안녕하세요. 김지호 전문가입니다.
생물·생명
Q. 진화론의 증거에 대해서 알려주세요!!
진화론의 증거로는 첫번째로 '상동기관'이 있습니다. 서로 다른 종에서 구조는 다르지만, 공통 조상에서 유래한 기관을 말하는데요 예를 들자면 포유류의 앞다리 뼈 구조는 형태와 기능이 달라도 뼈 배열이 유사합니다. 두번째로는 '상사기관'이 있는데요 형태나 기능은 비슷하지만, 진화적 기원은 다른 기관을 의미하며 새와 곤충의 날개를 예로 들 수 있고, 상사기관은 수렴진화를 보여주며, 환경 적응이 독립적으로 일어났음을 증명합니다. 세번째로는 '잔재기관'이 있는데요, 과거 조상에서 기능이 있었으나 현재는 거의 또는 전혀 기능이 없는 기관을 의미하는 것으로 인간 꼬리뼈, 고래의 후지돌기를 예로 들 수 있으며 이는 과거 진화사의 흔적을 나타냅니다. 감사합니다.
생물·생명
Q. 광합성에는 빛이 필요한데 왜 콩나물을 키울 때는 검은 비닐봉지를 씌워놓나요?
네, 말씀해주신 것과 같이 일반적으로 식물은 광합성을 통해 포도당을 합성하며, 이 과정은 빛이 필요합니다. 빛은 엽록체 내 광계에서 전자를 들뜨게 하고, 이를 통해 ATP와 NADPH를 생성하여 CO₂와 H₂O로부터 탄수화물을 합성하는 데 사용되는데요, 따라서 대부분의 식물은 빛이 있어야 정상적으로 성장하며, 잎이 녹색으로 발달합니다. 하지만 콩나물은 흔히 암조건, 즉 빛이 거의 없는 상태에서 재배되는데요 검은 비닐봉지를 씌워 어둡게 만드는 이유는 빛을 차단하여 엽록소 합성을 억제하여 줄기와 잎이 연한 색으로 자라게 하고 줄기 연장을 촉진하여 길고 연한 콩나물을 얻기 위함입니다. 감사합니다.
생물·생명
Q. 다른 동물들과 다르게 인간은 극도로 종의 다양성이 부족하다고도 하는데 왜 그런 결과가 나왔을까요
네, 말씀해주신 것과 같이 인간이 다른 동물에 비해 극도로 종의 다양성이 부족합니다. 현대 인류는 약 20~30만 년 전 아프리카에서 기원했으며, 초기 인구 규모가 매우 작았는데요 이러한 작은 초기 개체군은 유전적 다양성을 크게 제한했습니다. 예를 들어, 최근 연구에 따르면 현대 인류의 유전체는 단일 집단에서 확장된 특징을 강하게 보여주며, 초기 인류 집단 간 교류가 제한되어 유전자 풀이 좁았습니다. 또한 과거 인류 역사에서 빙하기, 질병, 식량 부족 등으로 인해 인구가 급감한 시기가 있었는데요 소수의 생존 집단이 남아 다시 인구를 늘리는 과정에서 유전적 변이가 감소하고, 특정 유전자형이 우세하게 되는 현상이 발생했습니다. 이로 인해 현대 인간은 다른 포유류나 생물군에 비해 종 내 유전적 다양성이 낮아진 것입니다. 감사합니다.
