답변 내역

안녕하세요.지구상에서 현재 살아 있는 동물 가운데 가장 큰 알은 타조 알인데요, 타조 알은 길이가 약 15~18cm, 무게는 보통 1.3~1.8kg 정도로 매우 큽니다. 타조는 현존하는 가장 큰 조류이기 때문에 알 역시 모든 살아 있는 동물 중에서 가장 큰데요 다만 몸 크기에 비해 알의 비율은 그렇게 큰 편은 아닙니다. 타조는 몸무게가 100kg 이상이지만 알은 약 1.5kg 정도이므로 체중 대비 비율은 약 1~2% 수준입니다. 반면 체중 대비 가장 큰 알을 낳는 새는 키위인데요, 키위는 몸무게가 약 2~3kg 정도인데 알의 무게가 약 400~500g 정도에 이르러 체중의 15~20%에 달합니다. 즉 절대 크기는 타조 알이 훨씬 크지만, 몸 크기 대비 알의 크기는 키위가 훨씬 큰 셈입니다.또한 질문해주신 것처럼 파충류 가운데 가장 큰 알을 보면, 일반적으로 가장 큰 것은 대형 거북류입니다. 특히 바다거북이 낳는 알이 매우 크며 지름이 약 5~6cm 정도 됩니다. 그러나 파충류의 알은 보통 개별 알 크기보다는 한 번에 매우 많은 알을 낳는 전략을 사용하는데요, 예를 들어 바다거북은 한 번 산란할 때 80~100개 이상의 알을 낳기도 합니다.다음으로 현존하는 공룡은 이제 없지만 지구 역사 전체를 포함하면 가장 큰 알은 공룡의 알인데요, 일부 대형 공룡의 알은 길이가 30cm 이상 되는 것으로 화석에서 발견됩니다. 감사합니다.

안녕하세요.담수어류인 꼬치동자는 특정 지역에만 제한적으로 분포하는 종인 고유종의 대표적인 예시라고 할 수 있는데요, 주로 낙동강 유역에서만 서식하는 이유는 지리적 고립에 의한 진화 때문입니다. 한반도의 강들은 서로 연결되어 있지 않고 각각 독립적인 수계를 형성하는데요 예를 들어 낙동강, 한강, 금강, 영산강 등은 서로 물이 섞이지 않는 별개의 하천 시스템입니다. 과거 지질학적 변화나 기후 변화 과정에서 어떤 어류 집단이 특정 강에 고립되면, 오랜 시간 동안 다른 강의 개체들과 유전자 교환이 이루어지지 않았기 때문에 그 결과 자연선택과 돌연변이가 축적되면서 점차 다른 종으로 분화하게 된 것입니다. 꼬치동자개 역시 이런 과정 속에서 낙동강 수계에서 독립적으로 진화한 종으로 알려져 있습니다.또한 낙동강 유역은 다른 강과 비교했을 때 하천 구조, 수온 변화, 바닥 퇴적물, 유속 등이 조금씩 차이를 보이는데요, 아무래도 담수어류는 이러한 환경 조건에 매우 민감하기 때문에 특정 환경에 적응한 종은 다른 하천 환경에서는 경쟁력이 떨어질 수 있습니다. 꼬치동자개는 낙동강의 특정한 수온 범위, 하천 바닥 구조, 먹이 생물 등에 맞게 적응해 있기 때문에 다른 강에 자연적으로 확산되지 못했을 가능성이 있습니다. 감사합니다.

