안녕하세요
생물·생명
Q. 얼마전 아니 지금도 러브버그로 몸살인데요. 대량 생물체 대응방안은 어느정도인가요?
현재 러브버그에 대한 대책 자체는 연구 중이긴 합니다.하지만, 기본적으로 러브버그와 같은 대량 생물체 발생에 대한 대응은 점차 전문화되고 다각화되는 추세입니다.단기적인 방제와 더불어 중장기적인 연구개발, 유관기관 협력 강화, 그리고 친환경적인 접근 방식이 강조되고 있죠.다만, 익충과 해충 분류의 명확화, 통일된 방제 지침 마련 등 개선해야 할 부분도 상당히 많은 것이 사실입니다. 특히 지자체와 정부의 대응이 엊박자를 이루는 경우가 있어 문제가 되는 경우도 있습니다.
생물·생명
Q. 새로운 생물은 어떻게 해서 나오게 되는건가요?
자연에서 새로운 종이 나타나는 현상은 우리가 흔히 진화라고 부르는 과정의 결과입니다.진화는 단순히 생물이 변화하는 것이 아니라, 한 종이 여러 갈래로 나뉘어 새로운 종을 형성하는 '종분화'를 포함하는 개념입니다.가장 먼저 같은 종의 개체들도 자세히 보면 모두 조금씩 차이가 있는데, 이 차이를 변이라고 합니다. 변이는 유전자 돌연변이 또는 유전자 재조합 등으로 인해 발생합니다. 예를 들어, 같은 강아지 중에서도 털 색깔, 크기, 성격 등 다양한 변이가 나타나는 것을 볼 수 있습니다. 이러한 변이가 없다면 진화는 일어날 수 없습니다.이 후 변이가 발생한 개체들은 새로운 환경에서 자연 선택에 의해 운명이 결정됩니다.자연 선택은 진화의 가장 핵심적인 원리로 환경에 더 잘 적응하는 특성을 가진 개체가 그렇지 못한 개체보다 생존하고 번식할 확률이 높아지는 현상입니다. 이 과정을 통해 유리한 형질은 다음 세대로 더 많이 전달되는 것입니다.그리고 새로운 종이 탄생하는 데 있어 매우 중요한 요소는 격리입니다. 지리적 장벽이나 생식적 장벽으로 인해 개체군 간의 유전자 교환이 오랫동안 차단되면, 각 개체군은 독립적으로 진화하게 됩니다. 서로 다른 환경에 놓이거나 무작위적인 유전적 변화가 축적되면서 두 개체군은 점차 유전적으로 달라지게 되고, 결국에는 서로 짝짓기를 할 수 없는 완전히 다른 종이 될 수 있는 것입니다.이러한 원리들이 수백만 년에 걸쳐 작용하면서 지구상의 다양한 생물종이 탄생하고 진화해왔습니다. 자연은 끊임없이 변화하며, 그 변화에 적응하는 생물만이 살아남아 다음 세대로 유전자를 전달하고, 이것이 결국 새로운 생물종의 탄생으로 이어지는 것입니다.
생물·생명
Q. 첫 세포분열 ATP 어디서 얻어요?(고3 세특용 질문)
수정란은 아직 스스로 충분한 에너지를 생산할 수 있는 체계를 갖추지 못했기 때문에, 주로 모체로부터 공급받는 영양분과 난자에 저장된 비축 물질을 활용합니다.대부분의 동물 난자에는 세포분열 및 초기 발생에 필요한 영양분인 난황이 저장되어 있습니다. 난황은 주로 단백질이나 지질, 탄수화물 등으로 구성됩니다.특히 지질은 산화될 때 많은 양의 ATP를 생성할 수 있어 효율적인 에너지원이죠. 난황 내의 효소들이 이러한 영양소들을 분해하여 포도당, 아미노산, 지방산 등으로 전환합니다. 이 포도당은 해당과정을 통해 ATP를 생성하는데, 해당과정은 산소가 없어도 진행될 수 있어 초기 수정란의 저산소 환경에서 유용합니다.앞서 말씀드린대로 난황에서 분해된 포도당은 세포질에서 해당과정을 거칩니다. 이 과정에서 1분자의 포도당은 2분자의 피루브산으로 분해되며, 순수하게 2분자의 ATP와 2분자의 NADH를 생성합니다. 수정란의 초기 단계에서는 아직 미토콘드리아의 활성이 충분히 높지 않거나 산소 공급이 제한적일 수 있으므로, 해당과정은 주요한 ATP 공급원이 됩니다.그런데, 만약 산소 공급이 충분하지 않다면, 해당과정에서 생성된 피루브산은 미토콘드리아의 시트르산 회로로 들어가지 못하고 발효 과정을 거쳐 ATP를 간접적으로 생성합니다.동물 수정란의 경우 주로 젖산 발효를 통해 NADH를 NAD+로 재생시켜 해당과정이 계속 진행될 수 있도록 합니다. 이 과정 자체는 추가적인 ATP를 생성하지 않지만, NAD+의 재생을 통해 해당과정의 지속적인 ATP 생산을 가능하게 합니다.또 일부 무척추동물이나 식물에서는 알코올 발효가 일어나기도 합니다.요약하자면, 수정란은 첫 번째 세포분열을 위해 주로 난자에 비축된 영양소인 난황을 분해하여 해당과정을 통해 ATP를 확보하며, 산소 환경에 따라 발효 과정이 ATP 생산에 간접적으로 관여하기도 합니다.그리고 검색어라면 수정란 초기 발생 에너지원, 난자 난황 조성, 수정란 해당과정, 배아 미토콘드리아 활성 등이 어떨까합니다.
