심해어는 어떻게 그 엄청난 수압을 견디며 살 수 있나요?
안녕하세요. 이조은 전문가입니다.핵심은 “심해어가 압력을 견디는 것”이라기보다, 몸 안팎의 압력이 거의 같아서 찌그러질 이유가 없다는 것입니다.1. 심해의 압력은 사방에서 똑같이 작용합니다물속에서는 깊어질수록 위에 있는 물의 무게 때문에 압력이 증가합니다.대략적으로 수심 10m마다 약 1기압씩 증가합니다.해수면: 약 1기압100m: 약 11기압1,000m: 약 101기압4,000m: 약 401기압그런데 중요한 건 압력이 위에서만 누르는 게 아니라 사방에서 똑같이 누른다는 겁니다.심해어의 몸 내부 역시 대부분 물과 비슷한 성분의 액체로 차 있기 때문에 외부 압력이 증가하면 내부 압력도 함께 증가합니다.따라서 풍선처럼 내부가 저압이고 외부가 고압인 구조가 아니라,외부 고압, 내부 고압상태가 됩니다. 그래서 몸 전체가 통째로 찌그러지지 않습니다.2. 반대로 인간이 심해에서 문제가 되는 이유우리 몸도 상당 부분이 물이기 때문에 사실 몸 자체가 압력에 무작정 눌려 납작해지는 것은 아닙니다.문제는 공기가 들어 있는 공간입니다.예를 들어 폐, 중이, 부비동, 잠수 장비 내부 등 공기가 들어 있는 공간이 있습니다.공기는 압축되기 때문에 수심이 깊어지면 부피가 크게 줄어듭니다. 반면 물은 거의 압축되지 않습니다.3. 심해어의 몸은 고압 환경에 맞게 진화했습니다심해어는 단순히 몸 안팎의 압력이 같기 때문에 살아남는 게 아닙니다. 고압 때문에 생기는 세포 수준의 문제도 해결해야 합니다. 높은 압력은 단백질과 세포막의 구조에 영향을 줄 수 있습니다. 그래서 심해 생물은 고압에서도 단백질이 정상적으로 기능하도록 하는 물질, 세포막의 유동성을 유지하는 조성, 압력에 안정적인 단백질 구조 등을 갖도록 적응했습니다.4. 부레도 깊이에 따라 달라집니다많은 물고기의 부레는 공기로 채워져 있어서 압력에 매우 민감합니다. 그래서 일반적인 얕은 물고기를 갑자기 깊은 곳으로 끌고 내려가면 부레가 압축되면서 문제가 생깁니다.하지만 심해어 중에는 부레가 아예 없거나 부레가 특수하게 변형되어 있거나 지방 등을 이용해 부력을 조절하는 종들이 있습니다.특히 아주 깊은 곳에 사는 어류일수록 공기주머니에 의존하는 방식은 불리합니다.5. 그런데 심해어를 지상으로 끌어올리면?여기서 역으로 재미있는 일이 벌어집니다.심해어를 급격하게 수면으로 끌어올리면 오히려 물고기가 크게 손상될 수 있습니다.고압에 적응해 있던 몸이 갑자기 낮은 압력에 노출되기 때문입니다.부레가 있는 종이라면 내부 기체가 팽창할 수 있고, 조직과 장기에 문제가 생길 수도 있습니다.즉, 심해어가 지상 압력을 견디지 못하는 게 아니라, 심해 환경에 너무 잘 적응해서 갑작스러운 압력 변화가 위험한 것입니다.사람이 우주복 없이 우주에 나가면 곤란하고, 심해어가 갑자기 수면으로 나오면 곤란한 것과 비슷합니다.한 줄로 정리하면 심해어가 수백 기압에서도 찌그러지지 않는 가장 큰 이유는 몸 대부분이 물로 이루어져 있어 압축되지 않고, 몸 안팎의 압력이 균형을 이루기 때문이며, 동시에 세포막과 단백질까지 고압에 적응하도록 진화했기 때문입니다.그리고 “400기압이면 물고기도 납작해지지 않을까?”라는 직관이 틀리는 이유는 압력이 한 방향에서 누르는 힘이 아니라 사방에서 작용하는 압력이기 때문입니다.
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잠을 오래 자면 오히려 피곤한 이유가 뭘까요?