안녕하세요.말씀해주신 것처럼 웜뱃의 배설물이 정육면체 모양으로 나오는 현상은 대장의 구조와 조직의 탄성 차이에서 비롯된 결과인데요, 원래 대부분의 포유류 배설물은 장을 통과하면서 원통형으로 형성되지만, 웜뱃의 경우 장 벽의 물리적 특성이 균일하지 않아 배설물이 이동하는 과정에서 모서리가 형성되는 것입니다.웜뱃은 건조한 호주 환경에 적응한 동물이기 때문에 음식에서 최대한 많은 수분을 흡수해야 하는데요, 그러다보니 웜뱃의 대장은 매우 길고 음식물이 장 안에서 오래 머물게 됩니다. 이 과정에서 수분이 지속적으로 흡수되면서 배설물은 점점 단단해지고 형태가 고정되기 쉬운 상태가 됩니다. 또한 웜뱃의 대장에서는 서로 다른 탄성을 가진 근육층이 교대로 배열되어 있는데요, 장 안에서 내용물이 이동하면서 이러한 비균일한 압력이 반복적으로 가해지면, 배설물의 특정 부분은 더 많이 눌리고 다른 부분은 덜 눌리게 됩니다. 그 결과 점차 평평한 면과 모서리가 형성되어 결국 정육면체에 가까운 형태가 만들어지는 것입니다. 또 다른 이유는 배설물을 쌓아두는 행동적 적응 때문인데요, 웜뱃은 영역 표시를 위해 돌이나 통나무 위에 배설물을 올려두는 습성이 있습니다. 배설물이 둥근 형태였다면 쉽게 굴러 떨어질 수 있지만, 정육면체 모양이라면 비교적 안정적으로 쌓일 수 있습니다. 이러한 행동적 이점이 진화 과정에서 선택 압력으로 작용했을 가능성이 있다고 생태학자들은 해석하기도 합니다. 감사합니다.

안녕하세요.네, 말씀해주신 것처럼 생물은 여러 기준에 따라 구분할 수 있으며 기본적으로는 생물 사이의 형태적 특징, 유전적 유사성, 진화적 관계 등을 종합적으로 고려하여 이루어집니다. 현재 생물 분류는 보통 종, 속, 과, 목, 강, 문, 계, 영역의 구조로 이루어지며 종으로부터 영역으로 갈 수록 보다 더 넓은 범주를 의미합니다. 이때 가장 기본이 되는 단위가 바로 종인데요, 일반적으로 종이란 서로 교배하여 생식 가능한 후손을 만들 수 있는 집단인지 여부를 말하며 이 개념을 생물학적 종 개념이라고 합니다. 예를 들어 말과 당나귀는 교배가 가능하지만 그 결과로 태어나는 노새는 대부분 번식 능력이 없기 때문에 서로 다른 종으로 분류됩니다. 하지만 실제 자연에서는 단순히 교배 여부만으로 모든 생물을 구분하기 어렵기 때문에 여러 기준을 함께 사용하는데요, 예를 들자면 형태적 특징과 유전적 정보를 함께 활용합니다. 몸의 구조, 기관의 형태, 골격 구조, 털이나 깃털의 형태 등 외형적 특징을 비교하여 비슷한 생물끼리 묶는 방식이 과거에 많이 사용되었다면, 현대 생물학에서는 DNA 염기서열을 비교하여 생물 간의 유전적 거리를 분석합니다. 이때 DNA가 많이 비슷할수록 진화적으로 가까운 관계라고 판단하는데요 이 방법은 겉모습이 비슷하지만 실제로는 다른 종인 경우나, 반대로 겉모습이 다르지만 가까운 친척인 경우를 밝혀내는 데 매우 중요한 역할을 합니다. 감사합니다.

안녕하세요. 말씀해주신 것처럼 새우나 꽃게를 포함한 갑각류에 열을 가할 경우에 붉은색 또는 주황색으로 변하는 이유는 껍질에 존재하는 아스타잔틴이라는 색소 단백질 구조가 열에 의해 변화하기 때문입니다. 갑각류의 껍질에는 아스타잔틴이라는 카로티노이드 색소가 존재하며 아스타잔틴 자체는 원래 붉은색을 띠는 색소입니다. 그런데 살아 있는 상태의 갑각류에서는 이 색소가 단백질과 결합하여 크러스타시아닌이라는 색소-단백질 복합체를 형성하고 있는데요, 이 복합체는 빛을 흡수하는 방식이 바뀌면서 실제로는 푸른색이나 회색으로 보이게 됩니다. 그래서 생새우나 생꽃게를 보면 붉은색이 아니라 회색이나 청록색을 띠는 경우가 많습니다. 반면에 갑각류를 끓이거나 찌면 열에 의해 단백질을 구성하고 있던 3차구조와 4차구조가 변성되며, 단백질이 변성되면 아스타잔틴과 결합하고 있던 구조가 깨지게 되고, 색소가 단백질에서 분리됩니다. 그러면 더 이상 색이 변형되지 않고 아스타잔틴 본래의 색인 붉은색 또는 주황색이 그대로 드러나게 되는 것입니다. 이때 갑각류가 가지고 있는 아스타잔틴 색소는 사실 갑각류가 먹이를 통해 얻는 물질이라는 것인데요, 따라서 원래 갑각류는 직접 이 색소를 합성하지 못하고, 미세조류나 플랑크톤에 들어 있는 카로티노이드를 먹어서 체내에 축적합니다. 즉 이 색소는 단순히 색을 만드는 것뿐 아니라 항산화 작용을 하여 세포를 보호하는 역할을 하고 있다고 보시면 됩니다. 감사합니다.

