안녕하세요. 김지호 전문가입니다.
생물·생명
Q. 북극곰에대해 궁금해서 질문합니다.
안녕하세요.네, 말씀해주신 것처럼 북극곰은 겉으로 보기에는 하얀 털과 둥근 얼굴, 비교적 작은 귀 때문에 귀여운 인상을 주지만, 실제로는 극한의 북극 환경에 적응한 강력한 육식동물인데요, 먼저 북극곰의 체격은 성체 수컷 기준으로 몸길이가 2m를 넘으며 곰류 중에서도 가장 큰 종에 속합니다. 불곰(갈색곰)에 비해 상대적으로 머리가 길고 좁으며, 두개골 형태가 장두형에 가깝고,이는 얼음 밑에서 물범을 사냥할 때 물살을 가르기 쉽게 해주는 적응으로 보입니다. 또 귀가 작고 꼬리가 짧은데, 이는 체온 손실을 줄이기 위한 전형적인 추운 지방 동물의 특징입니다. 또한 피부색은 흰 털 속에 가려져 잘 보이지 않지만 실제로는 검은색인데요, 털은 속이 비어 있는 투명한 관 모양으로 빛을 산란시켜 하얗게 보이지만, 햇빛을 받아들이는 데 유리하며, 검은 피부는 흡수된 빛을 열로 바꾸어 체온 유지에 도움을 줍니다. 게다가 수영 능력은 대단히 뛰어나서, 시속 10km 이상의 속도로 헤엄칠 수 있고, 몇 시간에서 길게는 수십 km까지 끊임없이 수영하여 얼음 사이를 이동합니다. 어떤 기록에서는 9일간 약 700km를 수영한 사례도 보고된 바 있습니다. 마지막으로 힘의 측면에서 보면, 북극곰은 단순히 육식동물 중 가장 크고 강력한 체구를 가진 존재 중 하나인데요 물범, 바다코끼리 새끼, 때로는 작은 고래까지 사냥할 수 있으며, 한 번의 앞발 타격으로 얼음을 깨거나 물범의 머리를 치명적으로 가격할 수 있을 정도로 강합니다. 다만 “육식동물 중 가장 힘이 세다”는 표현은 상대적인데, 체급 면에서는 북극곰이 최상위에 속하지만, 아프리카의 하마, 바다의 범고래와 같은 다른 대형 동물들과는 서식 환경과 생존 방식이 달라 단순 비교는 어렵습니다. 감사합니다.
생물·생명
Q. 바퀴벌레는 정말 핵폭발에서도 살아남나요?
안녕하세요. 네, 질문해주신 것처럼 흔히 “바퀴벌레는 핵폭발에서도 살아남는다”라는 말이 있지만, 이는 사실을 과장한 표현인데요 바퀴벌레가 지구상에서 가장 오래 살아남는 생물 중 하나라는 점은 맞지만, 실제 핵폭발 상황에서는 폭발 자체의 충격파와 고열 때문에 다른 동물과 마찬가지로 곧바로 죽게 됩니다. 즉, 핵폭발 그 자체를 견딜 수 있는 생물은 거의 없습니다. 다만 바퀴벌레가 이런 속설의 주인공이 된 이유는 방사선에 대한 상대적인 내성을 가졌기 때문인데요, 사람을 포함한 포유류는 세포가 빠르게 분열하는 조직(혈액세포, 소화관 상피세포 등)이 방사선에 매우 민감해 수백~천 래드 정도에서도 치명적인 손상을 입습니다. 반면 바퀴벌레는 세포 분열 속도가 느리고, 생활 주기 중 방사선에 취약한 시기가 제한적이어서 수천 래드 이상의 방사선에도 상당한 생존율을 보입니다. 실제 연구에서는 바퀴벌레가 약 6,000~10,000 래드 수준까지 견딜 수 있는 것으로 보고되었는데, 이는 인간보다 수십 배 높은 수치입니다. 하지만 핵폭발 시 발생하는 방사선은 단순히 몇 천 래드 수준을 넘어, 순간적으로 수십만 래드 이상이 쏟아져 나오며, 동시에 고온과 압력파가 생기기 때문에 바퀴벌레 역시 살아남을 수 없습니다. 감사합니다.
