답변 내역

안녕하세요.하이에나가 썩은 고기를 먹고도 멀쩡한 이유는 병원체가 가득한 부패 환경에 맞춰 소화계·면역계 전체가 특화 진화했기 때문입니다. 먼저 가장 핵심적인 요소는 극도로 강한 위산입니다. 하이에나의 위 pH는 1 안팎까지 내려가는데, 이는 사람보다 훨씬 강한 산성으로 살모넬라, 대장균 같은 대부분의 세균과 기생충 알을 빠르게 사멸시킬 수 있는 수준입니다. 이 위산은 단순히 고기를 녹이는 역할뿐 아니라, 썩은 고기에 포함된 병원균을 1차적으로 소독하는 역할을 합니다. 두 번째는 짧고 단순한 장 구조인데요 하이에나는 초식동물처럼 긴 장을 가지고 발효를 하는 방식이 아니라, 고기를 빠르게 분해하고 흡수한 뒤 노폐물을 신속히 배출합니다. 이 때문에 병원균이 장 안에 오래 머물며 증식할 시간 자체가 줄어듭니다. 썩은 고기를 먹어도 오래 두고 발효시키지 않는 구조가 오히려 유리하게 작용하는 것입니다. 세 번째로는 장내 미생물 구성입니다. 하이에나의 장에는 부패 환경에 익숙하고 병원균과 경쟁하는 미생물들이 자리 잡고 있어, 외부에서 들어온 세균이 쉽게 정착하지 못합니다. 일종의 생물학적 방어막이 장 내부에 형성되어 있다고 보시면 됩니다. 감사합니다.

안녕하세요.말씀하신 것처럼 문어는 뼈가 없고 몸 대부분이 연부조직으로 이루어져 있기 때문에, 수압 자체로 인한 구조적 손상에는 매우 강한 편입니다. 심해로 내려갈수록 압력이 커지는데, 기체가 들어 있는 기관을 가진 동물은 압력 변화에 취약한 반면, 문어는 몸 안에 압축될 기체 공간이 거의 없어서 수압에 눌려도 형태가 크게 망가지지 않습니다. 다만 이것이 모든 문어가 아무 제한 없이 심해로 내려갈 수 있다는 뜻은 아닌데요, 수압 외에도 몇 가지 중요한 생리적 한계가 존재합니다. 먼저, 문어의 효소와 세포막 단백질은 특정 압력 범위에 맞게 진화해 있기 때문에, 너무 깊은 수심에서는 단백질 구조가 변형되어 정상적인 대사와 신경 전달이 어려워질 수 있습니다. 실제로 심해 전용 문어 종들은 이러한 문제를 해결하기 위해 세포막에 불포화 지방산을 많이 포함시키거나, 고압에서도 안정적인 단백질 구조를 가지도록 진화해 있습니다. 또한 산소 공급 문제도 중요한데요, 심해는 수온이 낮고 먹이가 적은 환경이어서 대사 속도를 크게 낮추지 않으면 에너지 균형을 맞추기 어렵습니다. 얕은 바다에 사는 문어가 그대로 심해로 내려가면, 수압은 견딜 수 있어도 에너지 소모와 산소 이용 효율 면에서 생존이 힘들어집니다. 감사합니다.

안녕하세요.문어는 생태학적으로 명확한 육식 동물에 해당하는데요 겉보기에는 잡식처럼 보일 여지가 있지만, 실제 먹이 구성과 소화·대사 특성을 보면 식물성 먹이를 활용하는 능력은 거의 없으며, 동물성 먹이에 특화된 포식자라고 보는 것이 정확합니다.문어의 주된 먹이는 게, 새우 같은 갑각류, 조개류, 소형 어류, 다른 두족류 등으로 구성되어 있습니다. 이들은 단단한 껍질이나 빠른 움직임을 지닌 먹이들인데, 문어는 강한 팔의 흡반과 매우 발달한 신경계를 이용해 먹이를 붙잡고, 부리 형태의 입으로 껍질을 부수거나 구멍을 뚫어 내부 조직만을 섭취합니다. 이러한 섭식 방식은 식물을 뜯어 먹는 초식이나, 식물과 동물을 함께 먹는 잡식과는 구조적으로 잘 맞지 않습니다. 또한 말씀하신 것처럼 문어는 근육량이 많고 활동성이 매우 높은 동물입니다. 이런 생리적 특성 때문에 문어는 에너지 밀도가 높은 먹이를 필요로 하는데, 단백질과 지방이 풍부한 동물성 먹이는 단위 무게당 에너지와 질소 공급 면에서 훨씬 효율적입니다. 실제로 문어의 대사는 단백질을 주요 에너지원으로 사용하는 비중이 높으며, 소화 효소 역시 동물성 단백질과 지질 분해에 최적화되어 있습니다. 감사합니다.

