안녕하세요. 김지호 전문가입니다.
Q. 심장근, 내장근 같은 불수의근도 운동신경을 거쳐 움직이나요?
안녕하세요.심장근과 내장근 같은 불수의근은 우리가 의식적으로 조절할 수 없는 근육으로, 주로 자율신경계에 의해 조절됩니다. 자율신경계는 교감신경과 부교감신경으로 나뉘며, 몸의 내부 환경을 자동으로 조절하는 역할을 합니다. 예를 들어 심장박동, 소화관의 연동운동, 혈관 수축과 같은 기능들은 자율신경계의 지시 하에 이뤄지며, 우리가 의식적으로 제어하지 않아도 스스로 작동합니다. 한편, 흔히 말하는 ‘운동신경’은 일반적으로 체성운동신경계에 속하는 신경으로, 수의근, 즉 우리가 의식적으로 움직일 수 있는 뼈대근육을 조절합니다. 이 체성운동신경은 대뇌의 명령을 받아 골격근에 직접 연결되어, 걷기, 쓰기, 말하기와 같은 의도적인 운동을 가능하게 합니다. 반면, 불수의근은 이러한 체성운동신경의 직접적인 지배를 받지 않습니다. 그럼에도 불구하고 일부 교과서나 교육 현장에서는 자율신경도 넓은 의미에서 '운동 기능을 조절하는 신경'이라는 이유로 운동신경의 한 종류로 분류하는 경우가 있습니다. 이는 신경계의 기능을 감각신경과 운동신경이라는 이분법적으로 설명할 때 생긴 혼동으로 볼 수 있습니다. 이 경우 자율신경도 ‘운동신경’ 범주에 포함되어 설명되며, 뇌에서 나온 명령이 근육에 도달해 움직임을 유도한다는 점에서 일종의 운동신경으로 간주되기도 합니다. 결론적으로, 심장근과 내장근 같은 불수의근은 과학적으로 ‘자율신경계’의 지배를 받아 움직이며, 우리가 일반적으로 말하는 ‘운동신경’(수의근을 조절하는 체성운동신경)의 직접적인 지배를 받지는 않습니다. 하지만 교육적 맥락에서 ‘운동 기능을 수행하는 신경’이라는 넓은 의미로 자율신경을 운동신경의 범주에 포함시켜 설명하는 경우도 있어, 문맥에 따라 용어 해석이 달라질 수 있습니다.
Q. DNA와 RNA는 구조와 기능 면에서 어떤 주요 차이점을 가지며, 이로 인해 수행하는 역할은 어떻게 달라지나요?
안녕하세요.DNA(디옥시리보핵산)와 RNA(리보핵산)는 생명체를 구성하고 유지하는 데 핵심적인 역할을 하는 고분자 물질로, 모두 뉴클레오타이드로 이루어진 핵산이지만 구조와 기능에서 뚜렷한 차이를 보입니다. 우선 구조적으로 DNA는 이중 나선(double helix) 구조를 가지며, 안정성이 높고 주로 세포핵 내에 존재합니다. 반면 RNA는 일반적으로 단일 가닥(single strand) 구조로 되어 있으며, DNA보다 화학적으로 덜 안정하지만 더 다양한 구조를 형성할 수 있습니다. 또한 DNA는 디옥시리보스를 당으로 가지며, 염기로는 아데닌(A), 구아닌(G), 시토신(C), 티민(T)을 포함하지만, RNA는 리보스를 당으로 가지며 티민 대신 유라실(U)을 염기로 사용합니다. 이러한 구조적 차이는 기능의 차이로 이어집니다. DNA는 유전 정보를 장기적으로 저장하고 자손에게 전달하는 역할을 하며, 일종의 생물학적 청사진으로 작용합니다. 반면 RNA는 그 정보를 바탕으로 단백질을 합성하는 과정에 관여하는 중간 매개체 역할을 합니다. 예를 들어, 전령RNA(mRNA)는 DNA로부터 전사된 유전 정보를 리보솜으로 전달하고, 리보솜RNA(rRNA)는 단백질 합성의 장인 리보솜의 구조적·기능적 요소로 작용하며, 운반RNA(tRNA)는 아미노산을 리보솜에 전달하여 정확한 순서로 단백질을 조립하는 데 기여합니다. 결과적으로 DNA는 정보를 ‘보존’하고 RNA는 그 정보를 ‘실행’하는 데 초점을 맞추고 있어, 두 분자의 차이는 생명체 내 유전 정보의 흐름과 단백질 합성 메커니즘을 이해하는 데 핵심적인 단서를 제공합니다.
