해양영상을 보면 잭피시라는 물고기 수만마리가 때를 지어 마치 한마리처럼 유영을 하는데, 이건 무슨 학습인가요?
안녕하세요.잭피쉬는 '전갱이'(Carangidae)과, 'Caranx'속에 속해있으며, 다양한 종이 있습니다. 보통 스쿠버 다이빙을 하면서 만나게 되는 것은 'Bigeye trevally' 또는 'Bigeye jack'으로 불리는 Caranx sexfasciatus'입니다. 여기서 'Trevally'라는 이름이 쓰였는데, 우리가 아는 GT⁃ Giant Trevally도 같은 Caranx속의 일원입니다. 잭피쉬는 인도-태평양, 대서양의 열대 해역에 폭넓게 분포하며, 크기는 1.2m에 18kg까지 자랍니다. 여러 다른 종류의 Jack들과 달리 Bigeye Jack은 등지느러미 끝이 하얀색이고, 얼굴 옆에 작은 검정색 점이 있습니다.잭피쉬의 특징은 낮에는 큰 무리가 함께 모여 스쿨링을 한다는 점입니다. 스쿨링이란 물고기들이 무리를 지어 같은 방향으로 원을 그리거나 또는 직선으로 이동하는 것을 의미합니다. 이와 유사하지만 대립되는 개념으로 Shoaling이라는 개념이 있는데, 이는 사회적 목적 달성을 위해 무리를 짓되 같은 방향으로 이동하지는 않는 것을 의미합니다. 잭피쉬는 낮에는 함께 모여서 스쿨링을, 밤에는 흩어져서 사냥을 한다고 합니다. 갑각류, 오징어, 여러 종류의 물고기를 주식으로 합니다. 이처럼 스쿨링을 할 경우 떼를 지어 다니면서 포식자로부터 방어하고, 먹이와 짝을 찾고, 혼자 다니는 물고기보다 더 빨리 헤엄치고, 친척을 알아보는 등 많은 이점을 얻을 수 있습니다.
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생물의 다양성이 가져오는 이점은 무엇인가요?
안녕하세요.생물의 다양성(생물다양성)은 단순히 생명의 수를 의미하는 게 아니라, 생태계의 건강과 안정성, 우리 인간의 생존과 삶의 질에 직결되는 중요한 가치인데요, 다양한 생물이 존재함으로써 얻는 주요한 이점들은 다음과 같습니다. 첫번째는 생태계의 안정성과 회복력 유지인데요, 다양한 생물들이 생태계 안에서 서로 다른 역할(먹이, 분해, 수분 등)을 맡고 있어, 일부가 사라져도 전체 시스템이 무너지지 않도록 도와줍니다.예를 들자면 꿀벌이 줄어들면 꽃가루받이가 줄고, 이는 식물과 농작물의 생산에 악영향을 줍니다. 두번째는 식량 자원 확보 때문입니다. 우리가 먹는 작물, 고기, 생선 등은 모두 생물다양성 덕분에 가능한데요, 다양한 품종과 야생종이 있어야 기후 변화나 병해충에 강한 품종 개발도 가능합니다. 또한 의약품 및 과학 연구의 원천의 측면에서도 생각해볼 수 있는데요, 많은 약이 생물에서 유래합니다. 예: 페니실린(곰팡이), 아스피린(버드나무), 항암제(식물 등). 생물다양성이 줄어들면 치료제의 잠재적 자원도 함께 사라집니다.
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고양이들은 왜 단맛을 못느끼는건가요
안녕하세요.고양이가 단맛을 못 느끼는 과학적 이유는 다음과 같이 설명해볼 수 있습니다. 첫번째는 단맛 수용체 유전자의 돌연변이입니다. 대부분의 포유류는 T1R2와 T1R3라는 두 가지 단백질이 결합해 단맛 수용체를 만드는데요, 하지만 고양이(사자, 호랑이 포함 고양잇과 동물)는 T1R2 유전자가 돌연변이로 인해 기능을 하지 않습니다.이 때문에 설탕이나 단맛을 내는 물질이 있어도 뇌가 그것을 단맛으로 인식하지 못하는 것입니다. 두번째는 식성 진화의 영향을 생각해볼 수 있는데요, 고양이는 진화적으로 완전 육식동물입니다. 식단에 탄수화물이나 과일이 거의 포함되지 않았기 때문에, 단맛을 느낄 필요가 없었습니다. 즉, 단맛 수용체가 필요 없게 되면서 자연스럽게 유전자가 퇴화된 것입니다.
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인간의 부위 중 다음으로 퇴화될 가능성이 높은 곳은 무엇일까요?