안녕하세요.상어가 움직이지 않으면 숨을 쉴 수 없도록 진화한 것은 불편함의 결과라기보다, 상어가 차지한 생태적 위치에서 가장 효율적인 호흡·운동 시스템을 선택한 진화의 결과라고 이해하시면 됩니다. 우선 많은 상어는 강제 환수 호흡에 크게 의존하는데요, 이는 입을 벌린 채 앞으로 헤엄치면 물이 자연스럽게 아가미를 통과하며 산소 교환이 이루어지는 방식입니다. 이런 상어들은 물을 능동적으로 펌프질하는 근육 구조가 상대적으로 약하거나 발달하지 않았기 때문에, 정지 상태에서는 아가미로 충분한 물을 흘려보내기 어렵습니다. 즉, 무언가가 부족해서라기보다는, 계속 움직이는 조건에서 가장 단순하고 에너지 효율적인 호흡 방식에 특화된 것입니다.이때 상어는 대부분 고속으로 장거리를 이동하며 사냥하는 포식자인데요 이런 생활 방식에서는 입으로 물을 끌어들이는 펌프식 호흡보다, 앞으로 나아가며 자연 유입되는 물을 사용하는 방식이 에너지 소모가 훨씬 적고, 동시에 빠른 속도에서도 안정적인 산소 공급이 가능합니다. 즉, 움직임과 호흡을 하나의 시스템으로 통합함으로써, 지속적인 유영에 최적화된 신체 구조를 얻게 된 것입니다. 감사합니다.

안녕하세요.침묵 돌연변이는 단백질의 아미노산 서열을 바꾸지 않기 때문에 형질이나 기능에는 직접적인 변화가 없는 경우가 많지만, PCR에서 사용하는 프라이머 결합이라는 핵산 수준의 과정에는 영향을 미칠 수 있습니다. PCR은 프라이머가 주형 DNA의 특정 염기서열과 완전하거나 거의 완전한 상보적 결합을 형성해야 효율적으로 증폭이 일어나는 반응입니다. 그런데 프라이머 결합 부위에 침묵 돌연변이가 발생하면, 비록 그 변화가 아미노산을 바꾸지 않더라도 프라이머와 주형 사이의 염기 상보성이 깨지게 됩니다. 이 경우 결합 안정성이 떨어지면서 프라이머가 잘 붙지 않거나, 결합하더라도 쉽게 떨어져 증폭 효율이 감소할 수 있습니다. 특히 프라이머의 3′ 말단 근처에서 염기 하나만 바뀌어도 DNA polymerase의 연장이 크게 저해되어 위음성이 발생할 가능성이 커집니다.그래서 임상 검사나 연구용 PCR을 설계할 때에는 이러한 가능성을 반드시 고려하는데요 집단 내에서 보존성이 높은 서열을 프라이머 표적으로 선택하고, 필요할 경우 하나의 표적만이 아니라 여러 유전자 영역을 동시에 증폭하는 다중 PCR 전략을 사용하며, 신규 변이가 보고되면 프라이머 서열을 주기적으로 업데이트합니다. 즉, 침묵 돌연변이가 프라이머 결합을 방해하는 상황은 분자진단에서는 항상 염두에 두고 설계 단계에서 대비하는 변수에 가깝습니다. 다만 유전체 변이가 매우 드문 인간의 보존 유전자 영역을 대상으로 할 경우에는 실제 문제로 나타날 빈도가 낮을 뿐이며, 변이율이 높은 대상에서는 훨씬 현실적인 위험 요소로 취급됩니다. 감사합니다.

