하늘을 날던 익룡이 몸집이 거대해진 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 익룡의 몸집이 점점 커진 이유는 지상을 걷기 위한 진화라는 주장이 제기 되었는데요, 공룡과 같은 시기에 출현하여 백악기 말 멸종한 익룡은 몸집이 갈수록 거대해져서 그 이유를 두고 논란이 계속되었습니다. 영국 레스터대학교 고생물학 연구팀은 조사 보고서를 통해 파충류의 일종인 익룡은 지상에서 이족보행 또는 사족보행을 하기 위해 진화하면서 덩치가 계속 커졌다고 전한 바 있는데요, 익룡의 발 진화에 주목해온 연구팀은 전 세계에서 수집된 익룡 화성을 분석, 진화의 방향을 추적했습니다. 레스터대학교 고생물학자 로버트 스미스 교수는 중생대 익룡은 지구 생명체 최초로 하늘을 난 척추동물이라며, 조사를 통해서 초기 익룡이 나무도 잘 탔다는 사실을 밝혔다고 말한 바 있습니다.
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현생 인류인 우리들은 네안데르탈인의 유전자를 몇 %정도 가지고 있나요?
안녕하세요. 네안데르탈인이란 60만년 전 현생인류의 조상과 분리된 뒤 유라시아대륙에서 번성하다 4만년 전 멸종한 종을 말합니다. 네안데르탈인과 현생 인류와의 유전적 차이는 0.3%에 불과한 것으로 나타났는데요, 3만 년 전 멸종한 네안데르탈인과 인류가 같은 조상에서 나왔음을 유전학적으로 증명한 셈입니다. ‘ 독일, 미국, 크로아티아 등 국제 공동 연구진은 “네안데르탈인과 현생 인류의 DNA가 99.7% 일치한다”고 밝혔는데요, 이는 침팬지의 DNA와 같은 비율(98.8%)보다 높은 수치입니다. 연구진은 “현생 인류 게놈 가운데 1~4%는 네안데르탈인에서 온 것으로 보인다”고 추정했는데요, 연구진은 크로아티아에서 발견돼 독일 막스플랑크연구소 클린룸에서 보관돼 온 세 명의 네안데르탈인 뼈에서 얻은 DNA를 중국, 프랑스, 파푸아뉴기니, 서아프리카, 남아프라카에서 사는 사람의 것과 비교해 이런 결과를 얻었습니다.
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노새는 왜 잡종 2세대가 생기지 않나요?
안녕하세요. '노새(Mule)'란 수탕나귀와 암말이 교배되어 나오는 이종 교배종을 의미하는데요, 말보다 오래 살고, 말보다 식성이 까다롭지 않으며, 가죽이 말보다 질겨서 말보다 덜 민감하고 강한 햇빛과 비에 잘 견디며, 발굽도 말보다 더 튼튼하고, 질병과 해충에 버티는 힘도 강하다는 장점이 있습니다. 말과 당나귀의 장점을 골고루 지니고 있는 동물인데요, 노새는 몸은 말처럼 크지만, 생김새나 특징은 당나귀와 더 닮아있습니다. 노새가 자손을 낳지 못하는 이유는 다음과 같습니다. 당나귀의 정자는 31개의 염색체를 가지고 있으며, 말의 난자는 32개의 염색체를 가지고 있는데요, 따라서 당나귀와 말 사이에 태어난 노새는 63개의 염색체를 가지고 있는 셈입니다. 이때 노새는 성체로 발달 할 수 있는 체세포 분열에는 문제가 없지만, 유성생식을 하는 진핵생물(세포에 막으로 싸인 핵을 가진 생물)에서 생식세포를 형성하는 과정인 감수분열이 일어나지 않아 생식이 되지 않는 것입니다.
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최초의 인류에 왜 루시라는 이름이 붙여졌나요?
안녕하세요. 지난 1974년 에티오피아 강가에서 특별한 원인 화석이 발견돼 고고학계에 큰 파장을 던졌는데요, 바로 최초의 인류이자 여성인 ‘오스트랄로피테쿠스 아파렌시스’(Australopithecus Afarensis), 대중적으로 널리 알려진 별명은 루시(Lucy)입니다. 루시는 1974년 미국의 인류학자 도널드 조핸슨 박사가 에티오피아 하다르 계곡에서 발견한 318만 년 전 직립보행을 한 최초의 여성 인류 화석입니다. 루시가 인류의 가장 오래된 조상으로 꼽히는 것은 직립보행 때문입니다. 이 '루시'라는 이름은 화석 발굴 당시 유행하던 비틀스의 노래 '루시 인더 스카이 위드 다이아몬즈'가 흘러나왔다고 해서 붙여진 애칭입니다.