안녕하세요.말씀해주신 것처럼 사바나 지역에서 가뭄 때문에 물이 줄어들어 작은 웅덩이 형태로 남은 물은 실제로 생물학적으로 매우 심하게 오염된 상태인 경우가 많습니다. 아프리카 사바나의 웅덩이 같은 경우에는 대형 동물뿐 아니라 수많은 초식동물들이 모여들기 때문에, 물 속에는 배설물, 소변, 썩은 식물, 죽은 동물 조직 등이 섞여 있습니다. 특히 하마는 대부분의 시간을 물속에서 보내면서 하루에 수십 킬로그램에 달하는 배설물을 물에 직접 배출하기 때문에 웅덩이에는 엄청난 양의 유기물이 축적됩니다. 이런 환경에서는 물속에 박테리아와 미생물이 폭발적으로 증식하며 산소를 소비하기 때문에 유기물 과부하와 부영양화가 이루어진 환경이라고 보시면 됩니다. 또한 대장균 같은 분변성 세균 농도가 매우 높고, 용존산소 농도는 크게 떨어져 있으며, 암모니아와 질소 화합물 농도도 상당히 높습니다. 그럼에도 불구하고 사바나의 많은 동물들이 이 물을 마시는 이유는 대체 수원이 거의 없기 때문인데요, 건기가 되면 수백 킬로미터에 걸쳐 물이 거의 사라지기 때문에, 동물들은 오염 위험을 감수하더라도 남아 있는 물을 마셔야 생존이 가능한 것입니다. 또한 오랜 시간을 거쳐 자연선택이 이루어지면서 비교적 오염된 물을 견딜 수 있는 생리적 특성을 가진 개체들이 살아남아 현재의 종을 이뤘다고 보시면 됩니다. 이와 함께 야생동물의 소화기관과 면역계는 상당히 강력한데요, 예를 들어 초식동물들은 위와 장 속에 매우 다양한 미생물 군집을 가지고 있으며, 강한 위산과 장내 미생물 경쟁을 통해 많은 병원균을 억제할 수 있습니다. 또한 야생동물은 인간처럼 완전히 깨끗한 환경에서 진화한 것이 아니라 수백만 년 동안 미생물이 많은 환경에서 살아왔기 때문에 면역계가 이러한 노출에 어느 정도 적응되어 있는 것입니다. 물론 아무런 문제가 없다고 할 수 많은 없습니다. 실제로 가뭄이 심해지면 이런 웅덩이에서 세균성 질병이나 기생충 감염이 증가하는 현상이 자주 보고됩니다. 감사합니다.

