답변 내역

네, 당연히 식물도 사람처럼 환경 변화에 따라 스트레스를 받습니다.하지만 사람과는 전혀 다른 방식으로 스트레스에 반응하고, 또 그 스트레스가 외부로 나타나는 방식도 다릅니다.식물은 스트레스를 받으면 생존을 위해 다양한 생리적, 생화학적 반응을 일으킵니다.즉, 사람처럼 감정적으로 스트레스를 받는 것은 아니며, 주로 세포 수준에서 유전자 발현을 조절하거나 특정 호르몬을 분비하는 방식으로 대응하는 것이죠. 예를 들어, 가뭄 스트레스를 받으면 잎의 기공을 닫아 수분 손실을 줄이거나 뿌리를 더 깊게 뻗어 물을 찾는 것입니다. 또한, 열 스트레스에 노출되면 열 충격 단백질을 만들어 세포 손상을 막는 등 스스로를 보호하기 위한 방어 기작을 활성화합니다.그리고 식물이 받는 스트레스는 크게 생물적 스트레스와 비생물적 스트레스로 나눌 수 있으며, 각각 다른 증상으로 나타납니다.생물적 스트레스는 해충이나 곰팡이와 세균, 바이러스와 같은 병원균, 잡초 등 살아있는 생물에 의해 발생하는 스트레스이며 비생물적 스트레스는 온도나 수분, 빛, 영양분 등 비생물적인 환경 요인에 의해 발생하는 스트레스입니다.증상으로는 보통 잎이 마르거나 뿌리가 썩는 등의 현상을 보이고, 영양 결핍이나 과다에 의한 색의 변화가 나타나기도 합니다. 일부 종의 경우 스트레스로 인한 웃자림이 나타나거나 발육 장애 등의 현상을 보이는 경우도 있습니다.

텔로미어는 염색체 끝에 위치한 DNA-단백질 복합체로, 염색체를 보호하는 역할을 합니다.하지만, 세포가 분열할 때마다 DNA 복제 과정의 특성상 텔로미어는 조금씩 짧아집니다. 이 텔로미어의 길이가 세포의 생체 시계와 같아서, 특정 길이 이하로 짧아지면 세포는 더 이상 분열하지 못하고 노화 상태에 진입하거나 사멸하게 되는 것입니다.결국, 텔로미어가 짧아진다는 것은 세포의 분열 능력을 제한하고, 이로 인해 신체 조직의 재생 능력이 떨어지면서 전신 노화가 가속화됨을 의미하는 것이죠.따라서 텔로미어가 짧아지는 현상은 노화의 핵심적인 원인 중 하나인 것입니다.

인트론은 단백질을 암호화하지 않지만, 유전자 발현의 조절이나 유전적 다양성을 증가시키는 역할을 수행합니다.그 중에서도 가장 중요한 역할은 유전자 발현 조절입니다.인트론 내부에 있는 조절 요소들은 특정 유전자의 전사를 촉진하거나 억제합니다.또한, 인트론은 대체 스플라이싱을 가능하게 하여 하나의 유전자에서 다양한 단백질을 만들어낼 수 있게 합니다. 이 과정을 통해 유전적 다양성을 크게 증가시키고, 제한된 유전자 수로 더 많은 종류의 단백질을 생산할 수 있고 그 덕분에 다양성을 증가시킬 수 있는 것입니다.

원핵생물의 폴리리보솜은 진핵생물보다 단백질을 더 빠르고 효율적으로 합성할 수 있다는 장점이 있습니다.원핵생물은 핵막이 없어 DNA에서 mRNA로 전사와 mRNA에서 단백질이 만들어지는 번역이 동시에 세포질에서 일어납니다.하나의 mRNA 가닥에 여러 개의 리보솜이 붙어 동시에 단백질을 합성하는 구조를 폴리리보솜이라 하는데, 이는 유전 정보가 담긴 mRNA가 생성되자마자 리보솜에 결합하여 단백질을 만들기 시작하므로, 빠르게 단백질을 생산할 수 있다는 큰 장점이 있습니다.

