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홍수와 가뭄이 번복되는 이유는 무엇인가요?!
안녕하세요. 지구의 기후는 대기와 해양의 순환에 의해 결정되는데요, 엘니뇨와 라니냐 현상은 태평양의 해수 온도 변화로 인해 전 지구적인 강수 패턴을 바꾸어 놓습니다. 엘니뇨 시기에는 서태평양의 해수가 평소보다 차가워지고, 동태평양이 따뜻해져 강수대가 이동하면서 가뭄이 발생하기 쉽고, 라니냐 시기에는 반대로 서태평양이 더 따뜻해져 수증기가 많이 발생하고, 장마나 폭우가 잦아져 홍수 위험이 커집니다. 이처럼, 해양의 온도 변화가 기압계의 흐름을 바꾸어 비의 양과 시기를 불규칙하게 만드는 것입니다.우리나라는 여름철에 남서풍의 장마전선과 겨울철 북서풍이 뚜렷한 계절풍 기후를 가집니다.그런데 지구온난화로 인해 북극의 온도 상승 속도가 빨라지면서 제트기류가 약해지고, 그 경로가 크게 요동치게 되는데요, 장마전선이 한 지역에 오래 머무르며 집중호우인 홍수가 발생하고 전선이 북쪽 또는 남쪽으로 치우쳐 비가 오지 않는 지역에서 가뭄이 발생합니다. 즉, 비가 내릴 곳과 시기가 불규칙해져 홍수와 가뭄이 번갈아 나타나는 것입니다. 감사합니다.
학문 / 화학
25.10.13
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수명연장에대해귱금해서질문합니다.
안녕하세요.인간의 평균 수명 연장은 역사적으로 두 가지 흐름으로 발전해 왔는데요 하나는 자연적, 환경적 개선에 의한 수명 연장, 또 하나는 의학적, 생명공학적 개입에 의한 인위적 수명 연장입니다. 미래의 수명 연장은 이중에서도 두 번째 범주, 즉 치료 개념의 수명 연장에 점점 더 가까워질 것으로 예상됩니다.현재까지의 수명 증가는 주로 감염병 예방, 위생 개선, 영양 상태 향상, 백신 및 항생제 개발 등으로 이루어졌는데요 이는 질병으로 인한 조기 사망을 줄이는 효과였지, 노화 자체를 늦추는 것은 아니었습니다. 하지만 미래의 수명 연장은 단순히 병을 예방하거나 치료하는 수준을 넘어, 노화 과정을 생물학적 질병으로 보고 직접 조절하는 치료 개념으로 발전하고 있습니다. 대표적인 연구 방향으로는 세포 수준의 노화 억제가 있는데요 텔로미어의 단축을 늦추거나, 손상된 세포를 제거하는 노화세포 제거제 연구가 진행되고 있습니다. 따라서 미래의 평균수명 연장은 단순히 자연스럽게 오래 사는 현상이 아니라, 노화 자체를 치료 대상으로 삼는 의학적 개입에 의해 이루어지는 수명 연장이 될 가능성이 높습니다. 감사합니다.
학문 / 생물·생명
25.10.12
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송충이는 정말 솔잎만 먹는 곤충인가요?
안녕하세요. 김지호 박사입니다.생태학적 관점에서 보면 송충이는 꼭 솔잎만 먹는 것은 아니며, 종에 따라 먹는 식물의 범위가 다릅니다.원래 송충이는 과학적 명칭이 아니라, 소나무잎벌레나 솔나방의 유충을 통칭하는 말인데요 즉, 송충이는 특정 한 종이 아니라 소나무과 식물을 먹는 해충 유충들의 총칭입니다. 대표적으로 솔나방 유충, 소나무잎벌 유충, 솔껍질깍지벌레나 솔잎혹파리 등 다른 솔잎 해충의 유충등이 있고 이들은 모두 소나무류의 잎을 주된 먹이로 삼습니다.송충이가 솔잎을 선택적으로 먹는 이유는 공생 진화와 효소 적응 때문인데요,소나무 잎에는 강한 방어 물질이 많습니다. 테르펜, 페놀 화합물 같은 독성 물질이 들어 있어 대부분의 곤충은 이를 소화하거나 해독하지 못하지만 송충이는 이 성분을 분해할 수 있는 특수 효소를 진화시켰고 덕분에 다른 곤충이 접근하지 못하는 소나무를 독점적으로 이용할 수 있게 되었습니다. 결과적으로 좁은 먹이 선택성이 생겼는데요 즉, 송충이는 솔잎만 먹는다는 표현은 특정 생태적 틈새에 적응한 결과로 볼 수 있습니다. 감사합니다.