안녕하세요.인간의 진화는 환경, 생존 방식, 기술 발달 등 다양한 요인의 영향을 받아 진행되어 왔습니다. 이 흐름 속에서 퇴화는 특정 기관이나 기능이 더 이상 생존에 중요하지 않게 될 때 발생하는데요, 현재 과학자들이 앞으로 퇴화할 가능성이 높은 인간의 부위로 자주 지목하는 것들은 다음과 같습니다. 우선 치아 (특히 사랑니)가 있습니다. 사랑니(제3대구치)는 현대인에겐 거의 불필요하고, 많은 사람들이 공간 부족으로 발치를 합니다. 이는 음식을 요리해서 부드럽게 먹는 문화와 관계있으며, 턱도 점점 작아지는 추세라 더 이상 사랑니가 들어설 공간이 없습니다. 다음으로는 맹장 (충수)이 있습니다. 현재는 면역 기능이나 장내 세균 저장 역할 등 일부 기능이 제안되긴 했지만, 없어도 생존에는 문제가 없습니다. 이는 초식 중심 식단을 먹던 조상들에겐 더 필요했던 기관입니다.
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바이오 헬스 산업자체가 미래에 의료 산업을 어떻게 바꿔줄 수 있을까요?
안녕하세요. 김지호 박사입니다.바이오 헬스 산업은 앞으로 의료를 훨씬 더 '개인화'하고 '예방 중심'으로 만들 가능성이 있습니다. 바이오 헬스 산업이 의료를 어떻게 바꿀까?에 대해서 생각해보자면 지금까지는 병이 생긴 다음 치료했다면, 앞으로는 유전자 검사나 생체 데이터 분석을 통해 병이 생기기 전에 예측하고 미리 관리하는 방식으로 바뀔 가능성이 큽니다. 또한 일반 치료 → 개인 맞춤형 치료로 바뀔 수 있습니다. 환자마다 유전자, 체질, 생활환경이 다르기 때문에, '모두에게 같은 약'이 아니라 '나만을 위한 맞춤형 약'을 쓰는 시대가 올 것입니다. (예: 같은 암이라도 사람마다 맞는 항암제가 다를 수 있습니다. 또한 대면진료 → 비대면·원격진료가 확대되어 웨어러블 기기(스마트워치, 헬스 트래커)로 실시간 건강 데이터를 모으고, 의사는 병원에 가지 않아도 온라인으로 모니터링하고 상담해줄 수 있습니다. 특히 고령화 사회에서 이런 기술은 의료 접근성을 높여줄 것입니다.
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태어나고부터 겪는 신체변화는 유전자가 바뀌는게 아니죠?
안녕하세요.네 말씀하신 것처럼 태어나서 겪는 신체 변화(자세 불균형, 얼굴 비대칭, 탈모, 피부노화 등)는 유전자가 바뀌는 것이 아닙니다. 우리가 태어날 때 가지고 있는 DNA(유전자)는 그대로 유지되며 자세 불균형, 술·담배로 인한 탈모나 노화 등은 환경적 요인이 몸의 외형이나 기능을 바꾸는 것입니다. 평행세계 예시처럼, 같은 DNA를 가진 두 사람이 살면서 다르게 관리하면, 신체 외형이나 건강상태는 다를 수 있지만, 각자의 DNA는 그대로입니다. 조금 더 과학적으로 설명하자면 환경에 의해 생긴 변화는 표현형(겉으로 드러나는 모습, 기능)이 달라지는 것이고, 유전자형(DNA 자체)은 변하지 않습니다.다만 세포 차원에서 보면, 환경이 DNA에 직접적 손상을 주거나(예: 흡연에 의한 돌연변이) 특정 유전자 발현을 조절할 수는 있는데, 이건 DNA 서열이 변하는 건 아니고, 후성유전학(epigenetics)이라 해서 DNA에 메틸기 같은 화학적 표지가 붙어 유전자의 '켜짐/꺼짐'만 조절하는 경우입니다. 하지만 기본적인 DNA 정보(염기서열)는 변하지 않습니다.
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고양이와 삵을 구별하는 가장 쉬운 방법은 뭔가요?
