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악어가 사냥감을 잡아먹을 때 우는 이유?
안녕하세요.질문해주신 것처럼 악어가 사냥감을 먹을 때 눈물을 흘리는 것은 감정 때문이 아니라 생리적인 구조에서 비롯되는 자연스러운 현상입니다. 악어의 눈에는 사람과 비슷하게 눈물을 분비하는 누선이 있는데, 이는 주로 눈을 보호하고 촉촉하게 유지하기 위한 기능을 합니다. 그런데 악어가 사냥감을 물어뜯거나 삼킬 때는 강한 턱 근육을 매우 격렬하게 움직이게 되며, 이 과정에서 머리와 얼굴 주변의 압력이 크게 변합니다. 그 압력이 눈 주위의 누선이나 누관을 자극하면서 눈물이 외부로 밀려 나오는 것입니다. 즉, 사냥 동작 자체가 물리적으로 눈물샘을 압박해 눈물이 더 많이 분비되도록 만드는 생리적 반응입니다.또한 악어는 물속과 육지를 오가며 생활하기 때문에 눈을 보호하기 위해 항상 일정량의 눈물을 만들어 냅니다. 사냥감이 크고 저항이 심할수록 악어의 턱과 두개골에 전달되는 힘이 커지기 때문에 눈물이 더욱 많이 흘러 보이게 됩니다. 일부 연구에서는 먹는 동안 공기를 삼키거나 강하게 호흡하는 과정에서 비강과 누관 사이 압력이 변화하여 눈물이 더 쉽게 흘러나올 수 있다는 가능성도 제기하고 있습니다. 즉 악어의 눈물은 감정적인 슬픔이나 연민과는 전혀 관련이 없으며, 단지 먹이를 먹는 과정에서 발생하는 물리적 자극에 의해 누선이 활성화되어 생기는 생리적 결과입니다. 감사합니다.
학문 / 생물·생명
5일 전
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의식 세계 대해 궁금한데요. 뇌에서 의식이 어떻게 생기는가?
안녕하세요.인간의 의식이 어떻게 뇌에서 발생하는가 하는 문제는 현대 과학이 아직 완전한 해답을 찾지 못한 사항인데요, 인간의 뇌에는 약 860억 개의 뉴런과 수백조 개의 시냅스가 존재하며, 이들이 만들어내는 복잡한 네트워크 활동이 사고와 감정, 자아 인식 같은 고차원적 경험을 가능하게 합니다. 신경과학은 이러한 의식이 특정한 뇌 부위 하나에서 생기는 것이 아니라, 전전두엽과 두정엽, 시상, 기본적인 내적 사고를 담당하는 기본모드네트워크(DMN) 같은 여러 영역이 동시에 높은 통합성을 가지며 정보를 교류할 때 형성되는 것으로 이해합니다. 특히 다양한 감각 정보와 기억, 주의 집중이 뇌 전체에 공유되는 순간에 비로소 어떤 경험이 의식적으로 떠오른다고 설명합니다.대표적인 의식 이론으로는 통합 정보 이론과 글로벌 작업 공간 이론이 있는데요, 통합 정보 이론은 의식이 뇌 네트워크가 만들어내는 통합된 정보량, 즉 정보 구조의 복잡성과 연결성 그 자체라고 설명합니다. 반면 글로벌 작업 공간 이론은 특정 정보가 뇌 전체에 전역적으로 방송될 때 의식이 발생한다고 보며, 실제 뇌 영상 연구에서 관찰되는 의식적 인지의 특징과 잘 맞아떨어집니다. 그러나 이러한 이론들이 의식의 작동 원리를 설명할 수는 있어도, 왜 물리적 신경 활동이 주관적인 느낌과 경험을 만들어내는지에 대해서까지는 완전히 해명하지 못합니다. 일부 연구자들은 의식의 근원을 양자역학적 현상에서 찾으려 하기도 했습니다. 예컨대 펜로즈와 해머오프가 주장한 Orch-OR 이론은 미세소관 내부에서 양자 중첩이 유지되고 그 붕괴 과정이 의식을 만들어낸다고 설명하지만, 생체 환경에서 안정적인 양자 중첩이 유지되기 어렵다는 점 등으로 인해 아직 과학적 지지는 충분하지 않습니다. 이외에도 양자 얽힘이나 양자 정보 처리가 의식과 연결된다는 가설들이 있으나, 현재까지는 실험적 근거가 부족하여 주류 과학에서는 신중하게 다뤄지고 있습니다.즉 의식에 대한 해답은 신경과학, 인지과학, 정보 이론, 그리고 미래의 새로운 물리학이 결합되어야만 밝혀질 가능성이 큽니다. 의식이 순수한 계산의 부산물인지, 더 근본적인 자연의 속성인지, 또는 아직 발견되지 않은 물리적 법칙이 필요할지에 대해서는 다양한 가능성이 열려 있습니다. 감사합니다.