학문 / 생물·생명
25.10.12
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항온수조 사용할 때 비커 사용/ 항온수조 사용법
안녕하세요.항온수조는 실험 중 일정한 온도를 유지하기 위해 사용되는 장비이나 올바른 사용법과 주의사항을 숙지하지 않으면 기기 손상이나 유리기구 파손이 생길 수 있습니다. 질문주신 일반 실험용 비커는 70 °C 수준의 항온수조에서 사용 가능합니다. 실험용 비커는 대부분 붕규산유리로 만들어져 있어 급격한 온도 변화에 강하고, 약 200 °C 이상에서도 견딜 수 있습니다. 항온수조의 온도는 일반적으로 0 ~ 100 °C 범위이므로, 70 °C는 충분히 안전한 온도 범위에 해당합니다. 다만 차가운 비커를 바로 70 °C 항온수조에 넣으면 열충격으로 유리가 균열될 수 있으므로 비커를 미리 상온에 두어 서서히 온도 차이를 줄이거나, 처음에는 40 °C 정도에서 서서히 올려주시는 것이 좋습니다. 감사합니다.
학문 / 생물·생명
25.10.12
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열대어 중에서 난태생은 어떤 종류가 있나요?
안녕하세요.물고기는 대부분 난생, 즉 알을 낳는 방식으로 번식하지만 일부 열대어는 질문해주신 것처럼 난태생 형태로 번식합니다. 난태생이란 알이 어미 몸속에서 수정되고, 부화까지 진행된 뒤에 새끼가 태어나듯이 나오기 때문에 겉보기에 새끼를 낳는 것처럼 보이는 번식 방식을 말합니다.난태생의 수정은 암컷의 체내에서 이루어지는 내부수정인데요, 수정란은 어미의 자궁이나 난소 안에서 난황을 이용해 발달합니다. 이때 어미의 혈액이나 태반으로부터 직접 영양을 받지는 않지만, 부화 직전까지 보호를 받기 때문에 생존율이 높고 새끼는 부화 직후 어미 몸 밖으로 나와 즉시 자유롭게 헤엄치고 먹이를 먹을 수 있습니다. 대표적인 난태생 열대어 종류로는 구피가 있는데요, 수컷의 꼬리지느러미 일부가 변형된 생식기를 이용해 암컷 체내로 정자를 전달합니다. 수정 후 약 3~4주가 지나면 암컷은 부화 직전의 새끼를 여러 마리 낳고, 태어난 새끼는 즉시 먹이 활동을 시작할 수 있습니다. 감사합니다.
학문 / 생물·생명
25.10.12
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닭은 날개가 있는데 왜 날지 못하는 것인가요?
안녕하세요.닭이 날개를 가지고 있음에도 불구하고 새처럼 하늘을 자유롭게 날지 못하는 이유는 단순히 살이 쪄서라기 보다는, 닭의 신체 구조와 진화 방향 자체가 비행보다는 지상 생활에 적응했기 때문입니다.닭의 조상은 본래 야생의 들닭이었는데요 이들은 동남아시아의 숲에서 살며, 나무 위에 올라가 쉬거나 포식자를 피하기 위해 짧은 비행을 하긴 했지만, 하늘을 오래 나는 능력은 갖지 않았습니다. 즉, 닭의 비행은 본래부터 생존을 위한 짧은 도약형 비행 수준에 머물러 있었고, 이후 인간이 가축화를 하면서 지상 생활에 더욱 적합한 방향으로 선택이 이루어진 것입니다.또한 비행에는 매우 강한 근육과 가벼운 골격이 필요한데요, 독수리와 같은 비행 조류는 전체 체중의 25~35%가 가슴근육인데, 닭은 체중 대비 비행근육의 비율이 10% 안팎에 불과합니다.특히 식용으로 개량된 닭은 가슴근육이 크긴 하지만, 지속적 비행을 위한 근섬유가 아니라 단시간 폭발적인 운동용 근섬유입니다. 게다가 닭은 다른 새들보다 상대적으로 몸통이 크고 뼈의 공기 주머니가 적어 무겁습니다. 따라서 날개로 만들어낼 수 있는 양력보다 체중이 커서, 장시간 비행은 물리적으로 불가능합니다. 감사합니다.
학문 / 생물·생명
25.10.12
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단백질 접힘 오류가 알츠하이머와 같은 질환의 원인으로 작용하는 과정은?