생물·생명
Q. 티로신으로 다양한 물질을 만들 수 있는 이유는 무엇인가요?
네, 말씀해주신 것과 같이 티로신이 다양한 생리활성 물질의 전구체로 작용할 수 있습니다. 티로신은 방향족 아미노산으로, 벤젠 고리와 하이드록실기(-OH)를 포함하고 있는데요 이 벤젠 고리 구조는 다양한 화학적 변형이 가능하게 하며, 하이드록실기는 효소 반응에 중요한 기능을 제공합니다. 따라서 티로신은 단순히 단백질 구성 요소뿐만 아니라 생체 내 여러 대사 경로에서 다양한 물질로 전환될 수 있습니다.티로신으로 합성 가능한 물질로는 신경전달물질 및 호르몬을 포함한 카테콜아민 계열이 있는데요, 도파(DOPA) → 도파민 → 노르에피네프린 → 에피네프린을 거쳐 형성되며 신경전달, 스트레스 반응, 혈압 조절 등의 역할을 수행하고 티로신의 방향족 고리가 효소에 의해 하이드록실화와 탈카복실화를 거쳐 변환됩니다. 이외에도 피부색과 머리카락의 색을 결정하는 멜라닌 색소 역시 티로신으로부터 합성이 되는데요, 티로신 → DOPA → 도파퀴논 → 멜라닌 단계로 합성이 이루어지며 자외선 차단, 색소 형성의 기능을 지닙니다. 감사합니다.
생물·생명
Q. 조류와 식물은 어떤 차이가 있는 것인가요?
말씀해주신 것과 같이 조류와 식물은 둘 다 광합성을 수행한다는 점에서 공통점을 갖습니다. 우선 조류란 대부분 단세포 또는 간단한 다세포 구조를 가지고 있으며, 뿌리·줄기·잎 같은 특수한 조직은 없는데요 세포벽은 종에 따라 셀룰로오스, 규산, 석회질 등으로 구성될 수 있습니다. 이때 조류는 진핵세포이므로 핵, 엽록체, 미토콘드리아 등을 가지고 있지만, 기관 분화가 낮습니다.다음으로 식물이란 다세포 조직이 고도로 분화되어 뿌리, 줄기, 잎, 꽃, 관다발 등 복잡한 기관을 형성하며 세포벽은 주로 셀룰로오스로 구성되어 있으며, 식물 특유의 구조와 기능을 갖추고 있습니다. 광합성 외에도 호르몬, 신호 전달, 생식 기관 발달 등 다양한 생리적 기능이 발달했다는 특징이 있습니다. 감사합니다.
생물·생명
Q. 지구 온난화로 빙하 속에 있던 박테리아가 인간에게 감염될 가능성이 높을까요?
네, 질문해주신 것처럼 남극, 북극, 심지어 시베리아 영구동토층에는 수만~수십만 년 전의 미생물이 얼음 속에 냉동 상태로 휴면하고 존재할 수 있는데요 이 박테리아들은 극한 환경에 적응한 상태로 살아남아 있으며, 대체로 저온, 낮은 영양 상태, 낮은 산소 농도 등에 적응되어 있습니다. 다만 대부분은 극한 환경에서만 생존하는 종으로, 인간 체내와 같은 고온, 영양이 풍부한 환경에서는 바로 활발하게 증식하지 못할 가능성이 높습니다.이때 고대 박테리아 대부분은 병원성을 가지지 않거나, 현대 인간 면역에 영향을 주기 어려운 상태인데요, 하지만 이중 일부 미생물은 유전자 변이나 수평 유전자 이동을 통해 병원성을 갖게 될 수 있지만, 이는 드문 사례입니다. 또한 빙하가 녹으면서 박테리아가 환경에 풀리더라도, 인간과 직접 접촉할 가능성, 예를 들어 식수나 식품을 통해 흡입되거나 섭취되는 경우가 제한적이기 때문에 접촉 기회가 극히 제한적이면 감염 위험은 낮아집니다. 감사합니다.
생물·생명
Q. 미래의 식사에대해궁금해서 질문합니다.
우선 현 시점에서는 내시경적 용종 제거 후에는 위장관 점막이 손상된 상태이므로, 장 점막이 회복될 때까지 음식물 자극을 최소화하는 것이 필요하기 때문에 일반적으로 3~5일 정도 부드럽고 소화가 쉬운 음식 위주로 식단을 조절하며, 이는 출혈, 천공, 염증 등 합병증을 예방하기 위한 조치입니다. 이 기간 동안의 식이 제한은 점막 회복 속도와 손상 정도에 따라 달라집니다. 하지만 질문 주신 것처럼 미래에는 기술의 발전으로 점막 회복 촉진 기술 등이 나올 수 있을 것입니다. 줄기세포 치료나 재생 바이오재료를 이용하면, 손상된 장 점막이 현재보다 훨씬 빠르게 재생될 가능성이 있으며 예를 들어서 점막 손상 부위에 줄기세포를 직접 이식하거나, 생분해성 점막 패치를 적용하여 손상 부위가 며칠이 아니라 하루나 이틀 내에 회복될 수 있을 것입니다. 감사합니다.
