안녕하세요. 김지호 전문가입니다.
Q. mRNA 백신은 기존 백신과 어떻게 다른가요?
안녕하세요. "mRNA 백신"이란 바이러스의 유전정보가 담긴 mRNA를 사람 몸에 주입하여 체내에서 항원(바이러스 단백질)이 만들어지게 함으로써 면역계가 항체를 만들도록 유도하는 방식인데요, mRNA가 리보솜에 전달하고 단백질을 합성하게 됩니다. 이 단백질들을 인체 면역시스템이 감지하여 우리 몸에서 바이러스가 침투했을 때 면역반응을 일으키는 중화항체를 만들어주는 역할을 합니다. 이때 mRNA 백신은 바이러스를 직접 사용하지 않아 감염 우려가 없고, 기존의 백신에 비해서 신속한 대량생산이 가능합니다.
Q. 현실에서도 좀비가 가능할까요???
안녕하세요. 현실에서 영화나 게임에 나오는 "좀비"와 같은 생물이 나타나는 것은 생물학적으로 불가능합니다. 그러나, 좀비와 비슷한 현상이 자연계에서나 이론적으로 일부 관찰되거나 상상해볼 수 있는 요소가 있습니다. 현실에서는 좀비와 유사한 사례가 특정 곤충이나 기생 생물에서 관찰됩니다. 광견병 바이러스는 동물의 뇌를 감염시켜 공격성과 타액 분비를 증가시킵니다. 이는 바이러스가 퍼지는 데 도움이 됩니다. 이런 동물들은 통제되지 않은 공격성을 보이지만, 신체적 손상 없이 지속적으로 움직이는 영화 속 좀비와는 다릅니다. 인간이 좀비와 유사한 상태에 빠질 가능성은 과학적으로는 매우 낮습니다. 그러나 특정 조건에서는 비슷한 현상이 나타날 수 있습니다. 특정 약물이나 신경 조작으로 인간의 행동을 억제하거나 특정 행동만 하도록 만드는 실험은 존재합니다. 그러나 이런 조작은 복잡한 과정을 필요로 하며, 좀비처럼 죽은 후 부활하는 것은 불가능합니다. 이외에도 광견병처럼 신경계에 영향을 미치는 질병이 공격성과 비정상적인 행동을 유발할 수 있습니다. 정리하자면 현실에서 영화나 게임에 나오는 좀비가 나타날 가능성은 없습니다. 생물학적 이유로 죽은 생물이 다시 움직이거나, 전염을 통해 확산되는 것은 불가능합니다. 그러나 자연계에서는 곤충과 기생 생물, 또는 인간의 질병에서 좀비와 유사한 현상이 관찰될 수 있습니다.
Q. 생명체의 성별은 왜 두 개인가요? 3개가 될 수도 있고 4개가 될 수도 있는데 왜 거의 암수 2개입니까?
안녕하세요. 생명체의 성별이 대부분 두 개인 이유는 진화적 효율성과 생식 전략에서 기인합니다. 생명체의 성별이 두 개로 정착한 이유는 여러 생물학적, 진화적 메커니즘과 관련이 있습니다. 성별은 주로 유전적 다양성을 증가시키기 위한 유성생식의 도구입니다. 유성생식에서 두 개의 성별은 두 부모의 유전 정보를 혼합함으로써 자손의 유전적 다양성을 크게 증가시키며, 이 유전적 다양성은 환경 변화에 적응하고, 질병에 저항하는 데 유리합니다. 세 개 이상의 성별이 있다면 이론적으로 더 많은 유전적 조합이 가능하지만, 번식 과정이 복잡해지고 시간과 에너지가 더 많이 소모될 수 있습니다. 또한 두 개의 성별(암컷과 수컷) 체계는 생식 과정을 단순하고 효과적으로 만듭니다. 생물이 짝을 선택하고 번식할 때, 두 성별 간의 역할이 분명히 구분되면 번식 과정에서 혼란이 적고 효율성이 높습니다. 마지막으로, 생명체의 번식은 자원을 소비하는 과정입니다. 성별이 늘어날수록 번식의 효율성이 저하될 가능성이 큽니다. 세 개 이상의 성별이 존재하면, 번식을 위해 모든 성별이 동시에 맞아야 하기 때문에 짝짓기 성공률이 낮아질 수 있습니다. 반면, 두 성별 체계에서는 암컷과 수컷 중 하나만 짝을 찾으면 번식이 가능합니다. 생물이 성별을 유지하거나 생식 세포를 생산하는 데는 에너지가 필요합니다. 두 개의 성별로 나뉘어 있으면 에너지 소모가 최소화되며, 번식 과정이 안정적으로 유지됩니다.