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은행나무는 단풍이 노란색이고, 단풍나무는 붉은색인데 왜 이렇게 다른가요?
안녕하세요.은행나무는 단풍이 들었을 때 잎이 노란색으로 보이고, 단풍나무는 단풍이 들었을 때 잎이 붉은색으로 보이게 되는 이유에 대해서 설명드리겠습니다. 우선 은행잎에는 엽록소와 플라보노이드가 있는데요, 플라보노이드는 엽록소의 광합성을 방해하는 자외선을 차단해주는 역할을 합니다. 이때 플라보노이드는 노란색인데, 여름에는 엽록소가 워낙 강해 녹색으로 보이다가, 기온이 내려가면서 엽록소 분자가 파괴되어 녹색을 잃는 것입니다. 반면에 단풍나무 잎을 구성하는 식물세포에는 액포라는 세포소기관이 있는데 이 속에 안토시아닌이 있습니다. 이 안토시아닌은 포도당이 햇빛을 받으면 만들어지는데요, 따라서 햇빛을 많이 받는 잎들은 안토시아닌이 많이 만들어질 수 있어서 햇빛에 많이 노출될수록 붉은색을 많이 띠는 것입니다.
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파충류는 피색깔이 초록색이라고 하는데, 왜 그런지 그 이유가 궁금합니다.
안녕하세요.혈액이 붉은색인 인간과는 달리 파충류나 다른 생명체의 혈액이 녹색으로 보이는 이유는 빌리베르딘(biliverdin, 담록소) 수치가 매우 높기 때문입니다. 빌리베르딘은 빌리루빈의 산화로 생성되는 물질로 주로 초식동물이나 양서류, 파충류의 담즙에 존재하며 사람에서는 정상적인 경우에는 보기 어려운 물질입니다. 인간의 경우에는 혈액의 약 45%를 차지하는 적혈구 내부에 '헤모글로빈'이라고 하는 혈색소가 가득한데요, 헤모글로빈이란 알파글로빈 2개와 베타글로빈 2개로 이루어진 4차구조 단백질로, 내부에 철을 갖고 있습니다. 이때 철이 산소와 결합하면 산화되어 붉은 색으로 보이게 되는 것입니다. 반면에 헤모글로빈 이외의 혈색소를 갖는 경우, 각각의 혈색소가 산화되는 과정에서 붉은색 이외의 색상으로 혈액이 보일 수 있습니다.
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산호초가 해양 생태계에 어떠한 영향을 미치나요?
안녕하세요. 산호란 말미잘과 해파리처럼 강장과 입, 촉수를 가진 자포동물에 속하며, 작은 생명체인 폴립이 서로 붙어있는 것을 말합니다. 산호는 야행성으로 낮에는 외골격 속에 있다가 밤이 되면 촉수를 펼쳐 바닷속 동물성 플랑크톤, 갑각류, 물고기 등을 잡아먹는데요, 전 세계 바다에 2500여 종의 산호가 분포하고 다양한 색과 모양을 지니고 있습니다. 산호초는 얕은 바다에 산호의 석회질 외골격이 쌓여 형성된 암초를 말하는데요, 산호초는 열대와 아열대 지역의 깨끗한 물, 햇볕이 잘 들고, 해류가 잘 흐르는 곳에 대규모로 형성되어 있습니다. 산호초는 바다 생태 환경과 지구 환경을 위해서 아주 중요한 역할을 하는데요, 산호초 지역은 바닷 속 해양생물들의 은신처 역할을 합니다. 또한 바닷속 산호는 지구 환경에 있어 매우 중요한데요, 산호의 폴립 속에는 수백만 마리의 편모조류가 살고 있고, 이들이 광합성을 하는데, 광합성을 하는 과정에서 대기 중의 이산화탄소를 흡수하고 산소를 만들어내기 때문입니다. 산호초는 해저 면적의 0.2%를 차지하지만 해양 생물의 25%가 살고 있는 중요한 서식지인데요, 산호초가 사라지면 해양의 생물 다양성도 붕괴한다는 뜻입니다. 실제 관련 연구에 따르면 산호초의 생물 다양성은 1950년대 이후 지속적으로 감소해 현재는 63%나 감소했다고 합니다.
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인체에서 가장 큰 기관은 무엇이 있을까요?
