답변 내역

안녕하세요.질문해주신 것처럼 소나 양과 같은 동물이 되새김질을 하는 이유는 소화기관 구조와 섭취하는 먹이의 특성과 깊이 관련이 있는데요, 초식동물 중에서도 되새김질 동물(반추동물, Ruminants)이라 불리는 소, 양, 염소, 사슴 등은 독특한 네 개의 위(반추위, 벌집위, 겹주름위, 주름위)를 가지고 있습니다. 이 동물들은 주로 셀룰로오스가 풍부한 풀과 같은 거친 섬유질 식물을 먹는데요, 하지만 동물 스스로는 셀룰로오스를 분해할 효소를 만들 수 없기 때문에, 위 속에 공생하는 미생물(세균, 원생동물, 곰팡이)의 도움을 받아야 합니다. 따라서 먹이를 삼키면 먼저 반추위와 벌집위에 저장되고, 이곳에서 미생물 발효가 시작됩니다. 그러나 큰 섬유질은 충분히 분해되기 어렵기 때문에, 동물은 이를 다시 입으로 되돌려서(되새김질) 잘게 씹어 표면적을 넓혀 주고 미생물이 소화하기 좋은 상태로 만들어 주며, 그 뒤 다시 삼켜져 위를 거쳐 가면서 발효가 심화되고, 최종적으로 주름위(진짜 위 역할)에서 단백질과 영양소가 흡수됩니다. 즉 되새김질을 하는 이유는 섬유질이 단단하고 소화하기 어려워 기계적으로 더 잘게 부수어야 하며, 미생물이 접근할 수 있는 표면적을 넓혀 발효와 분해를 촉진하기 위해서인데요, 말씀해주신 것처럼 모든 초식동물이 되새김질을 하는 것은 아닙니다. 예를 들어 말, 토끼, 코끼리는 되새김질을 하지 않고 맹장 발효에 의존합니다. 이들은 커다란 맹장에서 미생물 발효를 진행해 셀룰로오스를 분해하며, 대신 이 방식은 영양소 흡수 효율이 낮아 되새김질 동물보다 더 많은 양의 풀을 먹어야 합니다. 토끼는 이를 보완하기 위해 자신의 분변(맹장분)을 다시 먹는 행동(식분증)을 하여 영양분을 재흡수하기도 합니다. 감사합니다.

안녕하세요.물고기의 번식 방식은 크게 난생, 난태생, 태생으로 나눌 수 있는데요, 우선 난태생이란 알을 몸 안에서 수정시키고, 알 속에서 초기 발달이 이루어진 뒤 새끼를 낳는 방식입니다. 이 경우 새끼는 어미 몸 안에서 일정 기간 성장하지만, 대부분의 영양분은 알 속의 난황에서 얻는데요, 어미의 직접적인 영양 공급은 상대적으로 적으며 대표적인 예로 상어, 가시상어, 일부 구피류가 있습니다. 특징으로는 알을 몸 안에서 보호하기 때문에 외부 환경에서의 알 사멸 위험이 줄어들며, 새끼는 비교적 성장한 상태로 태어나 생존 확률이 높고 어미는 알을 많이 생산하기 어렵고, 새끼 수는 제한적입니다. 반면에 태생은 말 그대로 어미가 직접 새끼를 몸 안에서 키우고 태어난다는 방식인데요, 난태생과 달리 어미가 새끼에게 직접 영양분을 공급합니다. 대표적인 예로 구피, 몰리, 엔젤피시 일부가 있습니다. 새끼가 더 발달된 상태로 태어나 초기 생존률이 높으며 어미가 직접 영양을 공급하기 때문에 새끼 수는 상대적으로 적고 환경 변화에도 새끼가 보호받을 수 있다는 특징이 있습니다. 일반적으로 난태생 물고기가 태생 물고기보다 알의 수가 많고, 한 번에 많은 새끼를 낳을 수 있어 “번식력”은 난태생이 높을 수 있으며, 태생 물고기는 새끼가 이미 발달된 상태로 태어나고 어미가 직접 보호와 영양을 제공하기 때문에 개체당 생존 확률이 높습니다. 반면 난태생은 난황에서 영양을 얻지만, 환경 변화나 포식에 취약한 경우가 있어 개체 생존률은 태생보다는 낮을 수 있습니다. 즉 정리해드리자면 많은 새끼를 낳는 번식력은 난태생 물고기가 상대적으로 높지만 개체 생존률은 태생 물고기가 상대적으로 높다고 볼 수 있습니다. 감사합니다.