안녕하세요.생체를 구성하는 고분자인 단백질은 아미노산 서열에 따라 정확히 접힌 3차원 구조를 가져야만 정상적인 생리 기능을 수행할 수 있습니다. 그런데 이 접힘 과정이 잘못되어 단백질 접힘 오류가 발생하면, 세포 내에서 비정상적인 단백질이 축적되거나 응집되면서 여러 퇴행성 신경질환의 원인이 됩니다.단백질은 아미노산 서열인 1차 구조에 따라 자동적으로 자신이 가져야 할 입체 구조인 2차, 3차 구조로 접히며 이 구조는 수소 결합, 소수성 상호작용, 이온 결합, 반데르발스 힘 등에 의해 안정화되며, 이렇게 형성된 구조가 효소 활성, 신호 전달, 세포 구조 유지 등 기능 수행의 핵심이 됩니다.알츠하이머병은 대표적인 단백질 접힘 질환으로 분류되는데요, 아밀로이드 베타(Aβ) 단백질의 축적이 문제가 됩니디. 원래는 아밀로이드 전구체 단백질(APP)이 효소에 의해 잘려 만들어지지만 일부 잘림 과정에서 비정상적으로 긴 형태의 Aβ40, Aβ42 가 생성되면, 이들이 잘못 접히고 서로 뭉쳐서 아밀로이드 플라크를 형성합니다. 이러한 플라크는 신경세포 외부에 쌓여 세포 간 신호 전달을 방해하고, 주변에 염증 반응과 산화 스트레스를 유발합니다. 또한 타우는 원래 미세소관을 안정화시키는 단백질인데요, 비정상적으로 인산화되면 구조가 변형되어 신경섬유 엉킴을 형성하고 이는 세포 내 수송 체계를 붕괴시키고, 결국 신경세포의 사멸을 초래하는 것입니다. 감사합니다.
학문 / 생물·생명
25.10.12
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백반증의 원인은 무엇이며 왜 햇빛을 받을경우 문제가 되나요?
안녕하세요.백반증은 피부의 색을 결정하는 멜라닌 색소가 소실되어 하얗게 변하는 만성 피부질환입니다.단순한 미용상의 문제라기보다는 자가면역학적, 유전학적 요인이 복합적으로 작용하는 것으로 알려져 있고 말씀하신 것처럼 최근에는 한국을 포함한 여러 나라에서 환자 수가 점차 늘어나고 있으며, 성인 이후에도 발병할 수 있습니다.현재까지 정확히 하나의 원인으로 규명된 것은 없지만, 가장 유력한 이유는 자가면역학적 인식 때문입니다. 면역계가 멜라닌 색소를 외부물질로 인식하고 공격하면서 파괴시키는 것이 주된 원인으로 추정되며 실제로 백반증 환자에게서는 자가항체나 T세포의 과활성화가 자주 관찰됩니다. 이 때문에 갑상선 질환, 제1형 당뇨병, 류머티즘 등 다른 자가면역 질환과 동반되는 경우도 있습니다.또한 백반증은 가족 내 발생률이 약 5~10% 정도로, 특정 유전자인 HLA 관련 유전자, TYR, NLRP1 등이 관여한다고 알려져 있습니다. 그러나 단일 유전병은 아니며, 여러 유전적 취약성이 환경적 요인과 함께 작용합니다.성인 이후에도 발병할 수 있는 이유는 멜라닌 세포는 평생 유지되는 세포이지만, 면역계의 이상이나 스트레스, 호르몬 변화, 감염 등으로 인해 후천적으로 파괴될 수도 있기 때문인데요 따라서 어린 시절이 아니라도, 성인이 된 뒤에도 갑자기 얼굴, 손, 팔, 입가 등에서 흰 반점이 나타날 수 있습니다. 감사합니다.
학문 / 화학
25.10.12
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핫플레이트에서 비커 사용해도 될까요?
안녕하세요.네, 실험실에서 핫플레이트 위에 비커를 올려놓고 가열하는 것은 흔히 하는 일이며, 내열 유리 비커라면 핫플레이트 사용은 안전하고 다만 온도 상승 속도와 교반 조건을 조절하시는 것이 좋습니다.보로실리케이트 유리로 된 비커는 열팽창이 작아 직접 가열 가능하며 다만 일반 유리, 표시 없는 저가형의 경우에는 급격한 온도 변화에 깨질 수 있으므로 사용 금지입니다.또한 비커를 차가운 상태에서 바로 고온으로 가열하거나 가열된 비커를 찬 물에 담그는 행위는 바람직하지 않은데요, 처음엔 낮은 온도에서 천천히 가열하시고, 용액이 녹기 시작하면 조금씩 온도를 높이는 것이 좋습니다. 감사합니다.
학문 / 화학
25.10.12
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오존층이 파괴되는 화학적 과정은 어떻게 일어나나요?
안녕하세요.오존층은 약 15~30 km 높이의 지구 성층권에 존재하며, 태양 자외선을 흡수하여 생명체를 보호하는 자연의 자외선 차단막인데요 하지만 인공적으로 배출된 특정 화합물인 프레온가스가 대기 중에서 광분해되면서 염소 라디칼을 생성하고, 이 라디칼이 연쇄적으로 오존을 산소로 분해함으로써 파괴됩니다.즉 오존층 파괴는 CFCs와 같은 인공 화합물이 자외선에 의해 염소 라디칼을 방출하고, 그 라디칼이 촉매적으로 오존을 연속 분해함으로써 일어나는데요, 이 과정을 통해 성층권의 오존 농도가 감소하면 자외선 B(UVB)가 지표에 더 많이 도달하여, 피부암, 백내장, 식물 성장 저해, 해양 생태계 교란 등 다양한 생물학적 피해가 발생하게 되는 것입니다. 감사합니다.
학문 / 화학
25.10.11
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