본문 바로가기

전체 글

 (46)
살아 있는 화석: 오랜 세월 변하지 않은 생물들 지구는 약 45억 년의 긴 역사를 거쳐 다양한 생명체들을 만들어냈다. 대부분의 생물은 시간이 흐르며 환경 변화에 적응하고, 수많은 세대에 걸쳐 진화를 거듭해 왔다. 하지만 그 중 일부는 수억 년 전의 원시적 형태를 거의 그대로 유지한 채 살아남은 생물들이 존재한다. 이들은 ‘살아 있는 화석(Living Fossils)’이라 불리며, 과거와 현재를 연결해주는 생물학적 타임캡슐과도 같다. 살아 있는 화석은 단순히 ‘변하지 않았다’는 뜻만이 아니라, 진화 속도가 매우 느리거나 유전적·형태적 안정성이 높은 생물을 의미한다. 이들은 고생대나 중생대 지층에서 발견되는 화석과 현재 모습이 매우 유사하며, 환경 변화에 강한 생존 전략을 지녀 오랜 시간 생존할 수 있었다. 이 글에서는 살아 있는 화석의 정의와 조건, 대..
왜 일부 동물은 한쪽 성별로 태어날까? 성 결정의 생물학적 원리 동물의 성별은 대부분 암컷 또는 수컷으로 태어나며, 이들은 생식과 번식을 위한 역할을 분담한다. 많은 사람들은 성별이 태어날 때부터 정해져 있다고 생각하지만, 자연계에서는 다양한 방식의 성 결정 메커니즘이 존재하며, 그 중 일부는 태어날 때부터 특정 성별로만 태어나거나, 심지어 성장 후 성별을 바꾸기도 한다. 그렇다면 어떤 원리로 동물의 성별이 결정되는 것일까? 이는 단순히 염색체 구성만이 아니라, 유전자 발현, 온도, 환경, 사회적 요인 등 여러 생물학적 요인들이 상호작용하는 복잡한 시스템이다. 본 글에서는 염색체 기반 성 결정, 환경의 영향을 받는 성 결정, 한쪽 성으로만 태어나는 이유, 그리고 이러한 현상이 진화적으로 어떤 이점을 주는지를 살펴본다. 1. 염색체에 의해 결정되는 성: XX-XY와 Z..
생물의 크기는 어떻게 결정될까? 거대동물과 소형동물의 차이 생물은 크기가 천차만별이다. 수 마이크로미터의 박테리아부터 수십 톤에 달하는 대왕고래까지, 생물의 크기에는 엄청난 다양성이 존재하며, 그 차이는 단순한 유전자의 크기나 세포 수의 문제만으로 설명되지 않는다. 생물의 크기는 유전적 요인, 대사율, 생태적 조건, 물리적 한계 등 복합적인 요소에 의해 결정되며, 각각의 크기는 특정 환경에서 살아남기 위한 진화적 전략의 결과다. 그렇다면 왜 어떤 생물은 작고, 어떤 생물은 거대한 것일까? 생물학에서는 이를 이해하기 위해 면적 대비 부피, 대사율, 물질 수송 한계, 생식 전략, 환경 적응 등 다양한 생리적·생태적 요인을 고려한다. 본 글에서는 생물의 크기를 결정하는 요인, 거대동물과 소형동물 간의 생리적 차이, 크기 변화가 생태계에 미치는 영향, 그리고 인류가 이..
자연에서 발견된 강력한 독소: 동물과 식물의 독성 물질 인류는 오래전부터 자연 속에서 약과 독을 동시에 발견해왔다. 특히 동물과 식물에서 생성되는 **독성 물질(toxins)**은 진화적 생존 전략의 결과물이자, 과학과 의학에서 큰 관심을 받는 연구 대상이다. 자연 독소는 생물체가 자신을 방어하거나, 사냥하거나, 경쟁 생물을 억제하기 위해 만들어낸 화학 물질이며, 그 효과는 단순한 피부 자극부터 심장마비나 신경계 마비에 이르기까지 다양하다. 놀라운 점은 자연에서 발견되는 독성 물질 중 일부는 인간이 만든 어떤 화학 물질보다도 훨씬 강력하며, 이들은 생물의 독특한 생화학 시스템을 반영한다. 본 글에서는 동물과 식물이 만들어내는 강력한 독소의 종류, 작용 원리, 생태학적 역할, 그리고 의학적 활용 가능성에 대해 살펴본다. 1. 동물이 만드는 독소: 방어와 공격을..
