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붉은 성게는 수명이 200년이라던데 붉은 성게의 경우 노화같은 건 없다고 볼 수 있나요?
안녕하세요. 네, 질문해주신 붉은 성게는 북태평양 연안에 살며, 실제로 200년 이상 장수하는 개체가 보고될 정도로 극단적으로 긴 수명을 가진 동물인데요, 이들의 긴 수명은 이들의 노화가 뚜렷하지 않다는 특징을 보인다는 점과 관련이 있습니다. 우선 대부분의 동물은 나이가 들수록 성장 속도 저하, 생식 능력 감소, 세포 손상 축적 같은 노화 현상이 나타나는데요, 그러나 붉은 성게는 나이가 들어도 여전히 번식을 계속하고, 체세포 기능 저하도 거의 나타나지 않으며, 성장도 멈추지 않습니다. 즉, 성게는 죽음을 향한 필연적 쇠퇴가 거의 없는 생물군으로 분류됩니다.이처럼 붉은 성게가 장수할 수 있는 원인으로는 줄기세포 유지 능력과 관련이 있습니다. 성게는 평생 동안 체세포와 생식세포를 재생할 수 있는 능력을 유지하는데요, 이때 손상된 조직을 교체하거나 재생하는 과정이 노화 속도를 늦춥니다. 또한 붉은 성게는 활성산소(ROS)로 인한 세포 손상을 잘 억제하고, DNA 손상 복구 능력도 뛰어난데요, 이는 노화의 중요한 원인 중 하나인 세포 손상 축적을 방지합니다. 게다가 성게는 나이가 들어도 서서히 성장하며, 신진대사율이 낮아 세포 손상이 적게 쌓이며, 특히 깊고 차가운 바다 환경은 대사 속도를 느리게 만들어 장수에 유리합니다. 이처럼 복합적인 요인들이 함께 작용하면서 성게는 장수를 하는 것입니다. 감사합니다.
학문 / 생물·생명
25.09.24
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최초의 생명이 탄생한 계기는 무엇일까요?
안녕하세요. 질문해주신 사항은 생명의 기원 문제로, 다윈의 진화론이 설명하는 것은 이미 존재하는 생명체가 어떻게 다양하게 변화했는가이기 때문에 최초의 생명이 어떻게 시작되었는가는 포함하지 않습니다.최초의 생명이 탄생하게 된 계기를 설명하는 가장 유력한 가설을 설명드리자면, 약 40억 년 전, 지구는 아직 불안정했고, 대기는 메탄(CH₄), 암모니아(NH₃), 수소(H₂), 수증기(H₂O) 등이 주성분이었을 가능성이 큽니다. 이런 환경에서 번개, 자외선, 화산활동 같은 에너지원이 작용하면 단순한 무기 분자로부터 아미노산, 당류, 염기 같은 유기물이 합성될 수 있다는 것이 오파린과 홀데인이 제시한 '원시 수프 가설'인데요, 실제로 1953년 밀러-유리 실험에서, 이런 조건을 모사해 방전시켰더니 실제로 아미노산과 같은 생명체 구성 분자가 생성된 바 있습니다. 감사합니다.
학문 / 생물·생명
25.09.24
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인간이 곤충을 먹지 않게 진화한 이유가 무엇인가요?
안녕하세요. 네, 질문해주신 것과 같이 인간이 곤충을 먹지 않게 된 이유는 단순히 진화적으로 불가능하다라기보다는, 생태적, 문화적, 심리적 요인이 복합적으로 작용한 결과라고 보시면 되겠습니다.우선 초기 인류의 조상들은 아프리카 사바나와 같은 환경에서 살았고, 실제로 곤충도 중요한 단백질 공급원이었을 가능성이 크며, 지금도 많은 원주민 사회에서는 곤충을 주요 식량으로 활용합니다. 그러나 인류가 불을 사용하고, 도구를 발달시키며, 큰 동물이나 식물성 자원을 안정적으로 확보할 수 있게 되자 곤충은 주식에서 밀려난 것입니다. 또한 곤충은 개체별로 얻을 수 있는 열량이 적고, 채집에 많은 노동력이 필요한데요 반면 큰 포유류나 어류, 곡물의 재배가 가능해지면서 더 적은 노력으로 많은 에너지를 얻을 수 있었기에 곤충은 점차 부차적인 식량이 되었습니다.물론 인류 전체가 곤충을 기피하는 것은 아닌데요, 아시아, 아프리카, 남아메리카의 수많은 문화권에서는 지금도 곤충을 즐겨 먹습니다. 곤충은 못 먹겠다라는 감정은 전 세계 보편이 아니라, 근대 서구 문화에서 형성된 가치관이 전파된 결과이기도 합니다. 이와 함께 곤충은 작은 크기 때문에 부패, 세균, 기생충과 연결되기 쉬운데요, 인간의 두뇌는 조금이라도 위험할 수 있는 음식을 자동으로 배제하는 방향으로 진화했기 때문에 따라서 곤충은 다른 음식보다 쉽게 불결하다는 인상을 주게 되어 기피하는 경향도 있습니다. 감사합니다.