생물·생명
Q. 살이찌면 더 많이 땀이 나나요?? 요즘 살찐거 같은데 이전보다 땀이 더 많이 나는것 같아서요. 그게 아니면 그냥 더워서 그런걸까요?? 갑자기 궁금합니다.
네, 말씀하신 것처럼 살이 찔 경우에는 땀이 더 날 수 있습니다. 체중이 늘어나면 기초 대사량도 증가하는 경향이 있는데요 즉, 몸이 정상 체온을 유지하기 위해 소비하는 에너지가 많아지고, 이에 따라 열 발생량이 증가합니다. 이때 우리 몸은 과도한 열을 발산하기 위해 땀샘을 활성화하는데요 땀을 통해 피부에서 수분이 증발하면서 열을 제거하기 때문에, 체중이 늘어난 사람은 체온 조절 과정에서 땀을 더 많이 흘릴 수 있습니다.또한 피하 지방은 열을 절연하는 역할을 하기 때문에, 체지방이 많으면 몸 안에서 발생한 열이 외부로 전달되기 어려워지는데요 그 결과, 체온을 낮추기 위해 땀 분비가 증가하게 되며 결과적으로 살이 찐 사람은 같은 환경에서도 땀이 더 많이 날 가능성이 있습니다. 감사합니다.
생물·생명
Q. 걷는 것과 천천히 뛰는거 전력으로 달리는거 어떤게 다이어트에 좋을까요?? 다 비슷한가요?? 아니면 하는 행위에 따라서 다이어트부위가 다른가요??
사실 걷는 것, 천천히 뛰는 것, 전력으로 달리는 것 중 무엇을 하시던지 간에 꾸준히 하신다면 다이어트에는 효과를 볼 수 있습니다. 다만 걷기, 천천히 뛰기, 전력 질주 등 운동 방식에 따라 다이어트 효과와 신체 부위 활용에 차이가 있을 수는 있는데요, 걷기는 운동 강도가 낮아 시간당 칼로리 소모는 적은 편이지만 지방 산화 비율이 상대적으로 높아서 장시간 지속이 가능하다면 체지방 감소에 도움이 됩니다. 천천히 뛰는 조깅은 걷기보다는 시간당 칼로리 소모가 크며 지방과 탄수화물을 혼합해 연료로 사용하므로 심폐 지구력을 강화하고 전신 근육을 활용하는 데 효과적입니다. 전력 질주는 강도가 매우 높아 단위 시간당 칼로리 소모가 가장 높으며, 즉시 탄수화물을 주 에너지원으로 사용하지만 운동 후 과다산소소비(EPOC) 효과로 추가 칼로리 소모와 지방 연소가 증가합니다. 감사합니다.
생물·생명
Q. 리소좀과 프로테아좀은 어떻게 다른 건가요?
네, 두 세포소기관은 유사한 기능을 수행한다고 볼 수도 있습니다. 우선 리소좀은 막으로 둘러싸인 세포소기관으로, 세포 내 불필요한 물질이나 손상된 소기관, 외부에서 들어온 입자 등을 가수분해 효소를 이용해 분해합니다. 다음으로 프로테아좀은 막이 없는 단백질 분해 복합체로, 세포 내 단백질을 선택적으로 분해하여 아미노산으로 재활용합니다. 이때 리소좀은 엔도사이트 또는 오토파고좀과 융합을 하는데요, 내부 가수분해 효소가 세포 구성물을 분해하며 주로 세포 소기관 재활용과 외부 입자 제거에 사용됩니다. 반면에 프로테아좀은 단백질이 유비퀴틴 표지를 달면 프로테아좀에 인식하게 되며 ATP 의존적 과정을 통해 단백질을 작은 펩타이드와 아미노산으로 분해하고 주로 단백질 품질 관리, 세포 신호 전달, 세포주기 조절 등에 중요합니다. 감사합니다.