Q. 아시아에 사는 사슴의 일종인 삼바를 왜 물사슴이라고도 부르나요?
안녕하세요.삼바사슴(Sambar deer, Rusa unicolor)은 아시아 전역, 특히 인도, 동남아시아, 중국 남부 등지에 널리 분포하는 대형 사슴입니다. 우리나라에서는 이 삼바사슴을 ‘수록(물사슴)’이라고 부르기도 하는데, 이 명칭은 종종 혼동을 일으킵니다. 왜냐하면 ‘물사슴’이라는 단어는 영어로는 전혀 다른 동물인 고라니(Chinese water deer, Hydropotes inermis)를 가리킬 때 일반적으로 사용되기 때문입니다. 이 혼란의 핵심은 ‘물사슴’이라는 이름이 같은 단어로 서로 다른 종을 지칭하게 된 언어적 차이와 번역 방식에 있습니다. 먼저, 삼바사슴이 왜 ‘물사슴’이라는 별칭을 갖게 되었는지는 이 동물의 습성과 환경에서 비롯되는데요, 삼바사슴은 습지, 늪지대, 강변 숲 등 물가와 가까운 환경에서 주로 생활하며, 헤엄을 아주 잘 치는 것으로 유명합니다. 실제로 포식자를 피할 때 물속으로 뛰어들거나, 깊은 물을 건너는 행동도 자주 관찰됩니다. 이러한 습성 때문에 현지에서 ‘물과 가까운 사슴’이라는 의미로 삼바사슴을 수록(水鹿) 또는 물사슴이라 부른 것입니다. 반면, 우리나라 고라니는 영어권에서는 ‘Chinese water deer’라고 불립니다. 이 이름은 고라니가 습한 초지와 강 주변에서 서식하며, 또 사슴류로서는 특이하게 뿔이 없고 송곳니가 발달한 외형 때문에 외국 연구자들이 구별을 위해 붙인 이름입니다. 즉, 고라니 역시 물가에서 살아가는 특성 때문에 ‘Water deer’라는 이름이 붙은 것이며, 우리나라에서는 그냥 ‘고라니’라고 하지 ‘물사슴’이라고는 잘 부르지 않습니다. 결국 삼바사슴을 ‘물사슴’이라고 부르게 된 것은 그 생태적 특징을 묘사한 전통적 별칭일 뿐, 영어의 'water deer'와 직접적으로 대응되는 명칭은 아닙니다. 이 때문에 삼바사슴을 ‘물사슴’이라고 부르는 표현은 번역의 관습, 지역적 명명법, 생태적 습성이 복합적으로 작용한 결과라고 할 수 있습니다. 다만, 학술적으로는 이 같은 혼동을 피하기 위해 정확한 학명이나 통용되는 영어명(Sambar deer, Rusa unicolor)을 사용하는 것이 더 명확합니다.