안녕하세요. 이조은 전문가입니다.그럴 수 있습니다. “많이 잤는데 왜 더 피곤하지?”는 생물학적으로 설명되는 현상입니다. 단순히 수면시간이 길수록 피로가 줄어드는 1차원적인 구조가 아니거든요. 수면은 생각보다 복잡합니다.1. 가장 대표적인 이유: 수면 관성(sleep inertia)은 오래 자고 일어났을 때 멍하고 몸이 무겁고 졸린 느낌이 드는 가장 흔한 이유입니다. 잠에서 깰 때 뇌가 즉시 100% 가동되는 게 아닙니다. 특히 깊은 수면(N3) 중간에 강제로 깨어나면 뇌의 각성 시스템이 정상적으로 올라오는 데 시간이 걸립니다.보통 시간이 지나면서 사라지며, 사람에 따라 수십 분에서 꽤 오래 지속될 수 있습니다.2. 오래 잔다고 반드시 '좋은 수면'을 잔 것은 아닙니다 여기서 중요한 게 수면의 양과 질은 별개라는 점입니다. 예를 들어 6시간을 연속으로 깊게 잠vs9시간을 잤지만 중간중간 수십 번 깨고 다시 잠이라면 후자가 오히려 피곤할 수 있습니다.수면 중에는 얕은 수면, 깊은 수면, REM 수면등의 주기가 반복됩니다. 수면이 자꾸 끊기면 충분한 시간을 침대에서 보냈더라도 회복에 필요한 수면 구조가 깨질 수 있습니다.3. 너무 오래 자면 생체시계와 각성 리듬이 꼬일 수도 있습니다우리 몸에는 일주기 생체시계(circadian rhythm)가 있습니다. 특히 아침에는 빛을 받아 뇌의 생체시계가 각성 방향으로 움직이고, 이후 여러 호르몬과 체온 변화가 따라갑니다.그런데 평소보다 훨씬 늦게까지 자면수면시간 증가, 기상시간 지연으로 생체시계와 실제 활동시간의 불일치가 발생할 수 있습니다.그래서 주말에 평일보다 2~3시간 늦게 일어나면 "8~9시간이나 잤는데 왜 몸이 더 무겁지?"라는 이상한 상황이 생길 수 있습니다.이른바 사회적 시차(social jet lag)와 비슷한 현상입니다.4. 반대로 잠을 적게 자도 피곤한 이유이건 훨씬 단순합니다.수면이 부족하면 수면압(sleep pressure)이 쌓입니다. 깨어 있는 동안 뇌에는 아데노신 같은 신호가 축적되면서 졸림이 증가하고, 잠을 자면서 이것이 해소됩니다.즉, 적게 자도 피곤하고 너무 많이 자도 깬 직후에는 피곤할 수 있습니다.5. 개인차가 있지만 성인의 경우 일반적으로 7~9시간 정도가 권장 범위입니다. 그런데 본인에게 맞는 수면시간은 꽤 개인적입니다.예를 들어 평일 6시간(피곤함), 주말 10시간(일어나서 더 피곤함), 평소 7시간 30분(가장 개운함)이라면, 무조건 10시간을 자려고 할 게 아니라 7~8시간 정도의 일정한 수면시간을 유지하는 쪽이 더 나을 수 있습니다.그리고 특히 주말에 몰아서 오래 자는 것보다 기상시간을 크게 흔들지 않는 것이 생체시계에는 유리합니다.
