안녕하세요. 황정웅 전문가입니다.
Q. 나무는 어떻게 이산화탄소를 흡수하는 것인가요?
안녕하세요. 황정웅 전문가입니다.나무의 호흡은 대부분 잎에서 일어난다고 할 수 있습니다.나무의 잎에는 기공이라는 눈에 보이지 않을 정도로 아주 작은 구멍들이 있습니다.(주로 잎의 뒷면)이 구멍들은 공변세포라는 세포들에 의해 열림과 닫힘이 조절됩니다.기공을 통해 산소와 이산화탄소의 기체교환이 일어나며 나무의 수분이 수증기상태로 빠져나오는 증산작용도 일어납니다.
Q. 이 곤충은 뭔가요? 학교 교실에서 나왔어요
안녕하세요. 황정웅 전문가입니다.사진의 곤충은 톱다리개미허리노린재로 추정됩니다.노린재목에 속하는 곤충입니다.콩밭에서 매우 많이 발견되기 때문에 콩노린재라고 부르기도 합니다.실제로 콩과 식물의 수액을 빨아먹어 해를 가하는 해충으로 알려져 있습니다. 성충으로 겨울을 나고 다음해 봄에 다시 활동을 시작할 수 있습니다. 보통 6월부터 10월까지 꾸준하게 발견되는 곤충입니다.
Q. 판다의 경우 육식에서 초식동물로 진화했다는데 이제는 육식자체를 익힌 고기라도 먹지 못하는 체질인가요?
안녕하세요. 황정웅 전문가입니다.판다는 대나무를 주식으로 하는 동물이지만 소화기관의 구조는 육식동물의 구조와 비슷합니다.그래서 여전히 고기를 먹고 소화시킬 수 있습니다. 종종 대나무가 부족한 야생에서 먹을 대나무가 없어 육식을 하는 판다가 발견되기도 합니다.오히려 판다의 소화기관은 대나무를 소화하기 힘든 구조입니다.그래서 판다는 충분한 에너지를 얻기위해서 하루동안 매우 많은 양의 대나무를 먹어야 합니다. 판다가 대나무를 주식으로 하게된 것은 진화과정 중 미각에 관여하는 유전자가 변했기 때문으로 추정합니다.결국 고기의 맛을 잘 느끼지 못하고 대나무가 맛있게 느껴지므로 대나무를 주식으로 하는것으로 볼 수 있습니다.
Q. 체세포 분열에 의한 세포의 형성이 유전적 변이가 나타나는 원인으로볼 수 없는 이유가 무엇인가요?
안녕하세요. 황정웅 전문가입니다.유전자에 변형을 가하는 환경적 요인이 없는 일반적인 상황이라면 체세포분열은 세포가 둘로 나뉘기 전 DNA를 정확하게 복제합니다. 복제에 오류가 있으면 이를 발견하고 수정하는 기작들도 수행하게 됩니다.이후 복제된 DNA는 세포가 둘로 나뉠 때 두개의 딸세포에 반반씩 동일하게 분배됩니다.결국 부모세포와 딸세포는 유전적으로 완전히 동일합니다. 그렇기 때문에 체세포 분열에서는 유전적 변이가 나타난다고 보기엔 어렵습니다.반면 생식세포를 만들기 위한 감수분열에서는 유전적 변이가 나타날 수 있습니다.감수분열은 분열을 위해 유전자를 복제한 후에 상동염색체 간에 교차나 재조합이 일어나 유전 정보가 변할 수 있습니다.
Q. 왜 물고기는 물 밖에 나오면 죽는 것인가요?
안녕하세요. 황정웅 전문가입니다.물고기가 가진 아가미가 공기중에서는 제대로 기능하지 못하기 때문입니다.물 속에 녹아있는 산소는 공기중의 산소에 비하면 매우 적습니다.물고기의 아가미는 물속에 녹아있는 적은 용존산소를 효과적으로 흡수하기 위해 매우 얇고 섬세한 아가미판들이 모인 구조로 이루어져 있습니다.이것은 아가미의 표면적을 매우 넓게 하는 구조입니다.넓은 표면적 덕분에 물과의 접촉 면적을 넓혀 많은 산소를 흡수할 수 있습니다.하지만 넓은 표면적은 동시에 아주 쉽게 건조된다는 단점을 가집니다.또한 아가미는 비교적 노출되어 있다는 점에서 건조한 환경에서 더 불리합니다.물 속에서는 건조한 환경을 걱정할 필요가 없지만 물 밖으로 나온다면 상황이 달라집니다. 아가미가 빠르게 건조되면 아가미는 기체교환을 할 수 없게됩니다.결국 물고기는 산소를 공급받지 못해 죽게됩니다.반대로 인간을 비롯한 육상생물들이 가진 폐는 공기중에서 호흡하는데 특화되어있습니다.폐는 내부에 점액을 분비하여 적절한 습기를 유지할 수 있어 쉽게 건조되지 않습니다.반면 폐는 물 속에 녹아있는 적은 양의 용존산소로는 몸에 필요한 산소를 충분히 흡수하지 못합니다.