안녕하세요.네, 말씀해주신 것처럼 조류 중에는 크기가 매우 작은 경우도 많지만 큰 경우에도 잘 날아다니는 것을 많이 볼 수 있습니다. 이때 중요한 개념은 날개 하중인데요, 이는 몸무게를 날개 면적으로 나눈 값을 의미하는데 이 값이 낮을수록 공기 중에서 떠 있기 쉽습니다. 대형 맹금류는 몸은 크지만 날개가 매우 넓고 길어서 날개 하중이 낮은데요 예를 들어 독수리나 콘도르는 날개를 매우 길게 펼치며, 날개 끝이 손가락처럼 갈라진 구조를 가지고 있어 공기가 흐르면서 생기는 소용돌이를 줄이고 양력을 더 효율적으로 만듭니다. 이 구조 덕분에 큰 몸이라도 충분한 양력을 만들어 낼 수 있는 것입니다.다음으로 중요하다고 할 수 있는 요소는 활공 비행인데요 큰 새들은 작은 새처럼 계속 날갯짓을 하면서 날지 않습니다. 대신 햇빛 때문에 따뜻해진 공기가 위로 올라가는 상승기류를 적극 이용하는데요, 독수리나 콘도르가 하늘에서 크게 원을 그리며 도는 모습을 볼 수 있는데, 이는 상승기류를 타면서 높이를 얻는 행동입니다. 한번 높은 고도에 올라가면 이후에는 날개를 거의 움직이지 않고 공기 흐름을 이용해 활공하면서 먼 거리를 이동합니다. 즉, 큰 새는 근육 힘으로 계속 날아다니는 것이 아니라 대기의 에너지를 이용하여 날아다니는 전략을 사용한다고 보시면 되겠습니다. 또한 조류는 크던 작던, 뼈의 내부가 비어 있는 공기주머니가 있는 속이 빈 뼈 구조를 가지고 있어 매우 가볍습니다. 겉으로 보면 몸집이 커 보이지만 실제 체중은 같은 크기의 포유류보다 훨씬 가벼우며 가슴에는 흉골 용골이라는 돌출된 뼈가 발달해 있고 여기에 강력한 비행 근육이 붙어 있어 날개를 움직이는 힘을 만들어 낼 수 있는 것입니다. 감사합니다.

안녕하세요.생명과학 동아리에서 진행할만 한 인체와 직접 관련된 실험은 아무래도 윤리적인 문제나 안정성 때문에 비침습적이고 일상적인 생리 현상을 측정하는 실험이 좋을 것 같습니다. 예를 들자면 운동에 따른 심박수 변화를 측정하는 실험은 간단하게 진행할 수 있습니다. 사람의 심장은 신체 활동량에 따라 산소 공급 요구가 달라지기 때문에 심박수가 변화하는데요, 먼저 안정 상태에서 1분 동안 맥박수를 측정한 뒤, 1~3분 정도 제자리 뛰기나 스쿼트 같은 운동을 실시하고 바로 심박수를 다시 측정합니다. 이후 1분, 3분, 5분 후의 심박수를 측정하여 회복 과정을 기록해보시고 이렇게 하면 운동 시 교감신경이 활성화되어 심박수가 증가하고, 운동이 끝나면 부교감신경 작용으로 서서히 감소하는 자율신경계 조절 원리를 확인할 수 있습니다. 이 실험은 간단하지만 데이터 분석을 통해 운동 강도와 심혈관 반응 사이의 관계를 탐구할 수 있습니다.또는 카페인 섭취 전후 반응속도 변화를 측정해보셔도 좋을 것 같습니다. 카페인은 중추신경계를 자극하는 물질이기 때문에 주의력과 반응속도에 영향을 줄 수 있는데요 실험은 컴퓨터 반응속도 테스트나 자를 떨어뜨리는 반응 실험을 이용해 측정할 수 있습니다. 먼저 카페인을 섭취하기 전 반응속도를 측정하고, 커피나 카페인이 들어 있는 음료를 섭취한 후 일정 시간이 지난 뒤 다시 측정합니다. 두 데이터를 비교해보시면 카페인이 신경계 흥분성을 증가시켜 반응속도에 영향을 줄 수 있다는 생리학적 원리를 확인하실 수 있을 것입니다. 감사합니다.