생물·생명
Q. 여성보다 남성에게서 탈모가 더 흔하게 발생하는 이유는 무엇인가요?
안녕하세요.네, 질문해주신 것처럼 남성에게서 탈모가 여성보다 더 흔하게 나타나는 이유는 남성 호르몬 대사와 이에 민감하게 반응하는 유전적 요인 때문인데요, 가장 대표적인 형태인 남성형 탈모(안드로겐성 탈모)는 남성 호르몬인 테스토스테론이 5-알파 환원효소에 의해 디하이드로테스토스테론(DHT)으로 전환되면서 시작됩니다. DHT는 모낭의 수용체와 결합하여 모낭을 점차 위축시키고, 굵은 모발을 가늘고 짧은 솜털 같은 모발로 바꾸어 결국 탈모를 유발합니다. 여기서 중요한 차이는 유전적 감수성인데요, 즉 모든 남성이 동일한 정도의 DHT를 갖고 있어도, 모낭 세포의 안드로겐 수용체 유전자 변이에 따라 호르몬에 대한 민감도가 달라집니다. 즉, 특정 유전자를 가진 사람은 모낭이 DHT에 과도하게 반응해 쉽게 위축되며, 이 경향이 남성에게서 더 강하게 나타나는 것입니다. 물론 여성에게도 테스토스테론과 DHT가 소량 존재하지만, 여성 호르몬인 에스트로겐이 모발 성장에 보호 효과를 주기 때문에 탈모가 상대적으로 덜 발생합니다. 다만 폐경 이후 에스트로겐 분비가 감소하면 여성형 탈모가 나타나기도 하는데, 이 경우에도 유전적 감수성이 중요한 역할을 합니다. 감사합니다.
생물·생명
Q. 뭔가 긴 나팔같이 생긴 이 흰 꽃은 뭔가요?
안녕하세요. 네, 올려주신 사진 속의 꽃은 흰나팔꽃처럼 보이지만 사실은 백합과 식물인 '나팔나리(흰나리)'인 것으로 보이는데요, 길게 뻗은 줄기 끝에서 긴 통 모양의 흰색 꽃이 나팔처럼 옆으로 퍼져 피는데, 보통 6장의 꽃잎이 앞으로 벌어져서 나팔을 닮은 모양을 하고 있습니다. 여름철(6~8월)에 피며, 향기도 은은하게 납니다. 이와 비슷하게 생긴 꽃으로는 흰나팔꽃(메꽃과)이 있는데 덩굴식물이고, 꽃자루가 길지 않으며 보통 하루만 피고 시듭니다. 즉 사진 속 꽃은 덩굴성이 아니라 곧게 자란 줄기에서 큰 흰 나팔 모양의 꽃이 피어 있으므로 흰나리(특히 참나리와 가까운 종류)로 보입니다. 감사합니다.