생물·생명
Q. 동물은 사람보다 충치에 강한 게 맞나요?
야생동물이 충치에 좀 더 강한 것은 사실입니다.무엇보다 가장 큰 차이는 식단의 차이입니다.사람의 충치 발생에서 가장 큰 영향을 미치는 것은 당분입니다. 입안의 충치균인 뮤탄스균 등은 당분을 분해하여 산을 생성하고, 이 산이 치아의 에나멜을 부식시켜 충치를 유발하는 것이죠. 하지만 야생 동물들은 자연 상태에서 당분이 풍부한 가공식품을 거의 섭취하지 않습니다. 주로 풀이나 나뭇잎, 다른 동물의 고기 등을 먹기 때문에 충치균의 먹이가 될 만한 당분 자체가 적습니다.또한 야생 동물들의 식단은 섬유질이 풍부한 경우가 많습니다. 특히 초식동물은 풀이나 나뭇가지 등을 씹으면서 자연스럽게 치아 표면을 마모시키고 음식물 찌꺼기를 제거하는 효과가 있습니다. 이는 사람이 섬유질이 많은 채소를 먹으면 치아 건강에 도움이 되는 것과 유사한 원리죠.게다가 육식동물의 경우 치아가 살을 뜯고 찢는 데 적합하도록 뾰족한 경우가 많습니다. 이러한 치아 모양은 음식물 찌꺼기가 치아 사이에 잘 끼지 않아 충치 발생 가능성이 줄어듭니다.또 일부 동물은 사람과 다른 독특한 성분의 침을 가지고 있어 충치를 예방하는데 도움이 되죠.물론 야생 동물도 충치가 생기지 않는 것은 아닙니다. 나이가 들면 치아가 약해지거나 잇몸 질환을 겪기도 하죠. 하지만 사람보다 충치에 강한 경향을 보이는 것은 분명 사실입니다.
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Q. 위고비를 먹으면 살이 빠지는 원리는 무엇인가요?
위고비의 주성분은 '세마글루타이드'인데, 이 물질이 우리 몸에서 분비되는 호르몬인 GLP-1(Glucagon-like Peptide-1)과 유사하게 작용하기 때문입니다.참고로 GLP-1은 식사 후에 분비되어 혈당을 조절하고 식욕을 억제하는 데 중요한 역할을 하는 호르몬입니다.위고비는 뇌의 시상하부에 작용하여 배고픔을 적게 느끼게 하고, 포만감을 증가시킵니다. 앞서 말씀드린 GLP-1과 비슷한 역할을 하는 것입니다. 그리고 위에서 음식물이 소장으로 넘어가는 속도를 늦춥니다. 즉, 음식물이 위에 더 오래 머물게 하여 식사 후 포만감이 오래 유지되도록 하는 것입니다. 또한 혈당이 상승할 때 췌장에서 인슐린 분비를 촉진하여 혈당을 낮추도록 하는데, 이는 비만과 관련된 혈당 불균형 개선에도 도움을 주지만, 전반적인 대사 건강에도 도움이 됩니다.좀 더 간단히 요약하자면, 위고비는 뇌에 작용하여 식욕을 억제하고 포만감을 늘리며, 위 배출 속도를 늦춰 음식 섭취량을 자연스럽게 줄임으로써 체중 감량을 유도하는 것입니다.