많은 수의 자손을 남겨 그 중 일부가 죽더라도 종을 보존하게 하려는 본증적인 행동인 것입니다.