생물·생명
Q. 조류들도 탈모 등으로 깃털이 빠질 수 있나요?
안녕하세요.네, 질문해주신 것처럼 조류도 포유류에서 말하는 탈모와 비슷하게 깃털이 빠지는 현상이 나타나는데요, 다만 새들의 경우에는 이를 보통 깃갈이(털갈이, 몰팅)라고 부르며, 이는 생리적으로 정상적인 과정과 병리적인 과정 두 가지로 나눌 수 있습니다. 먼저 정상적인 깃갈이는 계절의 변화나 성장 단계에 따라 주기적으로 일어나는데요 대부분의 새들은 해마다 일정한 시기에 깃털을 교체하는데, 이는 깃털이 시간이 지남에 따라 마모되거나 손상되기 때문에 새로운 깃털로 바꿔야 하기 때문입니다. 예를 들어 겨울철에는 보온 기능을 강화하기 위해 더 촘촘한 깃털로 갈아입고, 번식기에는 화려한 깃털을 새로 장만하여 짝짓기 신호로 사용하기도 합니다. 이 과정에서 일정 기간 동안은 깃털이 많이 빠져서 몸이 듬성듬성 비어 보일 수 있지만, 이는 정상적인 생리적 현상입니다. 반면에 병리적 원인에 의해 깃털이 빠지는 경우도 있는데요, 영양 불균형, 외부 기생충 감염(진드기, 이 등), 곰팡이나 세균성 피부 질환, 호르몬 이상, 스트레스 등으로 인해 비정상적인 탈깃 현상이 나타날 수 있습니다. 이 경우에는 새가 스스로 깃털을 뜯어내거나 특정 부위만 유난히 빠져서 드러나기도 합니다. 감사합니다.
생물·생명
Q. 삼투 현상이 나타나는 근본적인 원인은 무엇인가요?
안녕하세요.네, 삼투 현상이 나타나는 근본적인 원인은 물 분자가 가지는 자유에너지 차이와 그것을 일으키는 용질 농도 차이 때문인데요, 세포막을 이루는 인지질 이중층은 대부분의 이온이나 극성 분자가 쉽게 통과하지 못하도록 차단하는 장벽 역할을 하지만, 물 분자 자체는 매우 작고 극성임에도 불구하고 특정 단백질 통로인 수분 통로 단백질(아쿠아포린)을 통해 빠르게 이동할 수 있습니다. 따라서 세포막은 일반적으로 용질에 대해서는 반투과적이지만, 물에 대해서는 선택적으로 투과성을 가지게 됩니다. 이때 농도가 높은 쪽은 사실상 물의 활동도가 낮은 상태이며, 농도가 낮은 쪽은 물의 활동도가 높은 상태입니다. 물은 더 자유롭게 움직일 수 있는 쪽에서 덜 자유로운 쪽으로 이동하려는 경향이 있기 때문에, 세포막 양쪽의 자유에너지 차이를 줄이려는 방향으로 이동하는데요 이것이 바로 삼투 현상입니다. 즉 삼투 현상이 나타나는 근본적인 이유는 막 양쪽의 물 분자가 가지는 화학적 퍼텐셜 차이이며, 물은 이를 평형화하려는 과정에서 이동하게 되는 것입니다. 감사합니다.
생물·생명
Q. 이온 통로가 운반체 단백질보다 더 빠른 속도를 가진 이유는 무엇인가요?
안녕하세요.네, 촉진확산의 방식으로는 이온통로와 운반체 단백질이 있습니다. 즉 이온 통로(ion channel)와 운반체 단백질(carrier protein)은 모두 세포막을 통한 촉진 확산(facilitated diffusion)을 담당하지만, 두 단백질이 작동하는 방식이 근본적으로 다르기 때문에 속도의 차이가 생기는 것인데요, 이온 통로는 세포막에 형성된 수용성 통로로서, 선택적으로 특정 이온(Na⁺, K⁺, Cl⁻ 등)을 막을 가로질러 거의 자유 확산에 가까운 방식으로 이동시킵니다. 이때 이온은 단백질의 구조적 변화 없이 전기화학적 구배에 따라 한꺼번에 빠르게 이동할 수 있습니다. 즉, 문이 열려 있는 동안에는 막 전위와 농도 차이에 의해 이온이 수천만 개 이상 단위로 동시에 이동하므로, 속도가 매우 빠릅니다. 반면에 운반체 단백질은 용질을 직접 결합한 뒤, 단백질 자체가 구조적 변화를 일으켜서 용질을 반대편으로 옮기는 과정을 거칩니다. 이 과정은 결합–형태 변화–방출이라는 연속적인 단계가 필요하기 때문에, 한 번의 운반 주기마다 소수의 분자만 이동할 수 있습니다. 따라서 이온 통로에 비해 속도가 훨씬 느려집니다. 감사합니다.