안녕하세요. 삵은 살쾡이라 불리며 식육목에 속하고 고양이처럼 생겼지만 고양이보다 몸집이 크고 반점이 많고 털도 황갈색이나 적갈색 털빛을 띄고 있는데요, 귓바퀴 뒤쪽에 하얀 반점이 있다면 삵으로 보면 됩니다. 또한 어른이 된 삵은 자신보다 큰 덩치의 동물들도 먹잇감으로 삼는데요, 고라니 같은 약한 초식 동물도 사냥할 수 있는 맹수의 특성을 잘 드러내기도 합니다. 이외에도 삵의 특징은 야행성이고 단독 혹은 한 쌍으로 생활하며 먹이로는 쥐 종류와 작은 동물들, 새끼 꿩, 토끼, 청설모, 다람쥐, 닭, 오리 등이며, 현재 삵은 산 또는 계곡 바위굴 혹은 마을 근처에 살고 있으며 멸종 위기에 있는 동물입니다.
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거북이가 오래 사는 이유는 호흡이 느리고 걸음도 느려서 그럴까요??
안녕하세요.거북이 수명이 긴 이유는 여러 가지가 있는데, 간단히 말하면 느린 신진대사와 특별한 생리적 특성 덕분입니다. 우선 거북이는 몸 에너지를 아주 천천히 사용하는데요, 느린 신진대사는 세포 손상과 노화 과정을 늦추기 때문에 수명이 길어질 수 있습니다. 산소를 소비하는 속도가 느리니까, 활성산소(세포를 손상시키는 물질) 발생도 적은 것입니다. 또한 거북이는 변온동물(주변 온도에 따라 체온이 변하는 동물)인데요, 체온이 높지 않기 때문에 세포 분열이나 대사가 빠르게 일어나지 않으며 결과적으로 노화 속도도 느립니다. 다음으로 거북이의 경우 노화와 관련된 텔로미어 서열의 길이가 길고 이것이 복구되는 성격이 있기 때문에 수명이 긴 것입니다.
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식물학자가 되면 무슨 일을 하게 되나요?
안녕하세요.식물학자라고 하면 막연히 식물을 연구한다고 들리지만, 세부적으로 나누면 아주 다양한데요, 세부 분야는 다음과 같습니다. 식물 분류학 (taxonomy): 식물의 종류를 구분하고 이름을 붙여요. 새로 발견된 식물의 종(species)을 정의하기도 합니다. 식물 생리학 (plant physiology): 식물이 광합성, 물질대사, 성장, 꽃 피우는 과정을 어떻게 조절하는지 연구합니다. 식물 생태학 (plant ecology): 식물이 주변 환경(토양, 물, 기후, 다른 생물)과 어떻게 상호작용하는지를 연구합니다. 식물 진화학 (plant evolution): 식물이 수억 년 동안 어떻게 진화했는지를 유전학적, 화석 기록 등을 통해 분석합니다. 식물병리학 (plant pathology): 식물에 병을 일으키는 바이러스, 세균, 곰팡이 등을 연구하고 병을 예방하는 방법을 찾습니다. 분자 식물학 (plant molecular biology): 식물의 DNA, RNA, 단백질을 연구해서 유전자 수준에서 식물의 특징을 밝히기도 합니다. 작물학 (agronomy): 농작물을 더 잘 자라게 하고, 수확량을 높이는 방법을 연구합니다. 연구뿐만 아니라 실무적으로 활동하는 분야도 있는데요, 식물이 가진 성분을 이용해서 항암제나 항염증제 같은 신약을 개발하는 데 참여하기도 합니다.
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납(Pb)은 어떤 독성을 가지고 있나요?
안녕하세요. 납 중독은 급성, 만성으로 납에 노출되어 납의 혈중 농도가 0.4ppm 이상인 경우를 의미하는데요, 납은 호흡이나 섭취를 통해 체내로 들어왔을 때 중독성이 있는 금속입니다. 납이 혈류로 들어가면 장기, 조직, 뼈, 치아에 저장됩니다. 이때 납 중독 증상은 노출 기간과 몸속의 납 농도에 따라 다르게 나타납니다. 초기에는 식욕 부진, 변비, 복부 팽만감이 나타날 수 있으며, 더 진행되면 급성 복통을 호소합니다. 이와 함께 권태감, 불면증, 노이로제, 두통 등의 증상을 호소합니다. 영양 상태가 나빠져 얼굴빛이 창백해지고, 납빛 색을 띠게 됩니다. 납 중독이 신경계에 이상을 일으키면 정신 이상, 신체 마비, 빈혈, 구토 등의 증상이 나타나기도 합니다. 신경계 증상이 나타나면 회복이 힘들며, 심한 흥분과 정신착란, 경련, 발작 등을 동반할 수 있습니다. 특히나 어린이의 경우에는 납이 소량으로 중독되었더라도 지능 및 주의력 저하, 읽기와 배우기 장애, 청각 장애, 비정상적인 과민증, 성장 지연, 성격 변화 등을 일으킬 수 있으므로 특히 주의를 기울여야 합니다.
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