항상성 조절 시스템이 외부 환경 변화에 제대로 대응하지 못하게 된다면?
만일 항상성 조절 시스템이 외부 변화에 대응하지 못하게 되면 생명체는 연쇄적인 생리적 붕괴가 발생합니다.작게 세포 수준에서는 체온 상승으로 효소와 단백질의 입체 구조가 변성되어 대사가 중단되고, 삼투압 불균형으로 인해 세포가 팽창하여 터지거나 수축하며 파괴되게 됩니다.좀 더 크게 개체 수준에서 보면 혈당 조절 실패로 신경세포에 에너지가 끊겨 쇼크가 발생하며, 혈액량 급감으로 인한 혈압 유지 불능으로 주요 장기에 혈액 공급이 멈추고 장기의 괴사로 이어질 수 있습니다.결론적으로 미세한 조절 기능의 상실이 세포 사멸의 파괴로 이어질 수 있고, 이것이 장기 부전으로 이어져 개체의 생명 자체를 위험하게 만드는 도미노 현상이 일어날 수 있습니다.
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인간의 피부 같은 경우는 체온을 보호해 주는데 역할을 하나요
인간의 피부 역시 털만큼은 아니지만 털을 대신한 단열 및 체온 조절 시스템 역할을 합니다.가장 중요한 것은 피부 가장 깊은 곳에 위치한 피하 지방층으로, 열전도율이 낮아 체내 열이 밖으로 빠져나가는 것을 막는 천연 보온재가 되어줍니다. 또한 추운 환경에서는 피부 표면의 혈관을 수축시켜 따뜻한 혈액이 외부 공기와 접촉하는 것을 줄이고, 열을 몸 안쪽으로 가둬 체온을 유지합니다.그리고 비록 털은 퇴화했지만, 추울 때 소름이 돋는 현상은 근육을 수축시켜 미세한 열을 내고 모공을 닫아 열 손실을 최소화하려는 방어 기전이라 할 수 있습니다.결과적으로 인간은 털 대신 내부의 지방층과 혈류 제어를 통해 단열 효과를 얻는 것입니다.
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호랑이는 동물 중에서도 환경에 적응을 잘하는 동물인가요?
먼저 말씀하신 부분 중 아프리카에는 호랑이가 살지 않습니다. 호랑이는 오직 아시아에만 서식하는 동물입니다.하지만 말씀하신 대로 호랑이는 시베리아의 혹한부터 동남아시아의 열대 우림까지 매우 넓은 기후 스펙트럼에 적응한 동물인 것은 사실입니다. 이는 호랑이가 단독 생활을 하며 울창한 숲이나 산악 지대 등 숨을 곳만 있다면 어디서든 사냥할 수 있는 유연한 생존 방식을 가졌기 때문입니다.반면 사자는 무리 지어 협동 사냥을 하기에 유리한 탁 트인 초원 환경에 맞춰 진화했습니다. 옛날에는 사자도 비교적 서늘한 지역에도 살았지만 현재는 먹잇감이 풍부하고 시야가 확보된 아프리카와 인도의 일부 지역에 집중되어 있습니다.결과적으로 호랑이는 개별 환경에 맞춰 털의 길이나 체구를 변화시키며 다양한 지형에 적응하는 능력이 매우 탁월하다고 볼 수 있습니다.또한 사실 호랑이는 고양잇과 동물 중에서도 환경 변화에 따른 신체적, 생태적 변주가 가장 뛰어난 종 중 하나입니다.
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침엽수와 활엽수는 환경에 기여하는 바가 다른가요?
침엽수와 활엽수는 각기 다른 방식으로 환경에 영향을 미치고 있습니다.산소 발생으로 본다면 말씀하신대로 활엽수는 넓은 잎으로 여름철 폭발적인 광합성을 해 산소 발생량이 많지만, 침엽수는 효율은 낮아도 사계절 내내 산소를 만들어냅니다.또한 탄소 흡수에서도 차이가 있습니다. 성장이 빠른 활엽수는 단기적인 탄소 흡수력이 뛰어나고, 수명이 길고 밀도가 높은 침엽수는 탄소를 몸체에 오래 가두어 두는 저장고 역할을 합니다.그리고 인간 중심의 시각으로 본다면 침엽수는 잎표면이 복잡하고 끈적여 미세먼지를 흡착하는 '필터' 기능이 탁월하며, 겨울철에도 기능을 유지할 수 있습니다. 반면 활엽수는 넓은 잎을 통한 증산작용으로 열섬 현상을 식히는 에어컨 역할을 할 수 있죠.
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물고기들 중에도 환경에 따라 바뀌는 물고기가 있나요?
바닷속에도 카멜레온처럼 몸 색을 바꾸는 물고기들이 있고, 주변과 비슷해지는 보호색의 개념도 있습니다.물론 카멜레온처럼 순간적으로 바꾸는 것은 아니죠. 가장 대표적인 종은 넙치와 가자미류로, 바닥의 모래나 자갈 색상뿐만 아니라 질감까지 비슷하게 흉내 내어 포식자의 눈을 피합니다.또 프로그피시는 주변의 산호나 스펀지 색상으로 몸을 바꿔 숨어 있다가 먹이를 사냥하기도 하며, 청줄청소놀래기는 위협을 느끼면 스트레스 반응으로 색을 급격히 변화시키기도 합니다.그리고 어류는 아니지만 정말 카멜레온처럼 색을 바꾸는 문어나 오징어와 같은 두족류도 있죠.