생물·생명
Q. 마트서 산 포도알 키우기 가능한가요?
안녕하세요.네, 질문 주신 사항에 대해 답변드리자면 보통 마트에서 산 포도알(열매) 자체로는 키울 수 없는데요, 요즘 마트에서 파는 포도(샤인머스캣, 캠벨, 거봉 등)는 씨 없는 품종이 많으며, 씨가 있어도 종자 번식을 목적으로 개량된 게 아니라서 발아율이 낮습니다. 반면에 혹시 씨가 있는 품종이라면 발아 자체는 될 수 있는데요 다만, 씨앗에서 키운 포도는 원래 부모 포도와 유전적으로 동일하지 않고 변이가 생기게 되며 과실을 맺기까지는 최소 3~5년 이상 걸리며, 맛도 원래 먹던 포도와 같을 거라는 보장이 없습니다. 게다가 포도 재배는 대부분 삽목(가지 꺾꽂이)이나 접목으로 하는데요, 씨앗이 아니라 성숙한 포도나무의 가지를 잘라 뿌리내리게 해서 키우면 원래 품종과 똑같은 포도가 열립니다. 즉 농장에서 쓰는 포도나무는 거의 다 이런 방식으로 번식한 것이라고 볼 수 있습니다. 감사합니다.
생물·생명
Q. 하루살이들은 정말로 하루만 살다가 죽는 건가요?
안녕하세요. 네, 질문해주신 것처럼 많은 분들이 이름 때문에 오해하는데, 하루살이가 정말로 딱 하루만 살다가 죽는 건 아닌데요, 하루살이 대부분은 강이나 호수 바닥에 살면서 수개월에서 길게는 1~2년까지 유충(약충) 상태로 살며 이 기간 동안은 물속에서 조류나 유기물 등을 먹고 자랍니다. 물 밖으로 나와 날개를 가진 성충이 되면 이야기가 달라지는데요, 성충 하루살이는 입이 퇴화되어 먹이를 먹을 수 없습니다. 즉 오직 짝짓기와 산란을 위해서만 사는 것이며 종에 따라 성충으로서의 수명은 수 시간 ~ 1~2일 정도이기 때문에 하루살이라는 이름이 붙은 것입니다. 즉 먹이를 먹을 수 있는 입이 없으니 오래 살 수 없는 것이며 교미 후 알을 낳으면 곧 죽게 되는 것입니다. 감사합니다.
생물·생명
Q. 이게 벌새 인가요 벌레인가요? 분간이 되려나요?
안녕하세요.사진 속의 생명체는 벌새가 아니라 곤충, 정확히 말하면 박각시나방(스핑크스나방류, Sphingidae)로 보이는데요, 벌새는 보통 최소 7~8cm 이상이고, 우리나라에서 흔히 볼 수 없으며 사진 속 개체는 4~5cm 정도로 곤충 크기입니다. 박각시나방류는 날개짓이 매우 빠르고 제자리에 정지비행(hovering)을 하면서 긴 대롱 모양의 빨대 같은 흡관을 꽃 속에 넣어 꿀을 빠는 습성이 있는데요, 벌새와 매우 비슷해 보이지만, 가까이 보면 곤충의 더듬이와 작은 몸체가 보입니다. 또한 사진 속 생물도 머리에서 앞으로 곧게 뻗은 대롱(흡관)이 꽃 속으로 들어가 있고, 몸에는 곤충 특유의 마디가 보이는데요 벌새라면 부리와 깃털이 보여야 하는데, 여기서는 그런 특징이 전혀 없습니다. 따라서 사진 속 존재는 벌새처럼 보이는 나방, 흔히 "호버링나방" 또는 "벌새나방"이라고 불리는 박각시나방류라고 할 수 있겠습니다. 감사합니다.