학문 / 생물·생명
5일 전
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철새는 어떻게 따뜻한 곳과 계절을 아나요?
안녕하세요.철새들은 계절이 바뀌는 시기와 이동해야 할 방향을 단순히 추우니까 가야겠다처럼 느끼는 것이 아니라, 여러 생리적·환경적 신호를 종합적으로 감지하여 매우 정교하게 파악합니다. 우선 철새는 외부 환경의 변화를 신체 내부의 생체 리듬과 연결하여 계절을 인식하는데요, 특히 일조 시간은 가장 중요한 신호입니다. 낮 시간이 길어지거나 짧아지면 철새의 뇌 속 시상하부와 솔방울샘이 이를 감지하여 멜라토닌, 번식 관련 호르몬, 대사 호르몬 분비를 변화시키며 계절 변화를 몸으로 느끼게 됩니다. 이런 호르몬 변화는 먹이 섭취 증가, 지방 축적, 이동 욕구 같은 행동 변화를 유도해 자연스럽게 이동 준비 상태로 전환시킵니다.또한 철새의 눈 속에는 크립토크롬이라는 단백질이 있어, 지구 자기장의 방향과 세기를 약한 빛 아래에서 시각적으로 감지하는 능력이 있습니다. 이를 통해 어떤 방향이 북쪽이고 남쪽인지 기본적인 방향성을 파악합니다.낮에는 태양의 위치, 밤에는 별자리의 움직임을 통해 대략적인 방향을 조절하는데요, 어린 새들도 별의 위치 이동 패턴을 관찰하며 천문 나침반을 학습할 수 있다는 것이 실험으로 밝혀졌습니다.또한 종마다 선호하는 기후 범위가 정해져 있으며, 이 범위에 맞는 지역을 향해 이동합니다. 즉, 철새가 지금 여기보다 더 따뜻한 곳으로 가야겠다라고 생각하는 것이 아니라, 환경 변화 + 생리적 신호가 자동으로 이동 행동을 유도하는 것입니다. 감사합니다.
학문 / 생물·생명
5일 전
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식물은 어떤 방식으로 자라나요? 어떻게 꽃을 피우나요?
안녕하세요.질문해주신 식물은 세포 분열과 분화, 그리고 호르몬 신호가 유기적으로 맞물리며 자라고 꽃을 피우는 생명체입니다.씨앗이 발아하면 배아 뿌리와 줄기가 먼저 세포 분열을 통해 길게 뻗어 나가고, 잎이 형성되면서 광합성이 시작되어 식물은 스스로 유기물을 만들어 성장을 지속하는데요 이때 옥신, 지베렐린, 시토키닌 같은 식물 호르몬이 어떤 세포는 길게 늘어나게 하고, 어떤 세포는 분열을 촉진하며 식물체 전체의 형태를 조절합니다.일정량의 잎이 형성되고 충분한 에너지가 축적되면 식물은 외부 환경 신호인 낮의 길이, 온도 변화를 감지해 생식 단계로 전환하는데, 이 과정에서 생장점의 유전자 발현 패턴이 바뀌어 잎을 만들던 조직이 꽃을 만드는 조직으로 재프로그래밍됩니다. 이후 꽃받침, 꽃잎, 암술, 수술 등 각 부위가 정해진 순서에 따라 분화하며, 호르몬과 영양분이 집중적으로 공급되면서 꽃이 점차 커지고 색과 향을 띠게 됩니다. 즉 식물의 성장과 개화는 세포 수준에서의 분열과 분화, 에너지 생산, 그리고 환경 신호에 따른 호르몬 조절이 정교하게 작동한 결과라고 할 수 있습니다. 감사합니다.
