안녕하세요. 윤보섭 전문가입니다.
생물·생명
Q. 혹성탈출 영화처럼 특정 물질로 유인원의 뇌를 활성화시켜서 인간처럼 만드는게 가능할까요?
혹성 탈출과 같이 특정 물질로 유인원의 뇌를 활성화시켜 인간 수준의 지능을 갖게 하는 것은 현재로서는 불가능에 가깝습니다. 유인원의 뇌를 인간 수준으로 진화시키기 위해 단순히 어떤 물질 하나만 사용한다는 것은 말이 안 되며 유인원의 뇌 구조와 기능은 인간과 크게 다르기 때문에 유전자와 뇌 발달 전반에 걸친 근본적인 변화가 필요할 것입니다.하지만 2족 보행 능력은 뇌의 변화만으로도 어느 정도 가능할 수 있습니다. 보행은 많은 부분 뇌에 의해 제어되기 때문인데 특히 대뇌피질의 운동 영역과 소뇌, 기저핵 등 운동 조절 부위에 변화가 생긴다면 2족 보행 능력이 향상될 수 있습니다.실제로 일부 유인원 연구에서 운동 관련 뇌 영역의 자극이나 훈련을 통해 보행 능력이 향상된 사례가 있었기도 하지만 완전한 2족 보행을 위해서는 척추와 골반, 다리 근육 등의 신체 구조적인 변화도 필요할 것입니다.
생물·생명
Q. 사람이 감동할때 나오는 호르몬이 무엇인가요??
질문주신 벅차오르는 '감동'을 받는 경우에 우리 몸에서 분비되는 호르몬들이 몇 있습니다. 4가지 호르몬이 대표적이라 볼 수 있는데 옥시토신과 도파민, 엔돌핀, 그리고 세로토닌입니다.옥시토신은 행복 호르몬이라고도 불리는 호르몬인데 신체적, 정신적 친밀감과 연관되어 사람이 행복할 때 주로 촉진되는 호르몬입니다. 도파민은 보상 호르몬인데 감동받은 순간에 대한 보상 반응으로 이 도파민의 분비가 늘어나며 행복감과 만족감을 느끼게 됩니다. 엔돌핀은 천연진통제라 불리는 호르몬으로 지나친 고통에 대한 진통 역할도 하지만 감동을 받았을 때에도 분비되어 행복감을 느끼게 합니다. 세로토닌은 안정 호르몬으로 감동적인 순간에 마음의 평화와 만족감을 느낄 수 있게 해주는 호르몬입니다.이렇듯 감동적인 순간에는 이러한 호르몬들의 분비로 행복감과 만족감, 편안함 등을 느낄 수 있게 됩니다.
생물·생명
Q. 물이 없어도 살 수 있는 미생물이 있나요??
산소없이 살아갈 수 있는 생명체는 있지만 물이 정말 조금도 필요없이 살아갈 수 있는 생명체는 아직까진 발견되지 않은 것으로 알고 있습니다. 극한의 환경에서 살아가는 생명체들도 극미량의 물은 최소한 필요하기 때문입니다.하지만 물이 아닌 다른 액체를 기반으로 살아갈 수 있는 생명체의 존재에 대해서는 몇 가지 가설이 있습니다. 물과 유사한 성질을 지닌 아민 기반의 생명체라든지 벤젠과 같은 방향족 화합물에서 살 수 있는 생명체라든지 몇 가지 물 외의 용매를 기반으로 생명체가 살 수도 있겠다는 가설들은 있으나 실제로 관측되거나 발견된 사례는 아직 없습니다. 아마 앞으로 우주 탐사를 통해 다른 행성에서 그런 생명체들을 발견할 수 있을지도 모르겠습니다.
생물·생명
Q. 세포와 유전자의 구조와 기능에 대해 설명해주세요
세포에서부터 줌인 방식으로 설명드리겠습니다.세포는 생명체를 구성하는 가장 기본적인 단위로, 세포는 '세포막'으로 둘러싸인 '세포질'과 '세포핵'으로 이루어져 있습니다.여기서 '세포막'은 세포를 둘러싼 얇은 막으로 세포 안밖의 물질 출입을 조절합니다. '세포질'은 세포 내부를 채우고 있는 젤리 같은 유동성 물질로 여러 세포 소기관들이 담겨 있는데, 대표적인 세포 소기관으로 미토콘드리아(에너지 공장 역할), 리보솜(단백질 공장 역할), 소포체(단백질 택배 시스템 역할) 등이 있습니다.'세포핵'은 유전 물질인 DNA가 있는 세포 내 가장 큰 구조물로 세포의 핵심이 되는 부분입니다. DNA는 아데닌(A), 구아닌(G), 시토신(C), 타이민(T)의 4가지 염기가 이중나선 구조로 구성된 긴 사슬 모양인데 이 염기 서열의 조합으로 유전 정보가 암호화됩니다. 이 DNA가 사실 우리 몸의 설계도 역할을 하는데 DNA->RNA->단백질 순서로 물질이 만들어지게 됩니다. 이렇게 합성된 단백질이 세포의 구조와 기능을 담당하는 핵심 물질로 효소, 호르몬, 항체 등 다양한 형태로서의 역할을 수행하게 되는 것입니다.