인간이 가진 약 2만여 개의 유전자를 모두 알아낸 과학적 기법은 크게 유전자 시퀀싱과 생물정보학의 발전 덕분입니다.이 두 가지 기술을 활용하여 인간 게놈 프로젝트와 같은 대규모 연구가 가능해졌습니다.먼저 유전자 시퀀싱은 DNA를 구성하는 염기인 A, T, C, G의 서열을 결정하는 기술입니다. 초기에는 수작업으로 진행되었지만, 2000년대 이후 등장한 차세대 시퀀싱 기술이 활용되며 한 번에 엄청난 양의 데이터를 얻을 수 있어 비용과 시간이 획기적으로 줄어들었습니다.그리나 시퀀싱 기술로 얻은 방대한 염기서열 데이터는 단순한 문자열에 불과합니다. 이 데이터를 분석하고 의미를 부여하는 것이 바로 생물정보학입니다.즉, 서열을 정렬해서 유전자를 예측하고 이를 바탕으로 DB를 구축하여 전 세계 연구자들이 자유롭게 활용할 수 있게 한 것입니다.이러한 기술들을 통해 인간 게놈 프로젝트가 성공적으로 완료되었고, 약 2만여 개의 단백질 코딩 유전자를 포함한 전체 인간 유전자의 지도가 완성될 수 있었습니다.

유라시아 지역에 사는 인류의 기원은 아프리카입니다.현생 인류인 호모 사피엔스는 약 20만 년 전 동아프리카에서 출현했고, 그 후 여러 차례에 걸쳐 아프리카를 벗어나 유라시아 전역으로 퍼져 나갔다는 것이 정설입니다.초기 인류인 호모 에렉투스가 약 200만 년 전 아프리카를 떠나 유라시아로 이동하기 시작했습니다. 이들은 불을 사용하고, 돌도끼와 같은 도구를 이용하며 환경에 적응했습니다. 이들의 후손은 유라시아 각지에서 네안데르탈인이나 데니소바인 등으로 진화했습니다.그리고 약 6만 년 전, 직접적인 조상인 호모 사피엔스가 아프리카에서 본격적으로 이주하기 시작했습니다. 이들은 기후 변화나 인구 증가와 같은 요인으로 인해 새로운 서식지를 찾아 이동했습니다.이동은 주로 두 가지 경로를 통해 퍼져 나갔는데, 하나는 아라비아반도와 중동을 거쳐 유럽으로 향하는 북부 경로였고, 다른 하나는 아라비아반도와 인도양 해안을 따라 동남아시아와 오세아니아로 퍼져 나가는 남부 경로였습니다.이후 유라시아에 정착한 호모 사피엔스는 각 지역의 기후와 환경에 적응하며 수렵 및 채집 생활을 하다 이후 기원전 1만 년 전 빙하기가 끝나고 기후가 안정되면서 농업 혁명이 일어나게 되며 더 이상 이동하지 않고 한곳에 정착해 마을을 이루기 시작했습니다. 이것이 오늘날 유라시아에 다양한 민족과 문화가 형성되는 계기가 되었죠.

결론부터 말씀드리면, 생존에 직접적으로 유리하다기보다 다양한 사회적, 생물학적 이유가 작용하는 행동입니다.앵무새와 구관조는 매우 사회적인 동물입니다. 이들은 무리 생활을 하며 서로 소통하고 유대감을 형성하는데, 이때 소리를 이용한 의사소통이 매우 중요합니다. 사람의 말을 따라 하는 행동은 야생에서 무리의 일원임을 보여주고 사회적 유대감을 강화하는 행동과 유사하게 볼 수 있죠. 다시 말해 인간을 자신들의 무리나 가족의 일부로 인식하고, 소리를 모방함으로써 소속감을 표현하고 교감한다고도 할 수 있습니다.생물학적으로 본다면, 이 새들은 발성 기관이 발달해 있어 다양한 소리를 낼 수 있습니다. 구관조는 혀의 모양이 사람의 혀와 비슷해 발음이 더 정확한 편이죠. 이런 능력을 바탕으로 주변의 소리를 듣고 학습하는 능력이 뛰어납니다. 특히, 어릴 때부터 주변 소리나 무리의 소리를 모방하고 학습하는 과정은 나름 생존에도 필요한 기술입니다.또 일부 학자들은 소리 모방이 번식 행동과 관련이 있다고 보기도 합니다.결론적으로 앵무새나 구관조의 소리 모방은 단순한 흉내내기가 아니라 복잡한 사회적 관계에서 무리에 적응하기 위한 본능적인 행동이라고 할 수 있습니다.

