답변 내역

네, 맞습니다. 사마귀는 날카로운 앞다리와 위장술 덕분에 곤충 중에서도 강한 포식자로 알려져 있지만, 자연 생태계에서 절대적인 최상위 포식자는 아닙니다. 사마귀를 잡아먹는 주요 천적으로는 참새, 까치, 딱새, 파랑새 같은 곤충식 조류가 대표적인데요, 날아다니는 성충 사마귀도 새에게 쉽게 포식당할 수 있습니다. 또한 개구리, 두꺼비, 도마뱀, 작은 뱀들이 사마귀를 잡아먹는데요, 특히 사마귀가 풀숲이나 땅에 있을 때 잘 노려집니다.이처럼 사마귀가 포식자임에도 천적이 존재한다는 것은, 먹이사슬이 균형을 이루는 생태계 원리를 보여주는 것인데요 즉, 사마귀가 해충 개체수를 조절하는 역할을 하지만, 자신 또한 상위 포식자들의 먹이가 되면서 먹이망 속에서 조화를 이루는 것입니다. 감사합니다.

말씀해주신 '다면발현'은 멘델의 유전법칙의 예외 현상 중 하나입니다. 다면발현이 일어나는 이유는 유전자의 산물이라고 볼 수 있는 단백질이 생체 내에서 여러 기능을 담당하거나, 여러 대사 경로에 관여하기 때문인데요 즉, 한 유전자가 고장 나면 그 단백질이 쓰이는 모든 곳에서 문제가 생겨, 다양한 표현형으로 나타나게 됩니다.즉 같은 단백질이라도 뇌, 간, 피부 등 다양한 조직에서 쓰일 수 있으며 따라서 유전자에 문제가 생기면 여러 기관에서 증상이 나타납니다. 또한 특정 효소가 결핍되면, 그 효소가 담당하는 대사산물이 제대로 만들어지지 않거나 쌓이게 되며, 이로 인해 연쇄적인 대사 장애가 발생하고, 여러 신체 기능이 동시에 영향을 받아 다양한 증상이 나타납니다.대표적인 예시로는 말씀해주신 페닐케톤뇨증이 있는데요, PAH 유전자 돌연변이로 인하여 페닐알라닌 수산화효소 결핍된 것입니다. 결과적으로 페닐알라닌 대사 불가로 인해 혈중에 페닐알라닌이 축적되면서 뇌 발달 장애, 지적 장애 발생하며 티로신 부족해지면서 멜라닌 합성 장애로 인해 피부나 머리카락이 옅은 색을 띠고, 기타 대사산물 축적으로 소변에 특유의 냄새가 나게 됩니다. 감사합니다.

네, 맞습니다. 사마귀의 앞다리는 포식에 특화된 무기라고 할 수 있는데, 곤충학에서는 이를 포획다리라고도 합니다. 사마귀의 앞다리를 보면 앞다리의 긴 대퇴부와 경골부에는 뾰족한 가시들이 줄지어 나 있는데요, 이 가시들이 먹이를 단단히 눌러 고정하는 역할을 하며, 미끄러지지 않게 해주며 즉, 다리가 일종의 톱니가 달린 집게처럼 작동합니다. 평상시에는 앞다리를 접어서 가슴 쪽에 붙이고 있다가, 먹이가 접근하면 빠르게 뻗어 먹이를 붙잡습니다. 또한 앞다리 관절에는 강한 근육이 발달해 있어서 순간적으로 큰 힘을 내며 먹이를 끌어당기는데요, 이로 인하여 잡힌 먹이는 거의 빠져나가기 어렵습니다. 이런 앞다리 구조 덕분에 사마귀는 메뚜기, 나비, 벌, 심지어 작은 도마뱀까지 다양한 먹이를 잡는 매복형 포식자로 살아남을 수 있었습니다. 감사합니다.

'다인자유전'과 '복대립유전'은 둘 다 멘델의 유전법칙의 예외에 해당하는 현상이 맞습니다.우선 '다인자유전'은 여러 개의 다른 유전자 자리가 함께 형질을 결정하는 경우를 말하는 데요 즉, 2개 이상의 유전자가 모여 하나의 형질에 영향을 줍니다. 보통 키, 피부색, 체중, 지능처럼 연속적인 양적 형질에서 나타납니다. 예를 들자면 사람의 피부색은 여러 유전자에서 멜라닌 합성을 조절하기 때문에 피부색이 흰색~검은색까지 연속적으로 다양하게 나타나게 됩니다.다음으로 '복대립유전'은 한 유전자 자리에 세 가지 이상 대립유전자가 존재하는 경우를 말하는데요, 하지만 실제로는 한 개체가 이들 중 두 개만 가질 수 있으며 이때 대립유전자가 많을수록 표현형이 더 다양하게 나타날 수 있습니다. 대표적인 예시로는 ABO식 혈액형이 있는데요, 한 유전자 자리에서 A, B, O 세 가지 대립유전자가 존재하게 됩니다. 감사합니다.

'염기성'과 '알칼리성'은 유사한 개념이긴 하나 약간의 차이가 있습니다.우선 '염기성'은 산과 반응해서 수소 이온(H⁺)을 받거나, 수산화 이온(OH⁻)을 내놓을 수 있는 성질을 말하는데요, 즉 브뢴스테드-로우리 정의에서는 H⁺를 받아들이는 물질, 루이스 정의에서는 전자쌍을 주는 물질을 말하는 것입니다. 다음으로 '알칼리성'의 알칼리는 알칼리 금속(Na, K 등)과 알칼리 토금속(Ca, Ba 등 일부)의 수산화물을 의미하는데요, 즉, 물에 잘 녹아서 OH⁻ 이온을 내놓는 물질을 지칭합니다. 따라서 알칼리성은 염기성 중에서도 수용액에서 OH⁻을 내놓는 경우에 한정된 부분집합이라고 할 수 있습니다. 감사합니다.