학문 / 생물·생명
25.12.08
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꽃의 향기가 다 다른데 꽃의 향기는 어떻게 나나요?
안녕하세요.꽃의 향기는 식물이 꽃가루받이를 도와줄 곤충이나 동물들을 끌어들이기 위해 스스로 합성하고 방출하는 휘발성 유기화합물 때문이며, 꽃마다 향이 다른 이유는 이 화합물의 종류·비율·합성 경로가 종마다 다르기 때문입니다. 꽃은 세포 안에서 테르페노이드, 페닐프로파노이드, 벤젠 유도체, 지방산 유래 화합물 같은 휘발성 분자를 만들어 공기 중으로 내보냅니다. 이 분자들은 분자량이 낮고 기화가 잘 돼 먼 거리로 퍼질 수 있어 향기로 인지됩니다.식물은 꽃잎 세포 속에서 광합성으로 만든 당을 기본 재료로 사용하며 세포 내 효소들이 이를 변형해 테르페노이드·페닐프로파노이드 등 특정한 향기 분자를 합성합니다.이후 향기 분자는 꽃잎 표면의 분비조직에서 합성 또는 저장되었다가 기체 상태로 쉽게 증발하여 공기 중으로 방출됩니다. 즉, 꽃은 특정 효소 세트를 유전적으로 가지고 있어, 그 종만의 독특한 향기 분자를 만들게 됩니다.이때 향기는 단순히 한 분자 때문이 아니라 수십~수백 가지 휘발성 화합물의 조합과 비율로 결정됩니다. 어떤 꽃은 단 한두 종류가 강하게 나고 어떤 꽃은 수십 가지가 섞여 복합 향을 형성하며 방출되는 시점도 다르며 이 향기 조합은 진화적으로 특정 수분 매개자에게 가장 잘 어필하도록 맞춰져 있어, 종마다 독특한 향이 발달합니다. 감사합니다.
학문 / 생물·생명
25.12.06
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남자와 여자는 성염색체 외에도 다른 차이가 존재하나요?
안녕하세요.남성과 여성은 기본적으로 성염색체 차이로 구분되지만, 성염색체 외에도 여러 선천적 차이가 존재합니다. 다만 그 차들은 대부분 성염색체에서 비롯된 호르몬 조절의 결과로 나타나는 것이지, 별도의 완전히 다른 유전자 세트가 있다는 의미는 아닙니다.남성과 여성은 보유한 유전자의 99% 이상이 동일한데요, 그러나 동일한 유전자를 가지고 있어도 성호르몬과 후성유전 조절 때문에 발현되는 양상은 달라집니다. 예를 들어, 남성은 테스토스테론의 영향으로 근육 발달 관련 유전자가 더 활발히 발현됩니다. 여성은 에스트로겐으로 인해 지방 분포, 골격 성장, 면역 반응 관련 유전자의 발현이 달라집니다. 즉, 유전자는 같아도 켜지고 꺼지는 방식이 성별에 따라 다르게 작동합니다.또한 남성만 가지고 있는 Y 염색체에는 약 50–70개의 유전자가 있습니다. 이 중 대표적인 것은 SRY 유전자인데요 이는 고환을 만들도록 지시하는 핵심 유전자이며 남성으로의 분화가 시작되는 스위치 역할을 합니다. 즉, Y염색체 자체에서 만들어지는 단백질의 유무가 남녀 간 유전학적 차이를 만듭니다.게다가 호르몬은 유전자 발현을 조절하는 신호이므로, 유전적 차이를 2차적으로 증폭하는데요, 남성은 태아기부터 테스토스테론으로 특정 신경회로 발달이 강화됩니다.여성은 에스트로겐 영향으로 시냅스 연결 패턴이 달라지며 여성은 X염색체에 면역 관련 유전자가 더 많고, 에스트로겐이 면역세포를 더 활성화해 자가면역질환이 더 흔합니다. 남성은 일부 감염에 더 취약한 경향이 있습니다. 감사합니다.