학문 / 생물·생명
25.09.24
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초식동물들이 육식을 하게 되는 경우가 있나요?
안녕하세요. 네, 질문해주신 것처럼 초식동물이라고 해서 평생 풀만 먹는 것은 아니고, 특정한 상황에서는 육식을 하는 경우가 실제로 관찰되는데요, 다만 이것은 본래의 주요 식성이 변하는 것이 아니라 예외적이고 부가적인 행동으로 보는 것이 맞습니다. 우선 초식동물은 식물에서 주로 탄수화물과 섬유질을 얻지만, 단백질이나 철, 칼슘, 나트륨 등의 특정 미네랄이 부족할 수 있는데요, 이럴 때 가끔 작은 동물, 곤충, 혹은 동물의 사체를 섭취하는 경우가 보고됩니다. 예를 들어 사슴이나 소 같은 동물이 새나 토끼 사체를 뜯어먹는 모습이 관찰되기도 합니다.또는 풀을 뜯어먹다가 곤충이나 작은 동물이 함께 들어오는 경우가 있을 텐데요, 이럴 때는 의도적인 육식이라기보다는 섭취 과정에서 발생하는 우발적인 경우입니다. 물론 먹이가 극도로 부족한 시기, 특히 겨울철이나 가뭄 시기에는 초식동물이 평소에는 먹지 않던 동물성 먹이를 섭취하기도 합니다. 따라서 초식동물들은 기본적으로 소화기관 구조와 대사 시스템이 식물 섭취에 특화되어 있기 때문에 육식이 일상적이지는 않지만, 영양학적 보충이나 환경적 제약 때문에 예외적으로 육식을 하는 사례가 가끔 있다고 보시면 되겠습니다. 감사합니다.
학문 / 생물·생명
25.09.24
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메뚜기나 여치 같은 곤충도 색이 변하나요?
안녕하세요. 네, 질문해주신 것과 같이 계절에 따라서 여치나 메뚜기의 색이 다른 것을 볼 수 있는데요, 메뚜기나 여치 같은 곤충에서 색깔 차이가 보이는 것은 색이 변한다기 보다는 종의 차이라고 보시면 되겠습니다. 여치나 메뚜기에는 여러 종류가 있는데 어떤 종은 초록색을 띠고, 어떤 종은 갈색이나 베이지색을 띱니다. 그래서 여름에 주로 보이는 초록색 개체와 가을에 더 자주 보이는 갈색 개체가 서로 다른 종일 수도 있습니다.또한 동일한 종이라고 하더라도 그 안에서의 개체 변이가 나타난 경우일 수도 있는데요, 메뚜기나 여치 일부는 환경 조건에 따라 몸 색깔이 달라질 수 있는데요, 예를 들어 초록색 풀밭에서 자란 개체는 보호색으로 초록색을 띠는 경우가 많고, 낙엽이 많아지는 계절이나 갈색 배경에서 자란 개체는 갈색 계통으로 발달하기도 합니다. 이를 환경에 따른 표현형 가변성이라고 부릅니다. 따라서 가을에 보이는 연한 갈색 메뚜기나 여치가 꼭 다른 종이라고 단정할 수는 없으며, 같은 종이라도 주변 환경에 따라 색이 변한 것일 가능성도 있으며, 실제로 메뚜기과 곤충에는 계절이나 서식지 배경에 따라 녹색형과 갈색형이 공존하는 경우가 흔합니다. 감사합니다.
학문 / 생물·생명
25.09.24
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고양잇과 동물들은 새끼들이 자라면 전부 독립시키는 성향이 있나요?