안녕하세요.네, 최근 들어서 벌이 많이 보이는 현상은 계절과 연관되어있을 수 있는 현상인데요, 여름~초가을은 벌들이 가장 활발한 시기로, 봄에 여왕벌이 산란하고 나면 여름까지 일벌이 늘어나면서 개체수가 폭발적으로 증가합니다. 또한 벌은 꽃가루와 꿀을 먹기 때문에, 주변에 개화하는 식물이 많을수록 벌이 몰리는데요, 특히 도시에서도 가로수, 공원, 정원 식물 덕분에 벌이 흔히 보일 수 있습니다. 게다가 벌들이 단순히 꽃만 찾는 게 아니라, 물(수돗가, 웅덩이)이나 음식물(달콤한 음료, 과일향)에도 끌리기 때문에 그래서 사람 주변에서 더 쉽게 발견되는 것이라고 할 수 있습니다. 즉 가을로 진행하면서 “체감상” 많아졌다고 느끼는 경우가 많은데요, 왜냐하면 계절 특성상 원래 개체 수가 많아지고, 여름에는 벌 활동 범위가 넓어져서 눈에 띄기 쉽기 때문이지만 반대로 전 세계적으로는 벌 개체 수 감소(특히 꿀벌) 문제가 계속되고 있어서, 장기적으로는 줄고 있는 추세입니다. 감사합니다.

안녕하세요. 네, 질문해주신 것처럼 생명체마다 저마다 서로 다른 수명을 가지고 있는데요, 생물마다 수명이 다른 이유는 단순히 DNA 손상 때문만은 아니고, 유전적 요인 + 대사율 + 진화적 전략 + 환경 요인이 복합적으로 작용하기 때문입니다. 우선 모든 세포는 시간이 지나면서 DNA 손상, 단백질 변성, 세포 내 노폐물 축적이 누적돼 노화가 일어나는데요, 특히 텔로미어 길이(염색체 끝부분 보호막)는 세포 분열할 때마다 짧아지는데, 이게 짧아지면 세포 분열이 멈추고 노화가 시작되며 다만, 종마다 DNA 수선 능력이나 산화 스트레스 방어 능력이 달라서, 노화 속도에도 차이가 생기게 됩니다. 또한 작은 동물은 몸을 유지하려고 엄청난 에너지를 태워야 해서 활성산소(세포를 손상시키는 부산물)도 많이 쌓이는데요, 반대로 대사율이 낮은 큰 동물은 이런 손상이 더 천천히 축적됩니다. 진화적으로 보면 생물은 “종족 보존”에 최적화되어 있지, 오래 사는 것 자체가 목적은 아닌데요, 포식자가 많고 위험한 환경에서 사는 작은 동물의 경우에는 빨리 자라고, 빨리 번식하고, 오래 살 필요가 없기 때문에 짧은 수명을 가지고 있으며 포식자가 적고 안전한 환경에서 사는 동물(예: 거북, 고래)의 경우에는 천천히 성장해도 되고, 오래 살아서 번식 기회도 많기 때문에 긴 수명을 가지고 있습니다. 감사합니다.

안녕하세요.네, 질문주신 달걀은 생리적 과정 + 유전적 요인 + 환경적 요인이 복합적으로 작용해서 만들어지는데, 낳는 주기(빈도)와 껍질 색깔은 서로 다른 메커니즘으로 결정된다고 볼 수 있습니다. 닭은 원래 하루에 한 개 정도의 알을 낳을 수 있도록 난소와 난관이 발달해 있습니다. 하지만 이 리듬은 여러 요인에 의해 달라지는데, 대표적으로 유전적인 요인이 있습니다. 산란 능력은 품종별로 큰 차이가 있습니다. 예를 들어서 레그혼(Leghorn)은 1년에 300개 이상 산란 가능 (대표적인 산란계)한 것으로 알려져 있으며, 반면 토종닭이나 육계 품종과 같은 경우에는 산란량이 훨씬 적습니다. 산란 능력과 산란 주기의 안정성은 유전적으로 프로그램된 부분이 큽니다. 환경적인 요인 역시 산란에 영향을 미칠 수 있는데요, 닭은 빛의 길이에 민감해서, 낮 시간이 길어지면 산란이 촉진되며, 그래서 산업적으로는 인공 조명을 이용해 하루 14~16시간 빛을 제공하여 연중 안정적인 산란을 유지시킵니다. 또한 껍질 색깔은 대부분 유전적 요인에 의해 결정되지만, 약간의 환경적 차이도 영향을 줄 수 있는데요 우선 갈색 껍질의 경우에는 프로토포르피린(protoporphyrin IX) 색소가 난관에서 침착되어 갈색을 띠는 것이며, 푸른색의 경우에는 빌리베르딘(biliverdin) 색소가 침착되어 푸른색을 띠는 것입니다. 또한 환경적인 요인의 영향으로 영양 상태가 나쁘거나, 닭이 스트레스를 받을 경우 색소 침착이 줄어들어 껍질 색이 옅어질 수 있습니다. 마지막으로, 같은 품종이라도 개체마다 산란 주기, 산란량, 껍질 색 농도는 조금씩 차이가 날 수 있으며, 이는 개체별 유전자 변이, 건강 상태, 먹이 섭취 정도, 스트레스 민감도 등의 차이에서 비롯됩니다. 감사합니다.