학문 / 생물·생명
25.12.05
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냉장고에 음식을 넣을때 뜨거운 상태로 넣지 말라고 하는데요. 그 이유가 뭔가요??
안녕하세요.뜨거운 음식을 바로 냉장고에 넣지 말라고 하는 이유는 음식이 갑자기 차가워져서 문제가 생기는 것이 아니라, 오히려 냉장고 내부의 온도 균형과 미생물 증식 환경에 영향을 주기 때문입니다. 냉장고는 내부를 약 4℃ 정도로 유지해야 세균의 성장을 억제할 수 있는데요, 그런데 뜨거운 음식을 넣으면 주변 공기를 가열하면서 냉장고 전체 온도가 상승하고 살모넬라·리스테리아 등 세균이 빠르게 증식할 수 있습니다. 즉, 뜨거운 음식 한 그릇 때문에 다른 음식까지 상하기 쉬워지는 것이 문제입니다.또한 뜨거운 음식을 넣으면 냉장고는 급격한 온도 상승을 잡기 위해 압축기를 더 많이 돌려야 합니다. 이 과정에서냉장 효율이 떨어지고 전력 소모가 증가하며 냉장고 수명도 단축될 수 있습니다. 감사합니다.
학문 / 화학
25.12.05
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모든 동물들 중에 사람 다음으로 지능이 가장 높은 동물 3위까지 알고 싶어여?
안녕하세요.동물의 지능 순위를 정확히 서열화하는 것은 과학적으로 매우 어려운데요 그 이유는 지능을 한 가지 기준으로 측정할 수 없고, 도구 사용 능력, 사회성, 자기 인식, 문제 해결력, 언어 능력, 기억력 등 여러 요소가 서로 다르게 발달했기 때문입니다.그럼에도 불구하고, 현재까지의 사람 다음으로 지능이 높은 동물을 비교할 때 언급되는 종으로는 우선 침팬지가 있습니다. 침팬지는 인간과 DNA의 약 98%가 일치하며, 문제 해결 능력, 도구 제작, 사회적 학습이 매우 발달해 있습니다. 잔가지를 벗겨 개미나 흰개미를 꺼내 먹는 막대기를 만들고, 견과류를 깨는 등 도구를 고안하는 능력을 보입니다. 먹이의 위치나 사회적 지위를 추론하는 실험에서 높은 인지 능력을 보이고 집단 내 협력과 속임수, 동맹 형성 등 복잡한 사회 전략을 사용합니다.다음으로 돌고래는 뇌 크기만이 아니라 뇌 구조와 사회적 행동 면에서 매우 높은 지능을 갖는 것으로 평가됩니다.거울 테스트를 통과해 스스로를 인지할 수 있고 특정 지역 집단만 사용하는 사냥 기술이 있어 문화 형태로 학습이 전승됩니다.마지막으로 코끼리는 뇌 용량이 육상 동물 중 가장 크고, 감정, 기억, 도구 사용, 사회성이 모두 높은 수준으로 발달해 있습니다. 감사합니다.
학문 / 생물·생명
25.12.05
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술이 달다고 느끼는 사람들은 어떤이유?