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새벽 시간이 됐을 때 새들이 주로 많이 지저귀는데 그 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 이조은 전문가입니다.맞습니다. 이건 한국만의 현상이 아니라 전 세계적으로 나타나는 아주 일반적인 새들의 행동입니다. 특히 해 뜨기 직전부터 아침 초반에 갑자기 새소리가 폭발적으로 늘어나는 현상을 새벽 합창(Dawn Chorus)이라고 합니다.왜 하필 새벽일까요?가장 큰 이유는 번식과 영역 확보입니다.1. 수컷들이 자기 영역을 알립니다많은 새에게 노래는 단순한 음악이 아니라 거의 여기는 내 땅이다라는 영토 선언입니다.새벽에는 아직 주변이 어둡고 활동하는 동물도 적습니다. 이때 나무 높은 곳에서 노래하면 다른 수컷에게 자신의 존재를 알리기 좋습니다."여기 자리 있다. 이미 주인 있다." 대략 이런 느낌입니다.2. 짝을 유인합니다노래가 건강하고 힘차다는 것은 좋은 번식 상대라는 신호가 되기도 합니다. 그래서 번식기에는 특히 새벽 합창이 강해집니다.흥미로운 건 새마다 노래를 시작하는 시간이 조금씩 다르다는 것입니다. 보통 울창한 숲에서는 어둠에 더 강한 종이 먼저 시작하고, 해가 가까워질수록 다른 종들이 차례로 합류합니다. 그래서 어느 순간 "짹..."으로 시작했다가 "짹짹짹짹짹짹짹!!!"으로 커집니다.그런데 왜 낮에는 오히려 조용하게 느껴질까요?이것도 꽤 합리적입니다. 낮에는 새들이 먹이를 찾고 이동하는 데 집중합니다. 게다가 햇빛이 강해지면 바람과 다른 동물들의 소리도 커집니다. 반면 새벽에는 바람이 비교적 약하고 주변이 조용하고 사람과 차량 소리가 적고 아직 먹이활동을 본격적으로 시작하지 않은 상태라소리를 전달하기 굉장히 좋은 시간입니다.즉, 새가 같은 힘으로 울어도 훨씬 멀리 들립니다.그런데 인간이 듣기에는 왜 "엄청나게" 시끄러울까요?여기에 하나 더 재미있는 이유가 있습니다.새들은 서로의 소리를 들으면서 경쟁적으로 노래하기도 합니다.한 마리가 울면 주변 수컷이 반응하고, 그 옆에서 또 다른 새가 울고, 그러면서 일종의 연쇄적인 합창이 만들어집니다.특히 도시에서는 공원이나 아파트 주변에 여러 종이 모여 있기 때문에,참새 + 직박구리 + 까치 + 박새류 + 꾀꼬리류 같은 녀석들이 한꺼번에 참여할 수 있습니다.그래서 사람 입장에서는 평소에는 아무 소리도 안 내던 놈들이 왜 새벽 5시에 갑자기 회의를 시작하지? 라는 상황이 됩니다.그리고 계절도 중요합니다특히 봄부터 여름에 새벽 합창이 강해집니다. 번식기가 겹치기 때문입니다. 그래서 지금처럼 8월 중순에는 봄철만큼 극단적으로 강하지는 않을 수 있지만, 여전히 새벽에는 상당히 활발하게 들릴 수 있습니다.
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온도의 급변화가 신체에 끼치는 영향?
안녕하세요. 이조은 전문가입니다.그럴 수 있습니다. 특히 한여름의 고온 상태에서 갑자기 아침 기온이 뚝 떨어지면 몸이 생각보다 꽤 민감하게 반응합니다. 다만 대부분은 몸이 새로운 온도에 적응하는 과정이라 크게 걱정할 일은 아닙니다.갑자기 쌀쌀해지면 몸에서 일어나는 일로 가장 먼저 혈관이 수축합니다.더울 때는 체온을 낮추려고 피부 혈관을 확장시키는데, 기온이 갑자기 내려가면 반대로 혈관을 수축시켜 열이 빠져나가는 것을 줄입니다. 이 과정에서 손발이 차가워지고나 몸이 으슬으슬함을 경험하죠.또 자율신경계가 온도 변화에 적응해야 해서 평소보다 약간 피곤하거나 컨디션이 떨어지는 느낌을 받을 수도 있습니다.갑자기 추워졌다고 해서 감기에 바로 걸리는 것은 아닙니다. 감기는 바이러스 감염이 원인입니다.특히 아침에 더 크게 느껴질 수 있어요새벽~아침에는 원래 체온이 하루 중 낮은 편이고, 자는 동안 움직임도 적습니다.그래서 전날에는 30℃ 가까운 날씨였는데 아침에 갑자기 20℃대 초반처럼 내려가면 실제 온도 차이보다 훨씬 춥게 느껴질 수 있습니다.오늘처럼 갑자기 쌀쌀하게 느껴지는 날에는아침에는 얇은 겉옷 하나 챙기기, 평소보다 몸을 조금 움직여 혈액순환시키기 정도면 충분합니다.단순히 "갑자기 추워져서 몸이 으슬으슬하다" 정도라면 대개 하루 이틀 안에 적응합니다.
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펭귄의 날개는 무슨 용도로 쓰이는 건가요? 펭귄은 조류인가요?