안녕하세요. 피부는 체내의 모든 기관 중에서도 가장 큰 기관인데요, 중량면에서 볼 때도 뇌보다 2배나 무거워 3㎏에 이릅니다. 피부를 활짝 펼치면 약 18㎡의 면적을 차지하는데요, 피부의 1평방인치(6.5평방 센티미터)에는 65개의 모근, 100개의 기름샘, 650개의 땀샘, 1,500종류의 신경수용체, 그리고 수많은 신경이 분포되어 있습니다. 또한 사람의 피부는 보호막으로서 경이적인 기능을 하는데요, 인체의 내부로 물이 침투하는 것을 막고 체온을 조절해 주며, 해로운 박테리아가 인체에 침입하지 못하도록 할 뿐만 아니라 침입한 박테리아를 죽입니다. 피부 표면은 산성 성분으로 산성막이라고도 불리는 이것은 박테리아 등의 세균으로부터 피부를 보호하며, 피부는 자체에 박테리아의 서식지를 갖고 있습니다. 이것은 자연적인 저항 방법의 일종으로 피부에 대한 외부 세균의 감염을 억제하기 위해서입니다. 다음으로 신체에서 가장 큰 내부 기관은 '간'입니다. 간은 인체 내에서 가장 큰 고형장기로써 정상인의 경우에 체중이 약 2%를 차지하며 크기가 약 1000~1500gm 정도입니다.
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물고기들은 어떻게 수정을 하는 건가요?
안녕하세요. 일반적으로 물고기의 경우에는 체내수정을 하는 인간과는 달리 '체외수정'을 하는 생명체입니다. 체외수정이란, 암컷이 알을 물에 낳고 그 알 위에 수컷이 정자를 방출하여 수정을 이루는 방식을 말합니다. 물고기의 대부분은 체외수정을 합니다. 암컷이 물속에 알을 방출하면, 수컷은 그 알 위에 정자를 뿌려 수정을 이루게 됩니다. 이 과정은 물속에서 이루어지기 때문에 알과 정자가 수분을 통해 쉽게 이동할 수 있습니다. 체외수정은 물속에서 이루어지기 때문에 물의 흐름, 온도, 그리고 물리적 조건이 수정의 성공에 영향을 미칩니다. 많은 물고기들은 이러한 조건을 맞추기 위해 특정한 장소나 시기에 산란합니다. 하지만 일부 물고기는 체내수정을 하기도 합니다. 이런 물고기들은 수컷이 암컷의 몸속에 정자를 전달하여 수정이 이루어지며, 수정된 알을 암컷이 몸속에서 키우거나 낳게 됩니다. 물고기들은 자신의 생태적 특성에 맞게 산란하는 방식이 다릅니다. 일부 물고기는 강이나 바다의 특정 장소에 가서 수백, 수천 개의 알을 낳으며, 이 알들은 부화한 후 자연적으로 자라나게 됩니다. 정리하자면 물고기의 수정 방식은 크게 체외수정과 체내수정으로 나뉩니다. 대부분의 물고기는 체외수정을 통해 번식하며, 알과 정자가 물속에서 만나 수정을 합니다. 그러나 연골어류나 몇몇 물고기들은 체내수정을 하여 새끼를 낳기도 합니다. 이런 다양한 수정 방식은 물고기가 각기 다른 환경에 적응하며 번식할 수 있도록 돕습니다.
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미세플라스틱이 인체에 축적되면 어떤 일이 생기나요?
안녕하세요. 미세 플라스틱이란, 치약이나 세안제에 들어 있는 비즈 등의 미세한 플라스틱, 또는 비닐봉지나 페트병 같은 플라스틱 쓰레기 등이 자외선과 파도에 의해 5mm 이하까지 작아진 것을 말합니다. 미세플라스틱은 인체의 호흡기와 소화기 상피세포에 접촉하게 되고, 세포 포식기전을 통해서 인체에 흡수됩니다. 흡수된 미세플라스틱은 조직염증, 세포증식, 괴사, 면역세포 억제 등을 유발할 수 있는데요, 이러한 영향은 미세플라스틱의 크기, 모양, 표면전극, 부력, 소수성 등의 성질에 따라 달라질 수 있습니다. 호흡기에 노출되면 미세플라스틱 입자 독성, 화학적 독성 등에 의해서 간질성 폐질환을 유발하여 기침, 호흡곤란, 폐기능 저하를 유발한다고 보고되고 있으며, 이외에도 나노플라스틱은 인체 내에서 분해되지 않고 이동하여 인체의 상피세포, 점막, 장관, 혈액을 타고 임파계와 간담도계로 이동합니다. 이동된 나노플라스틱은 태반과 혈액 뇌장벽, 장관, 폐 등에 직접적인 영향을 줄 수 있으며, 나노플라스틱의 연구를 통해서 심뇌혈관계, 내분비계, 염증반응, 산화손상, 생식계 등에 직접적인 독성영향이 관찰된 바 있습니다.
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