안녕하세요. 네, 질문주신 것처럼 닭을 "단순하다"라고 생각하지만, 실제로 연구 결과를 보면 닭의 발성과 의사소통은 꽤 복잡하고 정교한 편인데요, 닭은 태어나면서부터 일정한 "기본 발성 repertoire(발성 목록)"을 가지고 있습니다. 예를 들어, "위험 경보음"은 독수리와 같은 공중 포식자를 알릴 때와 땅 위에서 오는 여우 같은 포식자를 알릴 때 소리가 다르며, 이런 구분 능력은 유전적으로 프로그램된 본능에 가깝습니다. 또한 닭은 무리 속에서 자라면서 특정 소리가 어떤 상황과 연결되는지를 학습하는데요, 예를 들어서 어린 병아리는 어미가 내는 "먹이 발견 소리"를 듣고 따라 하면서 먹이와 발성을 연결짓게 되며, 개별 닭을 알아보거나 서열에 따라 발성 강도가 달라지는 점은 사회적 경험의 결과라 할 수 있습니다. 즉 닭의 발성은 기본 틀은 본능적이지만, 사회적 학습을 통해 풍부해지고 상황에 맞게 다듬어지는 방식이라 볼 수 있습니다. 닭의 사회적인 의사소통 능력에 대해 말씀드리자면 최소 24종 이상의 발성이 확인되었고, 각 발성은 위험, 먹이, 짝짓기, 새끼 돌봄 등 특정 의미를 담고 있는데요, 단순 경고를 넘어서 의도적 정보 전달도 가능하다고 알려져 있으며 예를 들어, 수탉은 암탉이 있을 때만 "먹이 발견 소리"를 내기도 합니다.즉, "암탉을 유혹하기 위한 의사소통 전략"을 쓰는 것이며, 개별 닭을 시각과 소리로 구분할 수 있으며, 사회적 서열 구조를 형성하는 데 발성이 중요한 역할을 합니다. 또한 오랜 가축화 과정에서 사람과의 상호작용이 많았기 때문에, 사람의 감정이나 의도에 부분적으로 반응하는 능력이 발달했을 가능성이 큽니다. 감사합니다.

안녕하세요.닭이 오늘날처럼 날지 못하는 모습으로 변한 것은 자연 선택보다는 인간이 의도적·무의도적으로 가한 인공 선택(선택적 번식) 덕분이라고 볼 수 있는데요, 가축 닭의 조상은 붉은야계(레드 정글포울, Gallus gallus)로 동남아시아 숲에 살며, 짧은 거리지만 날 수 있는 능력이 있었으며, 이들은 포식자를 피하거나 나무 위에서 잠잘 때 날개를 사용했습니다. 하지만 인간은 닭을 식량(고기·알), 의례, 투계(싸움닭) 목적으로 길렀는데, 이 과정에서 다음과 같은 선택 압력이 작용했는데요, 고기를 많이 얻을 수 있도록 점점 더 무겁고 살이 많은 닭이 선택되었으며, 알 생산에 에너지를 집중하다 보니, 비행 능력은 점차 중요성을 잃게 되었고, 활발하게 날아다니는 닭보다 움직임이 둔하고 순한 닭이 살아남게 되었습니다. 이로 인해 결과적으로 날개는 짧아지고, 근육은 비행보다는 가슴살(흰살코기) 축적에 맞게 발달되었으며, 몸무게가 무겁고 지방이 많아 비행이 불가능해졌고, 현대 육계는 몇 주 만에 도축할 만큼 빨리 자라는데, 이 때문에 골격이 무게를 버티지 못하고 비행 능력도 사실상 사라지게 된 것입니다. 즉, 닭이 날 수 없는 이유는 자연에서 생존을 위해 필요한 비행 능력이 사라지고, 대신 인간이 원하는 형질(큰 몸집·많은 알·온순함)만 강화되었기 때문이며, 인위적 선택이 수천 년 동안 누적되면서, 닭은 원래 가졌던 “야생 조류의 특징”과는 많이 달라진 것이라고 할 수 있습니다. 감사합니다.