안녕하세요.현재의 조류가 수각류 공룡의 직접적인 후손이라는 점은 화석·분자·해부학적 증거로 확립된 사실입니다. 말씀하신 것처럼, 대부분의 공룡은 거대했는데 현생 조류는 전반적으로 체구가 매우 작다는 점에서 어떻게 이렇게 큰 덩치 감소가 가능했는가라는 의문이 자연스럽게 제기될 수 있습니다. 우선 중요한 점은 공룡 → 조류로의 진화 과정에서 한 번에 갑자기 작아진 사건은 없었다는 사실입니다. 수각류 공룡 계통 안에는 이미 중생대 후반부터 몸집이 비교적 작은 종들이 지속적으로 존재했습니다. 실제로 조류의 직접 조상으로 여겨지는 마니랍토라 계통은 개나 칠면조 정도 크기에서 시작해, 점진적으로 더 작아지는 방향의 진화를 수천만 년에 걸쳐 겪었습니다. 즉, 거대 공룡이 갑자기 새가 되었다기보다는, 처음부터 소형 공룡 계열이 살아남아 조류로 이어졌다고 보는 것이 정확합니다.이러한 진화가 이루어진 가장 큰 이유는 비행 능력의 획득과 유지입니다. 비행은 체중이 줄수록 에너지 효율이 급격히 높아지며, 깃털, 속이 빈 뼈, 강력한 흉근 등은 모두 경량화와 고대사율을 전제로 한 형질입니다. 몸집이 작은 개체일수록 나무 위 생활, 활강, 도약 비행에 유리했고, 이는 포식 회피와 먹이 획득에서 큰 이점을 제공했습니다. 또한 백악기 말 대멸종이 결정적인 환경 변화를 제공했는데요 소행성 충돌 이후 지구는 급격한 냉각, 식생 붕괴, 먹이망 단절을 겪었는데, 이 환경에서는 대형 동물일수록 에너지 요구량이 높아 생존에 불리했습니다. 반면 작은 체구의 공룡은 적은 먹이로도 생존이 가능했고, 짧은 세대 주기와 빠른 번식으로 변화한 환경에 더 잘 적응할 수 있었습니다. 결국 오늘날의 조류는 작아진 공룡이라기보다는 멸종을 통과할 수 있었던 소형 공룡의 생존 계통입니다. 감사합니다.

안녕하세요.질문해주신 것과 같이 코끼리가 늙은 개체를 끝까지 보살핀다기보다는, 가능한 범위 내에서 무리 전체의 생존을 해치지 않는 선까지 보호하는 사회적 동물이라고 이해하시는 것이 정확합니다. 코끼리 무리는 보통 경험 많은 연장자 암컷을 중심으로 구성되며, 이 개체는 나이가 들수록 이동 경로, 물과 먹이의 위치, 포식자 회피 전략 등에 대한 축적된 기억을 지니고 있어 무리 전체의 생존에 큰 기여를 합니다. 실제 관찰 연구에 따르면 코끼리 무리는 보행이 느린 고령 개체의 속도에 맞춰 이동하거나, 위험 상황에서 그 개체를 중심으로 원을 형성해 보호하는 행동을 보이기도 합니다. 또한 넘어지거나 진흙에 빠진 늙은 개체를 여러 마리가 함께 밀거나 끌어올리려는 행동도 보고되어 있습니다. 이러한 행동은 단순한 본능적 반응을 넘어, 개체 간 유대와 사회적 인식을 전제로 한 행동으로 해석됩니다.또한 코끼리는 죽음에 가까운 개체나 사망한 동료에 대해 매우 특이한 반응을 보입니다. 죽은 코끼리의 뼈나 상아를 만지거나, 오랫동안 주변을 떠나지 않고 조용히 머무르는 행동, 반복적으로 방문하는 행동 등이 관찰되며, 이는 사회적 유대와 개체 인식 능력이 매우 발달했음을 시사합니다. 특히 고령 개체의 죽음은 무리의 행동 안정성과 위협 대응 능력을 단기간에 떨어뜨린다는 연구 결과도 있습니다. 감사합니다.

안녕하세요. 술을 마셨을 때 사람을 잠에 빠지게 하거나 심한 경우 기절에 이르게 만드는 핵심 성분은 에탄올이며, 이는 단순히 졸리게 하는 물질이라기보다는 중추신경계를 전반적으로 억제하는 약리 작용을 하는 물질입니다. 먼저 에탄올은 뇌에서 억제성 신경전달물질인 GABA의 작용을 강화합니다. GABA는 신경세포의 흥분을 억제하는 역할을 하는데, 에탄올이 GABA 수용체의 반응을 과도하게 증가시키면 뇌 전체의 신경 활동이 둔해지게 됩니다. 그 결과 판단력 저하, 반응 속도 감소, 근육 이완, 졸림이 나타나며, 더 많은 양이 들어오면 의식 수준 자체가 급격히 낮아집니다. 동시에 에탄올은 흥분성 신경전달물질인 글루탐산의 작용을 억제하는데요, 글루탐산은 뇌를 각성 상태로 유지하고 사고를 가능하게 하는 물질인데, 이 기능이 차단되면 뇌는 깨어 있으려고 해도 깨어 있을 수 없는 상태로 밀려가게 됩니다. 이 두 작용이 겹치면서 뇌는 정상적인 각성 상태를 유지하지 못하게 됩니다. 감사합니다.