박테리아도 기억을 가질까? 세균의 면역 시스템과 CRISPR의 비밀 기억은 오랫동안 인간과 고등 동물만의 고유한 능력으로 여겨져 왔다. 하지만 최근 생명과학 연구에 따르면, 박테리아(Bacteria)와 같은 단세포 생물도 ‘면역 기억’을 저장하고 이를 활용해 바이러스에 대처하는 시스템을 갖추고 있음이 밝혀졌다. 그 핵심은 바로 **CRISPR(Custered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats)**라 불리는 박테리아 고유의 적응 면역 체계다. CRISPR는 박테리아가 과거에 감염된 바이러스의 정보를 기억하고, 동일한 침입이 다시 발생했을 때 신속히 대응할 수 있게 해주는 **일종의 유전자 기반 ‘기억 장치’**다. 이 놀라운 시스템은 오늘날 유전자 편집 기술의 혁신으로 이어졌으며, 질병 치료, 생명공학, 농업 분야까지 엄..
DNA는 우리 몸에서 어떻게 작동할까? 유전자의 발현과 조절 메커니즘 DNA는 생명체의 설계도라 불리며, 모든 생물학적 기능의 근본이 되는 유전 정보를 담고 있다. 하지만 DNA가 단순히 유전 정보를 보관하는 수동적인 물질에 불과한 것은 아니다. 우리 몸은 DNA에 저장된 정보를 바탕으로 단백질을 생성하고, 이를 통해 세포의 구조와 기능, 심지어 감정과 행동까지 조절하는 정교한 생물학적 시스템을 구성한다. 이러한 과정은 단순히 '읽기'의 개념을 넘어, 필요한 정보를 어떤 시점에, 어느 정도로, 어떤 세포에서 읽을지를 정밀하게 제어하는 유전자 발현(gene expression)과 조절(gene regulation) 메커니즘을 통해 이루어진다. 본 글에서는 DNA의 구조와 역할, 유전자의 발현 과정, 발현 조절의 다양한 방식, 그리고 이 메커니즘이 질병과 치료에 미치는 영향을..
생물학적 불멸: 바다에서 영원히 사는 해파리의 비밀 노화는 생명체라면 누구나 겪는 자연스러운 과정이다. 세포는 시간이 지나면서 기능을 잃고, 결국 생명은 끝을 맞이한다. 그러나 예외는 존재한다. ‘생물학적 불멸(Biological Immortality)’이라는 개념을 실현한 생물이 실제로 존재하며, 과학자들은 그 대표적인 예로 **‘투리아 해파리(Turritopsis dohrnii)’**를 꼽는다. 이 작은 해파리는 죽음을 거부하듯 세포를 역행시켜 다시 어린 개체로 되돌아가는 능력을 갖추고 있어, 생물학계에서 ‘불사 해파리(Immortal Jellyfish)’라는 별명으로 불린다. 그렇다면 이 해파리는 어떻게 시간을 거슬러 생물학적 불멸을 실현하는 것일까? 본 글에서는 투리아 해파리의 생물학적 특성, 세포 리셋 메커니즘, 노화와 비교한 차이점, 그리고 인..
곤충의 초감각: 개미와 벌은 어떻게 방향을 찾을까? 곤충은 인간보다 훨씬 작은 뇌를 가지고 있지만, 경이로운 방향 감각과 공간 인식 능력으로 복잡한 환경을 오차 없이 탐색한다. 특히 개미(Ant)와 벌(Bee)은 군집 생활을 하며 수 킬로미터 떨어진 장소까지 정확히 이동하고, 먹이 위치를 동료에게 공유하는 능력까지 보여준다. 이러한 놀라운 능력은 단순한 본능이나 무작위 행동이 아닌, 정교하게 진화한 초감각 시스템에 기반하고 있다. 개미와 벌은 시각, 후각, 자이로스코프 같은 내부 센서, 심지어 지구 자기장까지 활용해 방향을 파악한다. 본 글에서는 개미와 벌의 방향 탐지 원리, 페로몬 신호와 내비게이션 능력, 태양과 자기장의 활용, 그리고 이들의 감각 체계가 미래 로봇 기술에 어떤 영감을 주는지를 다룬다. 1. 개미의 방향 감지 능력: 페로몬과 관성 내비게..

티스토리툴바