Q. 수생식물 같은경우는 어떻게 산소공급을 받아서 살수 있나요?
안녕하세요. 수생식물(aquatic plants)은 물 속 환경에 적응한 독특한 구조와 기작 덕분에 산소를 확보하고 생존할 수 있습니다. 일반적인 뿌리식물과 달리, 수생식물은 산소를 효율적으로 공급받기 위한 여러 가지 진화적 특징을 가지고 있습니다. 우선 수생식물은 물이나 공기 중에서 산소를 얻는데요, 수생식물의 뿌리와 줄기에는 통기조직이라는 스펀지 같은 조직이 발달해 있습니다. 이 조직은 식물 내부에 공기 주머니를 형성하여 산소를 저장하거나 물 위에서 뿌리로 산소를 운반하는데요, 예를 들어서 연꽃과 같은 부엽식물은 통기조직을 통해 잎에서 얻은 산소를 뿌리까지 전달합니다. 또한 수생식물의 잎은 물 속에서 산소를 흡수할 수 있도록 얇고 넓은 형태를 가집니다. 일부 수생식물(특히 맹그로브 같은 식물)은 뿌리를 물 밖으로 내어 직접 대기 중의 산소를 흡수합니다. 이 뿌리는 기체 교환을 돕는 기공이 발달되어 있습니다. 물 속 산소 농도가 낮거나 혐기성 환경(산소가 없는 환경)일 경우, 수생식물은 다음과 같은 방식으로 생존할 수 있습니다. 물 속 산소가 부족할 때 통기조직은 산소를 일시적으로 저장해 사용할 수 있습니다. 뿌리 세포는 산소가 부족할 경우, 무산소 호흡을 통해 생존에 필요한 최소 에너지를 생성합니다. 이외에도 물 속 산소가 낮은 환경에서는 대사율을 낮춰 산소 소비를 줄입니다. 일반 나무는 산소를 주로 뿌리의 흙 속 공기에서 공급받는데요, 흙이 물에 잠기면 공기층이 사라져 뿌리가 산소를 얻지 못하고 질식합니다. 반면, 수생식물은 통기조직과 물속 산소 흡수 기작 덕분에 물 속에서도 살아갈 수 있습니다. 정리하자면, 수생식물은 통기조직, 물속 산소 흡수, 호흡뿌리 등의 구조적, 생리적 적응 덕분에 산소 부족 환경에서도 살아갈 수 있습니다. 이와 대조적으로, 일반 나무는 산소 공급을 흙에서만 얻기 때문에 물에 잠기면 질식하게 됩니다. 수생식물의 이러한 독특한 생존 전략은 물속 생태계에서 중요한 역할을 합니다.
Q. 흡혈박쥐가 흡혈시 통증이 별로 없다고 하는데 그 이유가 무엇인가요
안녕하세요.온갖 바이러스성 질병의 매개체로 박쥐는 해가 되는 동물일 것 같지만, 자연에서는 꼭 필요한 존재인데요, 과일이나 작은 곤충들을 먹으며 하늘을 날아다니는 박쥐들은 씨앗을 널리 퍼트리기도 하고, 모기와 나방들 같은 해충을 없애기도 하며, 꽃가루를 옮기는 아주 중요한 역할을 합니다. 이중에서 흡혈박쥐는 100마리 내외로 떼를 이루며 생활하고, 낮에는 동굴이나 폐광, 버려진 큰 물건의 어두운 곳에서 수면을 취하며 시간을 보내고, 날이 어두워지면 본격적으로 흡혈 활동을 시작합니다. 흡혈박쥐는 위와 식도가 아주 가늘고 길어서 혈액 외에는 아무것도 섭취할 수 없습니다. 보통은 말이나 소, 당나귀, 조류 같은 동물의 피를 빨아먹고 살며 사람을 습격하기도 합니다. 흡혈박쥐는 피를 빨아먹을 대상을 찾아 날아간 후 바닥에 착지하여 기어서 이동합니다. 이빨이 매우 날카로워서 이빨로 피부를 뚫고 혀로 피를 빨아먹는데 박쥐의 침에는 마취 성분 있어 습격당하고 있는 동안 큰 고통은 없다고 하며, 실제로 박쥐에게 물린 상처는 통증도 없고, 흡혈 당하는 혈액량도 많지 않아 우리가 모기에게 물리는 것과 같다고 생각하면 된다고 합니다.