안녕하세요.펩트론의 핵심 플랫폼인 스마트데포는 펩타이드 약물의 반감기 문제를 제형 기술로 해결하는 장기 지속형 약물 전달 시스템인데요, 이는 생분해성 고분자 기반 마이크로입자 시스템으로서 약물을 PLGA 같은 생분해성 고분자에 봉입하고 체내에서 고분자가 서서히 분해되면서 약물이 지속 방출하는 방식입니다. 아무래도 현재 글로벌 비만 치료제 시장은 사실상 노보노디스크와 일라이 릴리 이 두 기업이 주도하고 있는데요, 대표 약물은 세마글루타이드와 티르제파타이드이며 방식은 주 1회 피하지방에 주사하는 형식입니다. 스마트데포 기술을 적용했을 때 핵심 경쟁력은 약 자체가 아니라 제형 기술이 될 텐데요, 신약을 개발하지 않아도 기존 블록버스터 약물에 붙여 가치 창출 가능이 가능할 것입니다. 예를 들어 릴리나 노보노디스크의 GLP-1 약물에 스마트데포 기술을 적용하여 주 1회 투여를 월 1회로 바꾸는 식으로의 변화가 실제 상업화될 수 있다면 환자 순응도는 크게 개선될 것이며, 이는 비만 치료제 시장에서 매우 중요합니다. 현재 펩트론은 플랫폼 가능성 단계이기 때문에 글로벌 빅파마와 기술이전 계약을 하거나 임상 성공 사례를 확보하여 플랫폼에 대한 검증을 받는 것이 중요할 듯 싶습니다. 충북 오송 생산시설이 중요한 이유는 제형 기술은 생산 공정과 강하게 연결되기 때문입니다. 특히 장기 지속형 마이크로입자 제형은 공정의 생산성, 입자 균일성, 무균 공정이 매우 어렵기 때문에따라서 생산 능력 자체가 진입장벽입니다. 오송 공장이 본격적으로 가동될 경우 펩트론은 단순히 플랫폼 기술을 라이선스하는 기업을 넘어 제형 생산까지 담당하는 CDMO 역할을 동시에 수행할 가능성이 있습니다. 이 경우 수익 구조는 기술이전 계약금과 마일스톤뿐 아니라 장기적인 로열티와 생산 수익이 결합된 형태가 될 수 있습니다.또한 향후 비만 치료제 시장은 매우 빠르게 성장할 것으로 전망되고 있으므로 장기 지속형 GLP-1 제형이 상업화되어 일정한 시장 점유율을 확보한다면, 플랫폼 제공 기업은 매출의 일정 비율을 로열티로 받을 수 있을 것입니다. 감사합니다.

안녕하세요.미세먼지가 심한 날에 몸이 유난히 무겁게 느껴지는 현상은 호흡기관, 면역계, 신경계의 반응이 함께 작용하면서 나타날 수 있는 생리적 현상입니다. 우선 미세먼지는 입자의 크기에 따라 PM10과 PM2.5로 나누는데요, 이때 특히 PM2.5는 매우 작기 때문에 코나 기관지에서 걸러지지 않고 폐 깊은 곳인 폐포까지 들어갈 수 있고 일부 초미세 입자는 폐포를 통과해 혈액으로 들어가기도 합니다.인체에서는 이러한 미세먼지를 외부 침입 물질로 인식하기 때문에 이에 대응하여 면역 반응을 일으키는데요, 폐와 기관지의 면역세포가 활성화되면서 염증 반응이 시작되고, 여러 염증 신호물질인 사이토카인이 분비됩니다. 이런 염증 반응은 단순히 폐에만 머무르지 않고 혈액을 통해 전신으로 전달될 수 있으며, 결과적으로 몸에서는 다양한 반응이 나타날 수 있습니다. 예를 들자면 말씀해주신 것과 같이 전신 피로감과 무거움이 있습니다. 아무래도 염증 반응이 일어나면 몸은 에너지를 면역 반응에 사용하게 되므로, 이때 뇌에서는 일종의 병에 걸렸을 때 나타나는 행동과 비슷한 반응이 나타나는데, 대표적으로 피로, 무기력, 졸림, 몸이 무거운 느낌 등이 생길 수 있습니다. 또한 미세먼지가 많으면 기관지와 폐포에 미세한 염증이 생기면서 가스 교환 효율이 약간 떨어질 수 있는데요, 이렇게 산소 공급이 평소보다 약간 낮아지면 근육과 뇌에서 에너지 생산이 비효율적으로 되어 몸이 무겁고 둔하게 느껴질 수 있습니다. 게다가 미세먼지에는 금속 입자나 화학물질이 포함된 경우가 많다보니 이러한 물질들은 체내에서 활성산소를 생성하여 세포에 산화 스트레스를 유발할 수 있습니다. 이 과정 역시 피로감과 무기력감을 증가시키는 요인으로 알려져 있습니다. 게다가 사람마다 민감한 정도 역시 다르기 때문에 미세먼지에 민감한 분들은 실제로 신체적인 영향을 더 강하게 느낄 수 있습니다. 감사합니다.