말씀하신대로 활엽수는 침엽수보다 화재에 훨씬 강합니다.이는 주로 수분 함량이나 수지 유무, 낙엽의 특성, 그리고 수관의 구조 차이 때문입니다.활엽수는 보통 침엽수보다 줄기와 잎에 수분 함량이 높습니다. 그래서 불이 잘 붙이 않고, 불이 붙더라도 빠르게 꺼지는 경향이 있습니다. 또한, 참나무와 같은 일부 활엽수는 코르크층과 같이 두꺼운 껍질을 가지고 있어 내부가 타는 것을 막아줍니다.그리고 침엽수는 나무를 보호하기 위해 송진 같은 수지를 분비하는데, 이 성분은 기름과 같아서 불에 매우 약합니다. 반면, 활엽수에는 이러한 인화성 물질이 없어 불이 옮겨붙기 어렵습니다.또한 활엽수 낙엽은 수분을 많이 머금고 있고 두껍기 때문에 의외로 불에 잘 타지 않습니다. 이와 달리 침엽수는 바늘 모양의 잎을 사계절 내내 가지고 있고 숲 바닥에 건조한 잎과 솔방울을 지속적으로 쌓아 산불이 생기면 불쏘시개 역할을 합니다.게다가 활엽수는 수관이 넓고 가지가 옆으로 넓게 퍼져 있어 불이 수직으로 퍼지기 어렵습니다. 반면, 침엽수는 수관이 좁고 빽빽하게 솟아있어 불길이 나무를 타고 수직으로 빠르게 확산하는 굴뚝 효과를 일으킵니다. 그래서 한 나무에서 시작된 불이 옆 나무로 쉽게 옮겨붙어 화재 확산 속도를 높이게 됩니다.

옐로스톤 국립공원의 온천에 서식하는 극한 미생물은 호열성 미생물입니다.이 미생물은 그 이름처럼 높은 온도를 선호하거나 높은 온도에서만 생존할 수 있는 생명체로 특히 옐로스톤의 온천에는 섭씨 80도 이상의 뜨거운 물에서도 잘 자라는 미생물들이 많습니다.대표적으로 가장 유명한 '테르무스 아쿠아티쿠스'의 경우 50~80도 사이의 높은 온도에서 서식합니다.이 박테리아에서 발견된 Taq 중합효소(Taq polymerase)는 PCR 기술에 필수적으로 사용되어 분자 생물학 연구에 혁명을 일으켰습니다. 이 효소는 DNA를 고온에서도 안정적으로 증폭시킬 수 있었죠.또 '시네코코쿠스'의 경우 옐로스톤의 유명한 그랜드 프리즈매틱 스프링의 초록색이나 노란색, 오렌지색을 만드는 주요 미생물입니다. 광합성을 하는 남세균의 일종으로, 온도가 낮은 가장자리에서 더 다양한 색소를 만들어냅니다.그리고 잘 알려진 '클로로플렉서스' 역시 광합성을 하는 세균으로, 보통 시네코코쿠스 아래층에 서식하며 오렌지색을 띠는 경우가 많습니다.이외에도 상당 수의 호열성 미생물이 발견되었으며 이런 미생물이 만들어내는 효소를 활용하여 세제나 바이오연료 등의 산업 공정 효율을 높이는 과정을 연구중이며 극한 환경의 생존이라는 특성을 연구하여 우주생물학 연구의 기초가 되기도 합니다.

도시화와 기후 변화는 말벌의 개체 수와 분포에 상당한 영향을 미치고 있습니다.도시화는 말벌에게 서식지와 먹이원을 제공하는데, 특히 등검은말벌과 같은 외래종이 도심에 잘 적응하는 것도 이 때문입니다. 특히 건물 틈이나 가로수 등이 말벌의 보금자리가 되고, 도시의 녹지 공간은 말벌의 먹이인 곤충이 서식하고 있어 말벌이 서식하기 좋은 환경을 만드는 것입니다.또한 기후 변화는 말벌의 활동 기간을 늘리고 서식지를 넓히는 주된 요인입니다. 따뜻해진 기온 덕에 말벌이 더 오랫동안 활동할 수 있어 개체 수를 늘리고, 과거에는 살기 어려웠던 북쪽 지역으로까지 서식이 가능해졌습니다.