생물·생명
Q. 멍게는 어릴적과 성장한 모습이 다른데 어떻게 다른가요?
멍게는 촉수 모양의 유생 시기를 지나 성장하면서 외형이 크게 변하는데, 유생 시기에는 작고 투명한 원반 모양으로 주변을 돌며 이동하는 길고 가는 촉수들이 있으며 이 촉수들로 미세 플랑크톤을 잡아먹습니다. 그러면서 일정 시간 성장 후에는 해저 바닥에 붙어 변태하면서 외형이 완전히 바뀝니다.성체가 되면 납작한 원반 모양에 주름진 옆구리가 생기고, 촉수 대신 단단한 껍데기 안에 입이 생깁니다. 이 때부터 암초나 바위에 붙어 조개나 해조류 등을 조르고 빨아먹는 섭식 방식으로 전환됩니다. 따라서 어릴 때 자유롭게 유영하던 모습과 성체의 고정 생활이 크게 달라보이는 것입니다.
생물·생명
Q. 하루살이의 수명은 정말 하루일까요?
하루살이는 그 이름과는 달리 수명이 정확히 하루는 아닙니다. 성체가 된 하루살이의 수명은 종류에 따라 차이가 있지만 대체로 1-2주 정도입니다.하루살이는 유충 시기에 1-3년 가량을 강가나 호수 바닥에서 지내다가 성체가 되면 날개가 생기는데, 이후 성체 수명은 종에 따라 다르지만 보통 몇 시간에서 길게는 2-3주 정도입니다. 이 짧은 성체 기간 동안 교미와 알 낳기를 마치고 죽기때문에 '하루살이'라는 이름이 붙었지만 실제 전체 수명은 유충 시기까지 포함하면 1-4년 가량 됩니다.
생물·생명
Q. 산호는 식물인가요? 아님 동물인가요?
산호는 작은 개체들이 무리를 이루어 군체를 형성하는데, 이 개체들 하나하나가 동물의 특성을 지니고 있습니다. 또 산호는 촉수를 이용해 플랑크톤과 같은 작은 생물들을 잡아먹고, 배설과 같은 동물의 대사 활동을 하기때문에 동물에 속해있으며 조금 더 구체적으로는 무척추동물에 속해 잇습니다.
생물·생명
Q. 햇빛을 통해 비타민 D 를 충분히 생성하려면...
비타민D를 체내에서 충분히 합성하기 위해서는 일주일에 2-3회 정도 팔다리를 노출시킨 상태에서 약 15-30분정도 햇빛에 노출되는 것이 적절합니다. 그러나 선크림을 바르면 자외선 차단 효과 때문에 비타민 D 합성이 저해되는데, 선크림에 포함된 성분들이 피부에 도달하는 자외선B(UVB)를 차단하기 때문입니다. 따라서 비타민 D 합성을 제대로 하기 위해서는 선크림을 바르지 않은 상태에서 피부를 노출시켜야 하는데 꼭 발라야겠다면 SPF 지수가 낮은 선크림을 사용하는 것이 좋습니다. 그리고 당연하게도 햇빛 노출 시간이 너무 길어지면 피부 손상 위험이 있으므로 너무 긴 시간의 노출은 피할 필요가 있습니다.
생물·생명
Q. 고둥은 껍데기 안에 들어가 얼마나 버틸수 있나요?
고둥이 단단한 껍질 속으로 완전히 들어가면 상당히 오랜 기간동안 생존할 수 있습니다.고둥은 아가미를 통해 호흡하고 먹이를 섭취하는 생물이기에 껍질 안에 있을 때는 대사 활동이 최소화됩니다. 또 단단한 석회질의 껍질은 외부의 위협으로부터 고둥을 잘 보호해주는데, 이런 상태에서 고둥은 수 개월, 심지어 1년 이상 견딜 수 있다고 합니다. 물론 서식지 환경과 개체의 건강 상태에 따라 차이가 있겠지만, 일반적으로 봐도 6개월 이상 버틸 수 있다고 알려져 있습니다.
생물·생명
Q. 인공 지능이 의료 분야에 어떻게 적용되고 있나요?
인공지능(AI)은 의료 분야에서도 다양하게 활용되고 있는데요, 먼저 영상 판독에 인공지능이 활용되고 있습니다. AI가 X-ray, CT, MRI 등의 의료 영상을 분석하여 질병 여부를 감지하고 진단을 내리는건데, 실제로 구글의 인공지능 시스템은 유방암 진단에서 의사들보다 더 높은 정확도를 보인 것으로 확인되었습니다.또 AI의 빅데이터 분석능력을 통해 환자의 유전체, 생활 습관 등 다양한 데이터를 분석하여 최적의 개인맞춤형 치료법을 처방할 수 있게 되었습니다. 대표적으로 IBM사의 AI인 왓슨이 있습니다.마지막으로는, 신약개발을 하는 많은 기업에서 AI를 활용하여 신약개발 속도를 비약적으로 상승시키게 되었습니다. 이전에는 신약 후보 물질을 찾아내고 시험해보는 것까지 일일이 사람 손을 거쳐야했다면 이제는 AI의 활용으로 수백개의 후보 물질들을 설계하고 예측할 수 있게 되어 신약개발에 드는 시간과 비용을 대폭 절감할 수 있게 되었습니다.이렇듯 AI는 의료계의 다양한 분야에서 활용되어 의료 서비스 발전에 기여하고 있습니다.