안녕하세요. 말씀하신 것처럼 심해어는 빛이 거의 존재하지 않는 환경에서 살아가기 때문에, 시각 중심의 인식 체계가 아니라 감각을 종합적으로 활용하는 방식으로 공간과 사물을 인식하도록 진화해 왔습니다. 먼저 공간과 다른 생명체를 인식하는 가장 중요한 감각은 측선 기관인데요 물고기 몸의 양옆을 따라 있는 이 기관은 물의 미세한 흐름과 압력 변화를 감지하는 센서 역할을 합니다. 심해에서는 시야가 거의 없기 때문에, 다른 생물이 헤엄치며 만들어내는 물살, 바위나 해저 지형에 부딪혀 되돌아오는 미세한 수압 변화가 일종의 촉각적 지도로 작용합니다. 이를 통해 심해어는 앞에 장애물이 있는지, 근처에 살아 있는 생물이 접근하고 있는지를 눈을 사용하지 않고도 인식할 수 있습니다.또 하나 중요한 감각은 청각과 진동 감지 능력으로,물은 소리를 공기보다 훨씬 잘 전달하기 때문에, 심해어는 아주 약한 진동이나 저주파 소리도 감지할 수 있습니다. 심해에서 나는 소리는 대부분 생명체의 움직임이나 해저 활동과 관련되어 있으며, 이 정보는 먹이의 위치나 위험 요소를 판단하는 데 활용됩니다. 일부 심해어는 후각과 화학 감각이 극도로 발달해 있습니다. 심해에서는 시각적 단서보다 물속에 퍼지는 화학 신호가 훨씬 오래 유지되기 때문에, 먹이나 다른 개체가 방출하는 냄새 분자를 따라 이동하는 것이 매우 효율적이고 특히 사체나 배설물, 생물의 체액에서 나오는 특정 화학 물질은 멀리서도 감지될 수 있어, 심해어에게는 중요한 길잡이 역할을 합니다. 게다가눈이 퇴화했다고 알려진 심해어들 중 다수가 완전히 시각을 잃은 것이 아니라, 특정 파장의 빛에만 특화된 시각을 가지고 있다는 것입니다. 심해에는 태양광은 거의 없지만, 생물들이 스스로 만들어내는 생물발광이 존재합니다. 그래서 심해어의 눈은 형태를 구분하는 데보다는, 아주 약한 빛이나 발광 신호를 감지하는 데 맞춰져 있는 경우가 많습니다. 감사합니다.

안녕하세요.네, 질문해주신 것처럼 나무늘보가 거의 움직이지 않는 것처럼 보이는데도 생존이 가능한 이유는 에너지를 얻는 방식과 에너지를 쓰는 방식이 극단적으로 절약형으로 진화했기 때문입니다. 나무늘보는 주로 잎을 먹고 사는데, 잎은 칼로리가 매우 낮고 소화도 어려운 먹이입니다. 일반적인 포유류가 이런 식단을 유지하면 에너지 부족으로 생존하기 어렵지만, 나무늘보는 이 한계를 극복하기 위해 대사 수준 자체를 매우 낮추는 방향으로 진화했습니다.우선 에너지를 얻는 과정부터 보면, 나무늘보의 위와 장은 여러 구획으로 나뉘어 있고 그 안에는 잎의 섬유질을 분해할 수 있는 공생 미생물이 살고 있습니다. 이 미생물들은 셀룰로오스와 같은 식물성 섬유를 천천히 발효시켜 지방산 형태의 에너지를 만들어 주는데, 이 과정이 매우 느리게 진행됩니다. 실제로 나무늘보는 한 끼를 소화하는 데 1주일 이상이 걸릴 수 있으며, 몸무게의 상당 부분이 소화 중인 음식일 정도로 위장이 항상 가득 차 있습니다. 즉, 적은 양의 저열량 먹이를 먹지만, 시간을 극단적으로 길게 써서 최대한 에너지를 뽑아내는 방식이라고 볼 수 있습니다. 또한 나무늘보의 기초대사율은 같은 크기의 포유류와 비교하면 약 절반 수준으로 매우 낮습니다. 근육량이 적고, 빠른 움직임을 담당하는 근섬유가 거의 없으며, 체온도 일정하게 유지하지 않고 외부 온도에 따라 어느 정도 변동을 허용합니다. 체온을 일정하게 유지하는 데에는 많은 에너지가 필요한데, 나무늘보는 이 비용 자체를 줄여버린 것입니다. 또한 나무 위에서 거꾸로 매달려 지내는 자세 역시 근육의 지속적인 긴장 없이도 유지할 수 있도록 골격과 힘줄이 특화되어 있어, 가만히 있어도 에너지가 거의 들지 않습니다. 감사합니다.