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생물·생명
Q. 다양한 곤충들은 주변 환경에 어떻게 적응했을까요?
말씀하신대로 곤충은 주변 환경에 적응하기 위해 여러 방어 기제를 발달시켰습니다.그 중에서도 주요 방어 기제는 크게 말씀하신 위장, 경고색, 그리고 독성 물질 분비로 나눌 수 있습니다.곤충들은 포식자로부터 자신을 숨기기 위해 위장술을 사용합니다.이는 몸의 색깔, 무늬, 형태를 주변 환경과 유사하게 만들어 배경에 섞이는 방법으로 의태와 보호색이 대표적입니다.의태는 다른 동물의 형태나 색을 흉내 내는 전략입니다. 예를 들어, 막대벌레는 나뭇가지와 비슷하게 생겨 포식자가 쉽게 구분하지 못하게 하는 것이죠.보호색은 곤충의 몸 색깔이 서식지의 배경과 유사해지는 경우입니다. 나뭇잎나비는 날개를 접었을 때 말라버린 나뭇잎과 매우 흡사한 모양과 색을 띠어, 나뭇잎이 많은 환경에서 자신을 보이지 않게 만드는 것입니다.경고색은 위장과는 반대로, 일부 곤충은 자신을 눈에 띄게 만들어 포식자에게 '나는 위험하다'는 신호를 보냅니다. 이러한 경고색은 보통 밝고 강렬한 색상인 빨강이나 노랑, 검정 등으로 이루어져 있습니다.또 독성 물질을 분비하는 것은 곤충의 가장 대표적이면서도 효과적인 방어 수단입니다. 이러한 독은 포식자를 마비시키거나 심지어 죽일 수도 있습니다.이 외에도, 일부 곤충은 몸을 딱딱한 갑옷처럼 만들어 물리적인 공격을 막아내기도 하는데, 대표적으로 딱정벌레의 단단한 등껍질은 외부 충격으로부터 몸을 보호하는 역할을 합니다.
생물·생명
Q. 중앙아메리카에 사는 맥 이름에 왜 '베어드'가 붙었어요?
사실 말씀하신 '베어드(Baird)'는 사람의 이름입니다.즉, 이 동물을 처음으로 관찰하고 기록한 미국의 박물학자 '스펜서 풀러턴 베어드(Spencer Fullerton Baird)'의 이름에서 따온 것입니다.베어드는 1843년에 멕시코를 여행하면서 이 동물을 목격했는데, 비록 이 종을 처음으로 학계에 보고한 사람은 다른 학자였지만, 그의 관찰 기록이 이름에 반영되어 오늘날까지 사용되고 있는 것입니다.
생물·생명
Q. 식물 잎 끝부분이 갈색으로 변하는 이유
사진만으로는 판단이 어렵습니다.하지만 과습이나 건조, 고온 및 직사광선에 의한 햇볕 데임은 증상이 조금 다르게 나타납니다.먼저 과습의 경우 잎 전체가 노랗게 변하면서 잎 끝이 갈색으로 마르는 경우가 많습니다. 잎이 흐물거리거나 줄기가 물러지는 증상이 함께 나타나기도 합니다.그리고 건조의 경우 잎 끝이 바삭하게 마르고, 심하면 잎 전체가 쭈글거리거나 시들게 됩니다.마지막으로 고온이나 강한 직사광선에 의한 경우 잎 끝이나 햇볕을 직접 받는 부분이 하얗게 타거나 갈색으로 변색됩니다. 화상의 흔적이 명확하게 나타나며, 잎이 마르고 바삭해지는 경우가 많습니다.사진상으로만 본다면 최근 고온으로 인해 흙의 물이 부족한 것으로 보이긴 합니다.
생물·생명
Q. 식물에서는 나트륨 칼륨펌프 대신에 어떠한 펌프를 가지고 있나요?
식물은 나트륩-칼륨 펌프 대신 식물은 이 펌프 대신 수소 이온 펌프(H+ 펌프)를 사용하여 1차 능동수송 기능을 수행합니다.식물 세포의 세포막에는 ATP를 에너지원으로 사용하는 양성자 펌프, 즉 H+-ATPase가 존재합니다. 이 펌프는 ATP를 가수분해하여 방출된 에너지를 이용해 세포 내부의 수소 이온을 세포 밖으로 능동적으로 퍼냅니다.결과적으로, 식물은 나트륨-칼륨 펌프 대신 수소 이온 펌프를 통해 세포의 이온 균형을 유지하고, 뿌리에서 무기염류를 흡수하는 등 다양한 생리적 기능을 수행하는 것입니다.
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Q. 서로 다른 환경에 적응했다는 동위효소는 어떤 특징이 있는 효소인가요?
동위효소는 한 생물체 내에서 동일한 반응을 촉매하지만, 유전적으로 다른 기원을 가진 효소들을 말합니다.일반적으로 유전자 중복을 통해 형성되며, 조직이나 발달 단계에 따라 다르게 발현되기 때문에 특정 환경에 더 효율적으로 적응할 수 있게 해줍니다.먼저 동위효소는 아미노산 서열이 다릅니다. 이로 인해 3차원 구조에 미세한 차이가 발생하며, 이 차이는 전기영동과 같은 실험을 통해 구분할 수 있습니다.또한 같은 기질에 작용하고 동일한 생성물을 만들지만, 반응 속도나 기질 친화도와 같은 효소 역학적 특성에서 차이를 보입니다. 예를 들어, 어떤 동위효소는 낮은 기질 농도에서 더 효율적으로 작용하고, 다른 동위효소는 높은 기질 농도에서 더 잘 작용할 수 있는 것입니다.그리고 동위효소는 특정 조직이나 세포 소기관에 존재하며, 각 조직의 대사적 요구에 맞게 조절되며, 세포가 다양한 환경 조건에 적응하는 데 도움을 줍니다.특히 의학적인 진단으로 본다면 특정 조직에 손상이 발생하면 그 조직에 특이적인 동위효소가 혈액으로 방출되기 때문에 혈액 검사를 통해 특정 동위효소의 농도를 측정하면 어느 조직에 문제가 생겼는지 진단할 수도 있습니다.