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익룡은 공룡의 한 종류로 분류하나요? 다른 종으로 분류하나요?
말씀하신 것처럼 익룡과 새의 조상을 혼동하기 쉽지만, 과학적으로 둘은 전혀 다른 계보에 속합니다. 즉, 익룡은 공룡이 아니라 별도의 비행 파충류 집단인 익룡목에 속합니다.공룡과 익룡은 약 2억 4천만 년 전 공통 조상에서 갈라져 나온 사촌 관계이며, 가장 큰 차이는 골격 구조로, 공룡은 다리가 몸 아래로 곧게 뻗었지만 익룡은 옆으로 벌어져 있습니다.또한 새의 조상은 익룡이 아니라, 깃털을 가진 티라노사우르스와 같은 수각류 공룡입니다. 익룡의 날개는 네 번째 손가락이 길게 늘어난 가죽 막 구조로, 새의 깃털 날개와는 근본적으로 다른 형태입니다.결론적으로 익룡은 공룡과 같은 시대에 살던 독립적인 파충류 그룹으로 보는 것이 맞습니다.
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빙하수에 원시시대 동식물이 복원될수 있나요
결론부터 말씀드리면 지금도 여러 실험실에서 실제로 진행을 하고 있습니다.실제 러시아 과학자들이 시베리아 영구동토층 약 38m 아래에서 다람쥐가 저장해둔 실레네 스테노필라라는 꽃의 씨앗을 발견했고, 싹을 틔워 꽃을 피우는데 성공했습니다.또한 복원 난이도가 가장 낮은 것이 미생물인데, 실제 시베리아 빙하가 녹으면서 3만 년 넘게 잠들어 있던 피토바이러스가 발견되었고 해동되자마자 다시 감염력을 회복하는 모습을 보여주었습니다.하지만, 동물은 식물처럼 씨앗 상태로 보존되지 않기 때문에 그 가능성이 훨씬 낮습니다. 물론 빙하 속에서 꽁꽁 얼어붙은 매머드 사체가 발견되기도 하지만, 세포 자체가 파괴되는 경우가 많기 때문입니다.실제 세포 안의 수분이 얼면서 날카로운 얼음 결정이 생겨 세포막을 찢어버리게 되고, 그렇지 않다고 해도 해동 과정에서 DNA가 조각나기 쉽습니다.
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불로장생의 약이 개발될까요????
200세정도로라면 축복으로 받아들일 가능성이 높습니다.하지만, 죽지 않는 것이라면 사회적 문제가 될 수 있습니다.현재 불노장생은 의학적으로 어느정도 해결이 가능한 영역으로 보고 있습니다.다만, 죽지 않는 불노장생이 아니라 건강하게 훨씬 오래 사는 불노장생을 추구하는 것이고, 현재는 어렵지만, 10~20년 내에 노화를 늦추거나 특정 신체 기능을 되살리는 약은 대중화될 가능성이 높습니다.
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햇빛이 좋은날 주로 운동을 하는데요. 햇빛을 쬐면 비타민 D 합성한다고 하던데 어떤 원리인가요?
사실 꽤 복잡한 과정을 거치게 됩니다.그래도 최대한 간단히 설명드리면 먼저 피부 속 콜레스테롤 유도체가 햇빛의 자외선 B와 만나 비타민 D3로 전환되고, 생성된 비타민 D3는 혈액을 타고 간으로 이동하여 1차 보관용 형태로 변합니다. 이후 신장에서 활성화 과정을 거쳐 몸이 즉시 사용 가능한 상태가 됩니다.
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광합성 생물이 등장하지 않았다면, 현재의 고등 생명체와 같은 복잡한 생물 구조가 형성될 수 있었을까요?
결론부터 말씀드리자면, 산소를 생성하는 광합성 생물이 없었다면 인류와 같은 복잡한 다세포 고등 생명체는 등장하기 매우 어려웠을 것입니다.여러가지 이유가 있을 수 있지만, 가장 큰 이유는 산소의 사용 유무에 따라 생물학적 에너지를 생산하는 효율과 진화의 원동력 측면에서 한계가 발생하기 때문입니다.먼저 산소 호흡은 무기 호흡보다 포도당 한 분자당 약 15배 이상의 ATP를 만들어내는데, 이 막대한 에너지가 있어야만 거대한 몸집과 복잡한 뇌를 유지할 수 있습니다.또한 산소 농도가 높아지며 미토콘드리아와의 내공생이 일어났고, 이를 통해 복잡한 유전 정보를 처리할 세포 구조, 즉 진핵 세포가 완성되었습니다.그 외 오존층에도 영향을 주었을 것입니다. 산소가 없으면 자외선을 막아주는 오존층이 생기지 않았을 것이고, 결국 생명체는 육지로 올라오지 못한 채 바닷속 미생물 수준에 머물렀을 것입니다.
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