안녕하세요. 네, 말씀해주신 것과 같이 의학계와 미래학자들이 2045년쯤 암이 만성질환처럼 관리될 수 있다고 전망하는 것은 암이 지금처럼 치명적이고 두려운 질환이 아니라 당뇨병이나 고혈압처럼 장기적으로 치료를 받으면서 조절 가능한 병이 될 수 있다는 의미를 뜻하는 것인데요, 이미 정밀의학의 발전으로 환자 개인의 유전자와 종양 특성을 분석해 최적화된 치료를 적용할 수 있게 되었고, 면역항암제와 암 백신과 같은 치료법은 환자 스스로의 면역세포를 활성화해 암을 억제하는 데 효과를 보이고 있습니다. 또한 혈액검사 같은 조기 진단 기술은 극초기 단계에서 암을 발견할 수 있게 하여 치료 성공률을 크게 높이고 있습니다. 이런 발전들이 이어지면 암을 완전히 제거하지 못하더라도 암세포 성장을 억제하고 전이를 막으며 부작용이 적은 치료를 통해 수십 년간 관리하는 것이 가능해질 수 있고, 이는 암 진단이 곧 생명의 위협이라는 인식에서 꾸준히 관리해야 하는 질환으로의 전환을 의미합니다. 결국 미래의 암 환자는 약물치료나 면역치료, 정기검진만 잘 받으면 일상생활에 큰 제약 없이 살아갈 수 있을 가능성이 크며, 암이 삶을 위협하는 병이 아니라 생활 속에서 조절 가능한 병으로 자리 잡게 될 것으로 기대되고 있습니다. 감사합니다.

안녕하세요.네, 질문주신 것에 대해 답변해드리자면 의학계와 미래학자들이 이야기하는 “2045년쯤 암이 만성질환처럼 관리되는 시대”라는 표현은 말씀하신 것처럼 암이 지금처럼 치명적이고 두려운 질환이라기보다는, 당뇨병이나 고혈압처럼 장기적으로 약을 먹거나 치료를 받으면서 조절 가능한 병이 될 가능성을 말하는 것인데요, 정밀의학의 발전으로 인해 환자 개인의 유전자와 종양 특성을 분석해서 가장 잘 맞는 치료법을 선택하게 되면서 부작용은 줄이고 효과 극대화를 불러오게 되었습니다. 즉 암을 완전히 없애지 못하더라도 암세포 성장을 억제하고, 전이를 막고, 부작용이 적은 치료로 수십 년간 관리 가능하게 만드는 방향으로 나아가고 있는데요, 결국 “암 진단 = 곧 생명 위협”이라는 인식이 “암 진단 = 꾸준히 치료받아야 하는 질환”으로 바뀔 수 있는 것입니다. 현재도 당뇨병 환자들이 매일 약을 먹고 식이 조절하면서도 정상적인 생활을 하듯이 미래의 암 환자도 약물·면역치료·정기검진만 잘 받으면 일상생활에 큰 제약 없이 살아갈 수 있을 가능성이 크며 단, 암 종류·진행 단계·개인차에 따라 관리 난이도는 달라질 수 있습니다. 감사합니다.

안녕하세요.네, 신호전달 과정에서는 '순응'이라는 현상이 나타날 수 있는데요, 순응(desensitization) 혹은 탈감작(downregulation)은 세포가 동일한 신호 자극에 대해 시간이 지나면서 점차 반응을 줄이는 현상을 말합니다. 세포는 신호에 무한정 반응하는 것이 아니라 자극의 강도와 지속 시간에 맞춰 반응을 조절해야 하는데요, 계속 같은 신호에 최대 반응을 하면, ATP, 단백질, 이온 같은 세포 자원이 고갈되며, 순응을 통해 에너지를 아끼고 균형을 유지하게 됩니다. 또한 일정한 자극에 항상 반응하면 새로운 자극을 감지하기 어려운데요, 이때 반응을 낮춰 놓아야 새로운 강한 신호가 들어왔을 때 다시 민감하게 감지 가능할 수 있습니다. 예를 들어 호르몬이나 신경전달물질에 과도하게 반응하면 대사 이상, 독성 효과, 세포 손상이 생길 수 있습니다. GPCR의 경우, 신호가 지속되면 GRK (G-protein coupled receptor kinase)가 수용체를 인산화하는데요, 이 인산화된 수용체에는 β-arrestin이 결합하며 G 단백질이 더 이상 붙을 수 없고 반응이 차단됩니다. 또는 수용체-리간드 복합체가 세포 안으로 들어가면서 일시적으로 세포 표면에서 제거되며 이 경우, 세포막에 남은 수용체 수가 줄어들어 신호가 약해집니다. 또는 지속적 신호에 의해 특정 효소, 이온채널, 보조 단백질의 발현량이 조절되며 그 결과 세포의 반응성이 장기적으로 낮아질 수 있습니다. 감사합니다.