안녕하세요. 이조은 전문가입니다.맞습니다. 펭귄은 생김새만 보면 정말 "새라고 우기기엔 좀 그런데?" 싶은 동물입니다. 털 대신 깃털이 있다는 것도 잘 안 보이고, 날개는 있는데 날지도 못하고, 걸음걸이는 뒤뚱뒤뚱. 그런데 생물학적으로는 아주 확실한 조류입니다.1. 펭귄이 왜 조류인가요?조류를 판단할 때 "날 수 있느냐"가 기준이 아닙니다. 새의 조상에서 진화한 동물인지, 그리고 해부학적·유전학적으로 조류 계통에 속하는지가 중요합니다.펭귄은 다음과 같은 조류의 특징을 가지고 있습니다.깃털이 있습니다.부리가 있습니다.알을 낳습니다.골격과 호흡기관 등이 조류의 기본 구조를 가지고 있습니다.유전적으로도 다른 새들과 명확하게 연결됩니다.특히 펭귄의 몸을 자세히 보면 우리가 흔히 생각하는 새와 꽤 다르지만, 새가 가진 기본적인 설계도를 가지고 있는 상태에서 생활 방식이 크게 바뀐 것에 가깝습니다.사실 조류 중에는 펭귄 말고도 못 나는 새가 상당히 많습니다.타조, 에뮤, 키위, 카카포 같은 새들도 날지 못합니다.그러니까 새 = 날 수 있는 동물이 아니라 새 = 조류라는 진화 계통에 속하는 동물이라고 생각하면 됩니다.2. 그런데 펭귄의 날개는 대체 뭐죠?여기가 펭귄의 진짜 재미있는 부분입니다.펭귄의 날개는 사실상 "물속에서 사용하는 지느러미"로 바뀌었습니다.일반적인 새의 날개: 날개로 공기를 밀어내고 비행을 합니다.펭귄의 날개: 날개로 물을 밀어내고 수영을 하죠.펭귄이 물속에서 헤엄치는 모습을 보면 거의 날아다니는 것처럼 움직입니다.날개를 위아래로 움직여 추진력을 만들고, 몸은 유선형으로 만들어 물의 저항을 최소화합니다.그래서 펭귄에게는 날개가 없는 것이 아니라, 날개를 다른 용도로 극도로 전문화시킨 것이라고 보는 게 정확합니다.3. 그럼 정말 예전에는 날 수 있었나요?네. 펭귄의 먼 조상은 날 수 있었을 겁니다.다만 어느 날 갑자기 날개를 접고 수영을 시작하진 않았습니다.대략 이런 방향으로 변화했을 것으로 봅니다.날 수 있는 조류였는데, 물속에서 먹이를 잡는 능력이 중요해졌고 다양한 개체 중 수영과 잠수에 유리한 몸을 가진 개체가 더 유리해져 적자생존이 되고 날개가 점점 짧고 단단해진거죠. 비행 능력은 떨어지지만 수중 추진 능력이 좋아진 현대의 펭귄이 탄생하게 되는 스토리죠.즉, 하늘에서 얻는 이득을 포기하고 바다에서 얻는 이득을 극대화한 것입니다.4. 그런데 날 수 없게 된 게 손해 아닌가요?사람 입장에서는 그렇게 보이죠. 하지만 펭귄 입장에서는 오히려 반대입니다.남극과 남극 주변 바다에서는 물고기·오징어·크릴 등을 얼마나 효율적으로 잡느냐가 중요합니다.그래서 하늘을 날기 위한 가벼운 날개보다 물속을 빠르게 움직일 수 있는 단단한 날개가 훨씬 유리해졌습니다.그 결과 펭귄의 뼈와 날개는 일반적인 날아다니는 새보다 짧고 단단하며, 몸 전체도 물속 생활에 적합하도록 바뀌었습니다.5. 재미있는 점이 하나 있습니다펭귄은 사실상 물속에서 나는 새에 가깝습니다.일반 새가 공기 속에서 날개를 휘저으며 이동한다면 펭귄은 물속에서 날개를 휘저으며 이동합니다.그래서 펭귄의 수영 영상을 보면 정말 새가 하늘을 나는 것과 비슷한 움직임이 나옵니다.그리고 여기서 진화의 재미가 드러납니다.같은 조류의 날개라는 구조가 환경에 따라 "비행기 날개"가 될 수도 있고 "수중 프로펠러"가 될 수도 있는 겁니다. 결국 펭귄은 조류에서 벗어난 동물이 아니라, 조류라는 틀 안에서 너무 극단적으로 성공한 전문 수영선수라고 보면 됩니다.
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근육통이 운동 직후보다 다음 날 더 심해지는 이유는 무엇일까요?