Q. 동물마다 눈의 위치가 다른데 이유가 무엇인가요?
안녕하세요.동물마다 눈의 위치가 다른 이유는 그 동물이 어떤 방식으로 살아가는지, 즉 생존 전략과 생활 방식에 따라 진화적으로 달라졌기 때문인데요, 눈의 위치는 시야의 범위와 입체 시력, 그리고 환경 인식 방식에 큰 영향을 미치며, 이는 곧 포식자(사냥하는 동물)인지 피식자(사냥당하는 동물)인지에 따라 뚜렷하게 나뉩니다. 먼저, 토끼나 사슴 같은 초식 동물들은 보통 눈이 머리의 양 옆(측면)에 달려 있습니다. 이렇게 하면 양쪽 눈이 서로 다른 방향을 볼 수 있어 시야 범위가 매우 넓어지고, 일부 동물은 거의 360도에 가까운 시야를 확보할 수 있습니다. 이런 시야는 주변의 위협을 빨리 감지하고 도망치는 데 유리합니다. 즉, 포식자를 조기에 발견하고 생존 가능성을 높이기 위한 진화적 결과입니다. 반면에, 호랑이, 사자, 올빼미 같은 육식 동물은 눈이 얼굴의 정면에 가깝게 위치해 있습니다. 이는 두 눈이 같은 물체를 동시에 바라보며 겹치는 시야를 만들어내고, 그 겹치는 부분에서 생기는 ‘입체 시력(양안시)’이 매우 뛰어나게 됩니다. 입체 시력은 거리감과 깊이를 정확하게 판단하는 능력으로, 사냥감을 정확히 추적하고 타이밍을 맞춰 공격하는 데 매우 중요합니다. 요약해보자면 눈이 옆에 있는 동물은 넓은 시야를 통해 포식자를 빨리 감지하는 것이 중요하기 때문에 그렇게 진화했고, 눈이 앞에 있는 동물은 입체적 거리 감각이 중요하기 때문에 정면형 눈 구조를 가지게 된 것이라고 볼 수 있습니다. 이러한 눈 위치의 차이는 단순한 외형 차이가 아니라, 각 동물의 생태적 위치와 생존 방식이 오랜 세월에 걸쳐 반영된 진화의 결과라고 볼 수 있습니다.
Q. 야행성 야생 동물들이 밤에도 잘 볼 수 있는 이유가 궁금합니다!
안녕하세요.야행성 야생동물들이 어두운 밤에도 잘 볼 수 있는 이유는 이들의 눈 구조와 감각 체계가 밤에 적응되도록 진화했기 때문입니다. 특히 눈의 망막 구조, 광수용체의 종류와 밀도, 그리고 빛을 효율적으로 활용하는 반사층의 존재 등이 어두운 환경에서 뛰어난 시력을 가능하게 만듭니다. 먼저, 야행성 동물의 눈에는 막대세포(rods)라고 불리는 광수용체가 풍부한데요, 막대세포는 빛의 밝기를 감지하는 역할을 하며, 낮보다 어두운 환경에서 더욱 민감하게 반응합니다. 이와 달리 원추세포(cones)는 색을 감지하는 역할을 하지만, 어두운 밤에는 잘 작동하지 않습니다. 따라서 야행성 동물은 색보다는 명암 대비에 더 민감하게 반응하고, 약한 빛에도 사물을 잘 감지할 수 있게 됩니다. 또한, 많은 야행성 동물은 눈 뒤쪽에 타페툼 루시둠(tapetum lucidum)이라는 반사막 구조를 가지고 있습니다. 이 구조는 들어온 빛을 망막 뒤에서 한 번 더 반사시켜 다시 광수용체에 도달하도록 도와줍니다. 이로 인해 약한 빛조차도 효율적으로 두 번 활용할 수 있게 되어, 어두운 환경에서도 더 밝게 볼 수 있는 것입니다. 고양이나 너구리, 올빼미 같은 동물의 눈이 밤에 반짝이는 이유가 바로 이 구조 때문입니다. 또한, 이들의 동공이 매우 넓게 확장될 수 있다는 점도 큰 장점이라고 할 수 있습니다. 넓은 동공은 더 많은 빛을 눈 안으로 받아들이게 해 주며, 아주 적은 양의 빛으로도 사물을 식별할 수 있게 도와줍니다. 마지막으로, 일부 야행성 동물은 시각 외에도 청각이나 후각이 매우 발달해 있어, 어두운 밤에 시각만으로 움직이기보다 다양한 감각 정보를 통합적으로 활용하여 환경을 인식합니다. 결론적으로, 야행성 동물들은 광수용체의 밀도, 반사 구조, 동공 조절 능력, 감각 통합 등 여러 가지 생물학적 특성을 통해 어두운 밤에도 매우 효율적으로 주변을 볼 수 있게 진화해온 것으로 볼 수 있습니다.