네, 말씀하신 것처럼 '저속노화'란 건강하고 느리게 나이 드는 것을 목표로 하는 개념으로, 노화 속도를 늦추기 위해 건강한 식단과 생활 습관을 실천하는 것을 말합니다.저속노화를 위해 실천할 수 있는 것들로는 생활 습관 관리가 있습니다. 걷기와 같은 유산소와 근력 운동을 병행하면 근육량 유지 및 대사 건강, 혈관 건강에 큰 도움이 될 수 있으며, 과식보다는 소식을 하고 채소나 과일, 통곡물, 견과류와 같은 불포화지방 섭취, 가공식품 및 당분 섭취를 줄이는 것이 좋습니다. 또한 하루 7시간 내외의 질 좋은 수면은 면역 및 뇌 건강에 필수인데요, 만성 스트레스는 염증 반응을 촉진하고, 세포 노화를 빠르게 앞당기기 때문입니다. 감사합니다.

알코올의 산성도를 비교할 때는 –OH기의 수소가 얼마나 잘 떨어져 나갈 수 있는지, 즉 해리의 용이성을 따지게 됩니다. 즉 알코올에서의 산성도는 생성된 알콕사이드 음이온(RO⁻)이 얼마나 안정한가에 달려 있습니다. 이때 1차 알코올의 경우에는 음전하가 산소에 집중되어 있지만, 주변에 큰 치환기가 없어 용매(물, 알코올 등)가 잘 접근해서 수소 결합으로 음이온을 안정화시킬 수 있습니다. 반면에 3차 알코올이 될 수록 부피가 큰 알킬기가 산소 주변을 둘러싸 입체적 방해가 커지므로, 용매가 음이온을 제대로 안정화하지 못합니다. 따라서 음이온이 불안정해지면서 오히려 산성도가 감소하는 것입니다. 감사합니다.

네, 말씀해주신 것처럼 암컷 사마귀는 교미 이후에 수컷 사마귀를 잡아먹는데요, 이는 항상 일어나는 현상은 아니며 특정 상황에서만 일어나게 됩니다. 암컷 사마귀는 알을 낳기 위해 매우 많은 영양이 필요한데요, 교미 후 수컷을 잡아먹으면 단백질과 영양분을 얻어 알을 더 많이, 더 건강하게 낳을 수 있습니다. 실제 실험에서도, 수컷을 먹은 암컷은 알의 수와 생존율이 더 높았다는 결과가 있습니다.물론 수컷 입장에서는 잡아먹히는 것이 불리해 보이지만, 유전자의 관점에서는 다른데요 교미가 이미 끝났다면, 수컷이 살아남든 잡아먹히든 유전자는 이미 전달된 상태이기 때문에 오히려 수컷이 암컷에게 영양원이 됨으로써 자신의 자손이 더 건강하게 태어나도록 기여하는 효과가 있으며, 이는 ‘생식 성공 극대화 전략’으로 해석할 수 있습니다.하지만 이와 같은 현상이 매번 일어나는 것은 아닙니다. 굶주린 암컷일수록 수컷을 잡아먹는 경우가 더 많다고 알려져 있으며 먹이가 부족한 환경에서 이 행동이 더 자주 관찰됩니다. 즉 야생에서는 반드시 일어나는 것이 아니라, 먹이가 충분하다면 수컷이 무사히 살아남는 경우도 흔합니다. 감사합니다.

질문주신 것처럼 사마귀는 대표적인 위장술이 뛰어난 곤충으로 꼽히는데, 사실 위장술 자체는 곤충 세계 전반에 흔히 나타나는 생존 전략이라고 할 수 있습니다. 우선 사마귀는 초록 잎사귀, 마른 가지, 꽃잎과 비슷한 형태와 색을 띠어 배경과 섞여 보이게 하는데요, 일부 열대 사마귀는 꽃 모양으로 위장해 꽃에 오는 곤충을 기다리기도 합니다. 다른 곤충의 위장술과 닮은 점은 색깔 위장을 하는 것인데요, 사마귀처럼 초록, 갈색으로 변해 주변 식물과 비슷해지는 곤충은 메뚜기, 잎벌레, 방아벌레 등도 마찬가지입니다. 또한 형태 모방의 측면에서도 닮은 점이 있는데요, 사마귀가 잎·가지·꽃 모양을 흉내내듯, 잎벌레는 진짜 나뭇잎과 구분이 힘들고, 나방 애벌레는 마른 나뭇가지나 새 배설물처럼 보입니다. 감사합니다.

잠자리는 곤충 중에서도 비행 능력이 가장 발달한 종에 속하고, 그 핵심이 바로 날개 진동과 독립적인 날개 운동인데요, 일반적인 항공기 날개는 고정익으로 지속적인 양력을 발생시키지만, 잠자리 날개는 앞, 뒤 날개가 독립적으로 진동하면서 순간적인 와류를 만들어냅니다. 이를 통해 작은 날개 면적 대비 큰 양력과 추진력을 얻을 수 있습니다.또한 잠자리는 날개 구조와 근육의 진동수가 잘 맞아, 에너지 소모를 최소화하면서도 강한 힘을 내는데요 이는 진동, 공진 시스템 물리학의 좋은 사례로, 기계 진동 제어 연구에도 단서를 줍니다. 게다가 네 날개를 같은 위상, 또는 엇갈린 위상으로 움직이며 상황에 맞게 조절되기 때문에 비행 안정성과 순간 기동성의 균형을 설명하는 모델이 됩니다. 감사합니다.