안녕하세요. 질문해주신 것과 같이 고양잇과 동물들은 대부분 자립적인 생활을 하는 포식자이기 때문에, 새끼가 충분히 성장하면 어미로부터 독립하는 경향이 공통적으로 나타나는데요 하지만 그 과정과 시기는 종에 따라, 그리고 생활 방식에 따라 차이가 있긴 합니다. 우선 대부분의 고양잇과는 단독 생활을 하며, 사냥과 영역 방어를 혼자 수행하는데요, 따라서 새끼가 성장하면 같은 영역에서 계속 함께 지내는 것이 생존에 불리하기 때문에 자연스럽게 독립이 이루어집니다. 이때 어미는 새끼에게 일정 기간 사냥법과 생존 기술을 가르친 뒤, 새끼가 자립할 수 있을 정도가 되면 독립을 유도합니다. 말씀해주신 것과 같이 재규어, 표범, 퓨마 등 단독 생활 종은 새끼는 보통 1.5~2년 정도 어미와 함께 지내며 사냥 기술을 배우고, 이후 어미의 영역을 떠나 독립합니다. 반면에 사자는 예외적으로 무리를 이루는 사회적 고양잇과 동물이라, 암컷 새끼는 무리에 남을 수 있고, 수컷 새끼는 2~3살 무렵 무리에서 쫓겨나 독립 그룹을 형성하거나 다른 무리에 합류합니다.대부분의 경우에 고양잇과 동물에서 독립이 중요한 이유는 고양잇과 동물은 사냥 영역이 겹치면 먹이 경쟁이 심해지므로, 부모와 새끼가 같은 영역에 오래 머무는 것은 불리하기 때문입니다. 또한 고양잇과는 무리 사냥을 하는 종인 사자를 제외하면 협동 사냥이 거의 없기 때문에, 각자가 독립된 사냥꾼으로서 살아가는 것이 필수적입니다. 감사합니다.
학문 / 생물·생명
25.09.24
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경찰견으로 선택되는 개들은 품종이 정해져있나요?
안녕하세요. 네, 질문해주신 것처럼 경찰견으로 활동하는 개들은 실제로 몇몇 품종이 주로 선택되는데요, 이는 단순히 똑똑한 지능 때문이라기보다는 체력, 후각 능력, 복종성, 사회성, 훈련 적응성 등 여러 특성이 복합적으로 고려됩니다. 주로 사용되는 경찰견 품종으로는 '저먼 셰퍼드'가 있는데요, 가장 대표적인 경찰견으로, 지능이 높고 복종성이 뛰어나며 체력과 순발력이 좋아 순찰, 마약 탐지, 범인 추적, 경호 등 다양한 분야에 활용되고 있습니다. 이외에도 '벨지안 말리누아'가 있는데요, 최근에는 셰퍼드보다 더 많이 쓰이기도 합니다. 민첩하고 체력이 강하며, 집중력과 후각 능력이 뛰어나 폭발물 탐지, 특수작전에 자주 동원됩니다. 이때 경찰견은 단순히 영리하다고 되는 것이 아니라, 선천적으로 경찰 업무에 필요한 능력을 갖춘 품종이 더 유리한데요 예를 들어, 사냥 본능이 강한 품종은 추적이나 탐지 훈련에 잘 적응하고, 방어·경호 본능이 있는 품종은 범인 제압 임무에 적합합니다. 즉, 품종은 유전적으로 물려받은 기질, 체력, 감각 능력을 결정하기 때문에 매우 중요한 기준이 된다고 보시면 되겠습니다. 감사합니다.
학문 / 생물·생명
25.09.24
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커피를 마시면 잠이 오지 않는다고 하는데 왜 사람마다 차이가 나는건가요??