안녕하세요.술맛을 단맛으로 여기는 사람들은 단순한 기분이나 분위기 때문이 아니라, 생리적 차이와 화학적 성분 조합 때문에 그렇게 느끼는 경우가 실제로 존재합니다.술을 마실 때 단맛이 느껴지는 사람들은 우선 미각 수용체의 민감도 차이를 갖는 경우가 많습니다. 사람마다 단맛을 감지하는 수용체(TAS1R2/TAS1R3)의 반응성이 다르기 때문에, 동일한 양의 당류가 포함된 술을 마셔도 어떤 분은 미세한 단맛을 강하게 느끼게 되며 특히 술에는 발효 과정에서 남아 있는 포도당, 과당, 말토스 같은 잔당이 소량 존재하는데, 이러한 잔당이 거의 느껴지지 않는 사람도 있는 반면 특정 사람은 매우 민감하게 감지해 단맛으로 해석합니다.또한 술에 포함된 알코올 자체도 화학적으로는 약한 단맛을 띠는 물질입니다. 에탄올은 농도가 낮을 때 단맛 수용체를 부분적으로 활성화할 수 있기 때문에, 단맛 민감도가 높은 분들은 알코올 향과 맛을 달다고 받아들이는 경향이 있습니다.이외에도 사람마다 고유의 타액 조성도 단맛에 영향을 미칩니다. 타액 속 단백질 구성과 pH는 술 속 향미 분자의 휘발성, 단맛을 내는 분자의 해리 정도, 점도 등을 미세하게 바꾸는데, 특정 타액 조성을 가진 사람은 술의 향미 성분이 더 강하게 퍼져 실제보다 더 달다는 느낌을 받습니다. 유전적으로 단맛 민감도가 높고, 향에 의한 후각적 단맛 보강 효과가 클수록 술의 실제 당도가 낮더라도 단맛이 느껴집니다. 즉 어떤 분들이 술을 달다고 느끼는 이유는 술에 실제로 존재하는 잔당·향미 성분, 그리고 개인의 미각·후각 민감도, 유전적 요인, 타액 조성이 복합적으로 작용하기 때문이며, 이는 기분이나 분위기와 무관하게 생물학적으로 설명 가능한 현상입니다. 감사합니다.
학문 / 생물·생명
25.12.04
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마이크로키메리즘이 정확히 무슨 개념인가요?
안녕하세요.질문해주신 마이크로키메리즘은 유전적으로 다른 소수의 세포 또는 유전물질이 한 개체 내부에 존재하는 상태를 말합니다. 흔히 임상·기초연구에서는 모체 속의 태아세포가 극미량 존재하는 경우를 가리켜 태아성 마이크로키메리즘이라고 부릅니다.가장 흔하고 잘 연구된 형태는 임신 중 태반을 통해 세포가 양방향으로 이동하여 산모와 태아가 서로의 세포를 갖는 경우입니다. 그 밖에 쌍둥이 간의 교환, 수혈·골수 또는 장기 이식에 따른 도너 세포의 잔존, 그리고 암·조혈계 질환에서 기원한 세포의 이식/유입 등도 마이크로키메리즘의 원천이 될 수 있습니다.임신 중 태반-자궁 경계에서 태아의 혈액·조직 세포가 모체 혈류로 들어오고 이 과정은 배아발생·출산·자궁 내 염증·외상·제왕절개·유산 등에서 더 활발해질 수 있습니다. 이들 세포는 단핵구·림프구·줄기세포 형태 등 다양한 유형이 보고되어 있습니다. 이때 유입된 세포의 대부분은 소멸되지만 일부는 수십 년간 잔존할 수 있음이 여러 연구에서 관찰됩니다. 일부는 분화능을 가지고 조직으로 이주하거나 줄기세포 유사 행동을 보이는 보고도 있어, 단순한 흔적 DNA 이상으로 기능을 가질 가능성이 제기되어 왔습니다. 타인 세포가 숙주에 잔존하려면 면역계의 무반응 또는 억제가 필요한데요, 임신 자체가 모체의 태아에 대한 면역관용을 유도하는 복잡한 신호를 만들어 내기 때문에, 일부 세포는 이 관용 환경을 빠져나와 장기적으로 잔존할 수 있습니다. 그러나 왜 어떤 경우에는 면역 관용이 유지되어 유익하게 작용하고, 어떤 경우에는 염증·자가면역 반응과 연결되는지는 아직 완전히 설명되지 않았습니다. 감사합니다.
학문 / 생물·생명
25.12.04
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