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생물·생명
Q. 러브버그는 언제쯤 사라지고 추울 때는 어떻게 살아남나요?
먼저 러브버그는 주로 초여름인 6월에서 7월에 개체 수가 급증하며 출몰합니다.성충의 수명은 매우 짧아서 수컷은 3~5일, 암컷은 일주일 정도 살 수 있습니다. 그리 일반적으로 발생 후 약 2주 이내에 자연 소멸하는 특성이 있습니다.암컷 러브버그는 주로 숲이나 낙엽이 많고 습한 지역, 썩은 땅의 표면 등에 알을 낳습니다. 한 번에 100~350개, 많게는 300~500개까지 알을 낳을 정도로 번식력이 강합니다. 그리고 알은 2~4일 후에 부화하여 애벌레가 됩니다.러브버그는 알-애벌레-번데기-성충의 과정을 거치는 완전 변태 곤충입니다.알에서 부화한 애벌레는 썩어가는 유기물을 먹고 자라며, 약 4개월 정도 애벌레 상태로 지내고, 일부 종은 애벌레로 겨울을 나기도 합니다. 애벌레가 충분히 성장하면 번데기가 되는데, 이 시기는 약 일주일 정도 소요됩니다. 다만, 우리나라 처럼 기온이 낮아지는 경우 에벌레나 번데기로 더 오랜 시간을 보내며 겨울을 보내게 됩니다.그리고 번데기가 성충으로 깨어나며 우리가 흔히 보는 러브버그가 됩니다.이러한 생애 주기를 통해 러브버그는 한 해 동안 번식을 이어갑니다. 주로 6~7월에 대량으로 나타나는 것은 성충이 되어 짝짓기를 하고 다음 세대를 준비하는 시기이기 때문입니다.
생물·생명
Q. 생물 다양성이 감소하면 생태계에 어떤 영향을 줄까요?
생물 다양성이 감소한다는 것은 단순히 몇몇 종이 사라진다는 것이 아니라 자칫 생태계 전체의 기능과 안정성을 무너트리고 인간의 삶에도 부정적인 영향을 초래할 수 있습니다.생태계는 복잡한 먹이사슬로 얽혀 있습니다. 그래서 특정 종이 사라지면 그 종을 먹이로 삼던 상위 포식자나, 그 종이 먹던 하위 생물에게까지 영향을 미쳐 먹이사슬 전체가 불안정해집니다. 비유하자면 도미노처럼 연쇄적인 붕괴를 일으킬 수 있는 것입니다.또한 생물 다양성이 높은 생태계는 환경 변화나 재해에 대한 회복력이 높습니다. 다양한 종이 존재할수록 한 종이 피해를 입어도 다른 종이 그 기능을 대체하여 생태계가 제 기능을 유지할 가능성이 크기 때문입니다. 반면, 생물 다양성이 낮아지면 외부 충격에 취약해져 생태계 전체가 붕괴될 위험이 커지게 됩니다.그리고 생물 다양성이 감소하고 생태계가 파괴되면 야생동물과 인간의 접촉이 늘어나면서 인수공통전염병이 발생할 위험이 증가합니다. 게다가 생물 다양성 손실은 기후 변화에 대한 생태계의 적응 능력을 저하시키고 숲과 같은 탄소 흡수원 파괴는 대기 중 온실가스 농도를 높여 기후 변화를 더욱 악화시키게 됩니다.결론적으로, 생물 다양성 감소는 생태계의 건강성은 물론, 궁극적으로는 사회적 불안정을 초래할 수 있는 심각한 문제가 될 수 있습니다.
생물·생명
Q. 돌연변이가 진화에 기여하는 방식은 무엇인가요?
돌연변이는 진화의 궁극적인 원동력인 동시에 생물 집단의 유전적 변이를 만들어내는 핵심 메커니즘입니다.돌연변이는 DNA 서열의 변화를 통해 새로운 유전자 대립 유전자를 만들어냅니다. 이러한 새로운 대립 유전자들은 개체군 내의 유전적 다양성을 증가시키는 원천이 되는데, 유전적 다양성이 높을수록 특정 환경 변화에 대응할 수 있는 잠재력이 커지게 됩니다.또한 돌연변이에 의해 생긴 새로운 특성 중 어떤 것은 개체의 생존과 번식에 유리하게 작용할 수 있습니다. 예를 들어, 특정 독성에 대한 저항성을 가지는 돌연변이나 새로운 먹이에서 영양분을 섭취할 수 있게 하는 돌연변이 등이 있을 수 있죠. 이러한 유리한 돌연변이를 가진 개체는 자연선택에 의해 더 잘 살아남아 더 많은 자손을 남기게 되며, 그 결과 해당 돌연변이 유전자는 다음 세대에 더 많이 전달되어 집단 내에서 빈도가 증가합니다. 이것이 바로 자연선택입니다.그리고 새로운 종의 출현, 즉 종분화는 돌연변이의 축적과 자연선택, 그리고 생식적 격리가 복합적으로 작용하여 일어나게 됩니다.돌연변이는 시간이 지남에 따라 지리적 또는 생태적 환경에 놓인 개체군 내에서 다르게 축적되는데, 각 환경에 유리한 돌연변이가 선택되고 번성하면서, 두 개체군 간의 유전적 차이는 점차 커지게 됩니다. 유전적 차이가 충분히 커지면, 서로 다른 개체군 간에 더 이상 자유롭게 교배하여 번식 가능한 자손을 낳을 수 없게 되는 '생식적 격리'가 발생할 수 있습니다. 이렇게 생식적으로 격리된 집단은 더 이상 유전자를 교환하지 못하게 되고, 각자 독립적인 진화 경로를 걷게 되어 결국 새로운 종으로 분화되는 것입니다.또 앞서도 말씀드렸지만, 돌연변이는 생물이 변화하는 환경에 적응하고 생존율을 높이는 데 필수적인 역할을 합니다.결론적으로, 돌연변이는 DNA에 무작위적으로 발생하는 변화이지만, 이러한 변화는 생명체에게 새로운 유전적 변이를 제공하고, 이 변이들은 자연선택의 과정을 거쳐 개체의 적응력을 높이고, 종국적으로는 새로운 종의 출현을 가능하게 하는 진화의 근본적인 원동력이 됩니다.