안녕하세요. 질문해주신 것과 같이 커피를 마시면 잠이 잘 안 오는 이유는 카페인이 중추신경계 각성제로 작용하기 때문인데요, 하지만 사람마다 효과가 다르게 나타나는 것은 유전적 차이, 대사 속도, 내성 형성 정도, 생활 습관 등이 다르기 때문입니다. 우선 우리 뇌에는 피로를 느끼게 하는 아데노신이라는 신경전달물질이 있는데, 이 아데노신이 뇌의 수용체에 결합하면 졸음을 유발하게 되며, 카페인은 이 아데노신 수용체에 경쟁적으로 결합해 신호를 차단합니다. 따라서 졸음이 억제되고 각성이 유지됩니다. 하지만 사람마다 카페인에 대한 반응이 다른 이유는 CYP1A2 유전자 차이 때문입니다. 카페인은 간에서 CYP1A2 효소에 의해 대사되는데요, 어떤 사람은 이 효소가 활발해 카페인을 빨리 분해하고, 어떤 사람은 분해 속도가 느리기 때문에 따라서 같은 양을 마셔도 빠른 대사자는 효과가 약하고, 느린 대사자는 오래 각성 효과를 느끼게 되는 것입니다. 또한 뇌의 아데노신 수용체 구조에도 개인차가 있어, 카페인이 얼마나 강하게 작용할지가 달라지며 이 때문에 어떤 사람은 커피 한 잔에도 잠을 못 자고, 어떤 사람은 밤에 커피를 마셔도 잘 잡니다. 게다가 이러한 유전적인 요인 이외에도 카페인을 자주 섭취하면, 뇌는 아데노신 수용체 수를 늘려서 카페인의 효과를 줄이는데요 따라서 커피를 자주 마시는 사람은 점점 각성 효과를 덜 느끼고, 심지어 커피를 마셔야 평소 상태가 되는 경우도 있는 것입니다. 감사합니다.
학문 / 생물·생명
25.09.24
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참개구리는 왜 평지대에 고인 물 뿐만 아니라 흐르는 개울이나 깊은 강 높은 산에서도 잘 견디나요?
안녕하세요. 질문해주신 참개구리는 온도, 습도, 수질 변화에 대한 내성 범위가 다른 개구리들에 비해 넓은 것으로 알려져 있는데요 예를 들어, 산개구리는 차갑고 산소가 풍부한 물에서 잘 적응하지만 논두렁의 뜨거운 물에서는 스트레스를 받습니다. 반대로 청개구리는 습지와 나무 위 생활에 특화되어 있어 흐르는 물 환경에는 취약합니다. 하지만 참개구리는 체온을 조절하는 데 비교적 융통성이 있어 저온의 산지 환경에서도 활동할 수 있고, 여름철 뜨거운 논에서도 견딜 수 있는 것입니다. 또한 참개구리는 피부 호흡과 폐 호흡을 병행하는데, 이 피부 호흡 능력이 뛰어나 비교적 산소 농도가 낮은 고인 물에서도 생존할 수 있게 해주며, 동시에 흐르는 물이나 고산지의 산소가 풍부한 환경에서도 무리 없이 적응할 수 있다는 특징이 있습니다. 감사합니다.
학문 / 생물·생명
25.09.24
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EDTA로 중금속을 제거하는 원리는 무엇인가요?
안녕하세요. 네, 질문해주신 것과 같이 EDTA가 중금속 제거에 쓰이는 원리는 다치 배위자 특성과 킬레이트 효과에 기반한 것인데요, EDTA는 4개의 카르복실기(-COOH) 와 2개의 아민기(-NH₂) 를 가진 분자로, 총 6개의 원자가 금속 이온과 배위결합을 할 수 있으며, 따라서 EDTA는 6자리 배위자로 작용하며, 금속 이온을 감싸듯이 결합합니다.NH3나 Cl-와 같은 단일 배위자는 금속 이온과 1:1 단일 결합을 형성하는 반면, EDTA는 여러 개의 결합 팔을 동시에 제공하여 고리 구조를 형성하는데요, 이러한 다점 결합은 열역학적으로 매우 안정하며, 금속 이온이 다른 분자와 쉽게 교환되거나 떨어져 나가지 못하게 만드는데, 이러한 안정성이 바로 킬레이트 효과입니다.Pb²⁺, Cd²⁺, Hg²⁺ 등의 중금속은 독성이 강하고 체내 단백질, 효소의 SH기(-SH), 카르복실기(-COOH)와 결합해 기능을 방해하는데요, 이때 EDTA를 투여하면, 금속 이온은 EDTA와 결합해 수용성 착물을 형성합니다. 따라서 수용성을 나타내는 이 착물은 혈액 속에서 안정하게 존재하며, 신장을 통해 소변으로 배출될 수 있는 것이며, 독성 금속이 단백질과 결합하지 못하게 가로채어 포획한 뒤 체외로 배설시키는 것이 원리라고 보시면 되겠습니다. 감사합니다.
학문 / 화학
25.09.24
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