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생물·생명
Q. 꽃의 종류에 따라 개화 시기가 달라지는 이유는 무엇인가요?
나름의 생존 전략의 차이 때문입니다.식물은 꽃을 피우기 위해 필요한 총 온기의 양이 각기 다릅니다. 이를 '가온량' 또는 '적산 온도'라 하는데, 식물이 일정 온도(대략 5도) 이상인 날의 온도를 꾸준히 축적해야 꽃눈이 발달하고 개화가 이루어집니다. 따라서 적산 온도가 낮은 식물일수록 일찍 꽃을 피우고, 더 많은 온기가 필요한 식물은 늦게 개화하게 되는 것입니다.또한 일부 식물, 특히 겨울을 나는 식물들은 꽃을 피우기 위해 일정 기간 동안 낮은 온도를 경험해야 하는데 이를 춘화 처리라고 하며, 이 과정을 거쳐야 비로소 개화에 필요한 유전자가 활성화됩니다. 대표적으로 튤립이나 겨울밀은 추운 겨울을 겪지 않으면 꽃을 피우지 않습니다.또한 낮과 밤의 길이는 식물의 개화에 매우 중요한 영향을 미칩니다.특히 식물은 낮의 길이를 감지하여 계절을 파악하고 개화 시기를 결정하게 됩니다.그리고 이러한 차이를 만든 것은 앞서 말씀드린대로 생존 전략입니다.모든 식물이 같은 시기에 꽃을 피우면 햇빛이나 물, 영양분 등 자원을 얻기 위한 경쟁이 치열해집니다. 개화 시기를 달리함으로써 각 식물은 이러한 경쟁을 피하고 번식에 유리한 환경을 확보하는 것입니다.또 식물은 수분을 위해 벌이나 나비 등 특정 곤충이나 동물의 활동 시기에 맞춰 꽃을 피웁니다. 만약 곤충이 활동하지 않는 시기에 꽃을 피우면 열매를 맺지 못하고 번식을 할 수 없습니다.
생물·생명
Q. 서로 다른 종의 북극곰과 불곰이 교배가 가능한 이유는 무엇인가요?
유전학적으로 불곰과 북극곰은 매우 가까운 관계이기 때문입니다.불곰과 북극곰은 약 15만 년 전 비교적 최근 공통 조상으로부터 분기된 종입니다. 이처럼 분리된 시간이 짧아 두 종의 유전자 유사성이 매우 높을 뿐만 아니라 염색체 수도 74개로 동일합니다.보통 서로 다른 종의 동물은 염색체 수나 구조가 달라 정상적인 생식 세포를 만들지 못해 교배가 불가능하거나, 교배가 되더라도 번식 능력이 없는 잡종을 낳게 됩니다. 그러나 불곰과 북극곰은 유전적으로 유사성이 높아 교배를 통해 낳은 잡종인 그롤라 베어나 피즐리 베어도 번식 능력을 갖습니다.원래 불곰과 북극곰은 서식지가 달라 자연 상태에서 교배할 기회가 거의 없었습니다.불곰은 유라시아 대륙과 북미 대륙의 산악 지대에 주로 서식하고, 북극곰은 북극해의 해빙 위에서 살아갑니다. 그러나 지구 온난화로 북극의 해빙이 녹으면서 북극곰이 먹이를 찾아 남쪽으로 이동하게 되었고, 이로 인해 불곰과 북극곰의 서식지가 겹치면서 자연적인 교배 사례가 증가하고 있는 것입니다.
생물·생명
Q. 요즘 육식공룡의 복원도를 보면 입을 다물고 다니는 모습으로 나타나는 이유가 어떤 연구결과 때문이었어요?
결과부터 말씀드리면 공룡에게 도마뱀과 유사한 비늘 모양의 입술이 있었다는 연구 결과들 때문입니다.그래서 기존에는 악어와 비슷한 입을 다물어도 이빨이 드러나는 모습에서 바뀐 모습의 복원도가 만들어지는 것입니다.물론 그 증거는 여러가지가 있습니다.악어는 입술이 없어 이빨이 항상 외부에 노출되어 건조해지고 마모가 심합니다. 하지만 화석으로 발견된 공룡의 이빨은 법랑질이 얇음에도 불구하고 마모된 흔적이 거의 없는데, 이는 평소에 입술로 덮여 수분을 유지하며 보호받았음을 뜻하는 것이죠.또한 공룡의 턱뼈에는 혈관과 신경이 지나가는 작은 구멍들이 있는데, 이 구멍들의 분포와 형태가 악어보다는 왕도마뱀과 같은 현대 파충류의 턱뼈와 더 유사합니다. 이는 입술과 잇몸 같은 부드러운 조직이 존재했다는 증거입니다.
생물·생명
Q. 북극곰멸종에대해궁금해서질문합니다.
안타깝지만, 북극곰의 멸종 가능성은 사실입니다.여러 연구 결과와 보고서를 보면 앞으로 수십 년 안에 북극곰 개체군의 상당 수가 사라질 것이라 보고 있으며, 그 주된 원인으로 지구 온난화로 인한 서식지 감소를 꼽고 있습니다.물론 말씀하신대로 북극곰의 멸종을 막고 공존하는 것이 불가능하지는 않겠지만, 이는 앞서 원인을 지구 온난화로 꼽은 만큼 인류의 노력에 달려 있다고 할 수 있습니다.다시 말해 북극곰 보호의 가장 근본적인 방법은 지구 온난화를 늦추는 것이고, 이는 인간의 노력이 필수라는 것입니다. 또한 북극곰이 살아갈 수 있는 서식지를 보존하는 노력도 필수적입니다.현재 북극곰은 국제자연보전연맹(IUCN) 적색목록에 취약종으로 분류되어 있습니다.일부에서는 북극곰의 개체 수기 1960년대에 비해 증가한 것이라 주장하기도 하지만, 이는 과거 무분별한 사냥 금지 조치 덕분이며, 최근 들어서는 기후변화로 인해 개체 수가 감소하거나 안정적이지 못한 상황으로 멸종 위기인 것만은 분명합니다.
생물·생명
Q. 가을철에 낙엽이 떨어질 수 있는 이유는 무엇인가요?
가을이 되면 탈리층이 생기고 이 탈리층으로 인해 낙엽이 떨어지게 됩니다.즉, 이 탈리층은 잎자루의 밑부분에 형성되는데 식물이 계절 변화에 맞춰 잎을 떨어뜨리기 위해 준비하는 과정의 일부입니다.여름이 끝나고 가을이 다가오면, 낮 길이가 짧아지고 기온이 낮아지면서 식물 내부의 호르몬 균형이 변합니다. 잎의 성장을 촉진하는 옥신 호르몬의 생산이 줄어들고, 잎의 노화를 촉진하는 에틸렌 호르몬의 생산이 늘어나는 것이죠.그럼 에틸렌의 영향으로 잎자루와 줄기 사이의 경계 부분에 탈리층이 형성되는데, 이 층은 세포벽을 분해하는 효소를 만들어 세포 사이의 결합을 약하게 만듭니다.점차 탈리층이 발달하면서 잎으로 가는 물과 영양분의 통로인 관다발 조직이 차단되고, 잎은 더 이상 물과 영양분을 공급받지 못해 광합성을 멈추고 마르기 시작합니다.결국 탈리층의 세포 결합이 약해지고 잎의 무게가 더해지면서, 바람이나 작은 충격에도 잎이 줄기에서 쉽게 떨어지게 됩니다.참고로 잎이 떨어진 자리에는 보호층이 형성되어 외부 세균이나 수분 손실을 막게 됩니다.