생물·생명
Q. 소나무의 송진을 가열시켜 얼음에 가져다대면 연기가 날까요?
먼저 가열된 기름에 얼음을 넣었을 때 폭발이 일어나는 주된 원리는 물의 급격한 기화 때문입니다.뜨거운 기름 속에 얼음이 들어가면, 얼음이 순식간에 물로 녹고 이 물이 다시 매우 높은 온도의 기름과 접촉하면서 수증기로 폭발적으로 변하게 됩니다. 이때 부피가 수백 배 이상 팽창하면서 기름을 밖으로 튀게 하고, 이 튀어나온 기름 방울이 공기 중의 산소와 만나 연소하면서 불꽃이나 연기가 발생하는 것입니다.송진도 가열하면 액체 상태가 됩니다. 하지만 가열된 송진에 얼음을 대면, 기름과 같은 폭발적인 반응이 일어날 가능성은 매우 낮습니다. 먼저 송진은 기름과는 다른 성분으로 이루어져 있습니다.물과 기름은 잘 섞이지 않기 때문에, 뜨거운 기름 속에 들어간 얼음은 물로 변해도 기름 아래에 머물면서 급격한 기화가 일어날 수 있습니다. 하지만 송진은 기름만큼 물과 섞이지 않는 성질이 강하지 않고, 밀도 차이가 폭발을 유도할 만큼 극단적이지도 않습니다.또한 송진은 기름보다 점성이 훨씬 높습니다. 점성이 높으면 물이 송진 속으로 빠르게 들어가거나, 기화된 수증기가 송진을 뚫고 나오기 어렵습니다.게다가 송진의 끓는점이나 발화점이 식용유와 다르기 때문에, 같은 온도로 가열하더라도 수증기가 송진을 뚫고 나오면서 연소 반응을 일으킬 만한 조건이 형성되지 않습니다. 송진은 가열하면 연기가 나거나 타는 냄새가 나지만, 기름처럼 폭발적으로 발화하는 경우는 흔치 않죠.결론적으로, 가열된 기름에 얼음을 넣었을 때와 같은 폭발적인 반응은 가열된 송진에 얼음을 대는 경우에는 발생하지 않을 것입니다.
생물·생명
Q. 곤충들이 사냥을 할 때 페로몬을 뿌려 유인한다고 하던데 모든 곤충들은 페로몬이 존재하나요?
결론부터 말씀드리면 곤충이 먹이를 찾을 때 페로몬을 뿌려 다른 작은 곤충들을 유인하는 경우는 일반적이라 말하기는 어렵습니다.먼저 페로몬은 곤충뿐만 아니라 많은 동물들이 의사소통을 위해 사용하는 화학 물질입니다.그래서 페로몬은 주로 같은 종 내에서 의사소통을 위해 사용됩니다. 즉, 성페로몬, 집합 페로몬, 경보 페로몬 등은 같은 종의 개체들을 유인하거나 경고하는 데 사용되는 것입니다.실제 포식자가 먹이 사냥을 위해 페로몬을 사용하는 경우는 드뭅니다.또한 모든 곤충이 특정한 목적으로 분비하는 페로몬을 가지고 있다고 단정하기도 어렵습니다. 물론 대부분의 곤충은 어떤 형태로든 화학 물질을 이용한 의사소통을 하며, 페로몬은 이러한 화학 물질 중 특정한 목적을 가진 것을 지칭하는 것입니다.결론적으로 페로몬은 주로 같은 종의 곤충들 사이에서 특정한 목적을 가지고 의사소통하는 데 사용됩니다.모든 곤충이 특정한 페로몬을 가지고 있다고 말하기는 어렵지만, 많은 곤충들이 다양한 종류의 페로몬을 사용하여 생존과 번식에 중요한 역할을 한다는 것은 사실입니다.