안녕하세요. 이조은 전문가입니다.맞습니다. 오랜만에 운동하고 나면 운동할 때는 멀쩡했는데 다음 날부터 계단 내려가는 게 인생의 큰 결단처럼 느껴지는 경우가 있죠. 그게 대표적인 지연성 근육통(DOMS, Delayed Onset Muscle Soreness)입니다.핵심은 운동 직후의 통증과 다음 날의 근육통은 원인이 조금 다르다는 겁니다.왜 바로 안 아프고 1~2일 뒤에 아플까?운동을 하면 근육에 평소보다 강한 자극이 들어갑니다. 특히 오랜만에 운동하거나, 새로운 동작을 하거나, 근육이 늘어나면서 힘을 내는 운동(신장성 수축)을 하면 근육과 주변 조직에 아주 미세한 손상이 생깁니다. 그런데 이 손상이 생겼다고 바로 "아야!" 하는 게 아닙니다.시간이 지나면서 몸이 그 부위를 회복시키는 과정에서 염증 반응과 여러 화학적 신호가 발생하고, 이 과정에서 통증을 감지하는 신경이 자극됩니다.그래서 대략 운동, 미세한 근육 손상, 염증의 회복 반응, 통증 신호 증가, 12~48시간 후 통증 최고조라는 흐름이 나타납니다.보통 운동 후 24~72시간 사이에 가장 심하고, 이후 서서히 좋아집니다.특히 '내려가는 동작'이 힘든 이유재미있는 게 하나 있는데, 같은 근육을 쓰더라도 근육이 늘어나면서 버티는 운동에서 근육통이 더 잘 생깁니다.예를 들어 스쿼트에서 내려갈 때 허벅지 근육은 길어지면서 몸을 버팁니다.계단을 내려갈 때도 마찬가지죠.그래서 오랜만에 하체 운동을 했다면 다음 날"걷기는 되는데 계단 내려가는 건 왜 이렇게 힘들지?" 가 되는 겁니다.그런데 근육통이 심해야 운동이 잘 된 걸까요?아닙니다.이건 꽤 흔한 오해입니다.근육통은 운동으로 새로운 자극을 받았다는 신호이지, 운동 효과의 정확한 측정기가 아닙니다.그리고 신기하게도 같은 운동을 반복하면 '반복 운동 효과(repeated-bout effect)' 때문에 근육이 적응해서 다음번에는 같은 강도로 해도 통증이 훨씬 줄어듭니다.
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유전자변형작물(GMO)은 어떻게 다른 생물의 유전자를 갖게 되나요?
안녕하세요. 이조은 전문가입니다.맞아요. 여기서 핵심은 “서로 다른 생물의 DNA를 통째로 섞는다”가 아니라, 원하는 기능을 하는 특정 유전자 부분을 골라서 식물 세포의 DNA에 넣는다는 겁니다.대표적인 Bt 해충저항성 작물을 예로 들면 이해가 쉽습니다.1. 먼저 원하는 유전자를 찾습니다토양세균인 Bacillus thuringiensis(Bt)에는 특정 곤충의 장에서 독성을 나타내는 단백질을 만드는 유전자가 있습니다.중요한 건 세균의 DNA 전체를 옮기는 게 아니라 그중 필요한 유전자만 골라낸다는 것입니다.2. 그 유전자를 식물에서 작동하도록 준비합니다세균에서 작동하던 유전자를 그냥 식물 세포에 던져 넣는다고 식물이 알아서 작동되지는 않습니다. 생물도 서로의 작동 설명서를 읽어주는 데 호환성 문제가 있습니다. 그래서 보통 유전자에 다음과 같은 조절 DNA 서열을 붙여줍니다.프로모터: "여기부터 유전자를 읽어라"목표 유전자: 해충 저항성 단백질을 만드는 정보종결 서열: "여기까지 읽어라"그리고 식물에서 제대로 발현되도록 유전자 서열을 조정하기도 합니다.3. 식물 세포 안으로 넣습니다대표적인 방법이 두 가지입니다.① 아그로박테리움(Agrobacterium) 이용토양세균인 아그로박테리움은 원래 식물 세포에 자기 DNA 일부를 전달하는 능력이 있습니다.세균의 DNA 전달 시스템을 이용해서, 원하는 유전자로 교체한 다음 식물 세포에 전달합니다.② 유전자총(gene gun)DNA를 아주 작은 금속 입자 등에 붙여서 식물 세포에 물리적으로 전달하는 방법도 있습니다.미세 입자를 세포에 전달하는 장치입니다.4. 들어간 DNA가 식물 염색체에 자리 잡습니다식물 세포 안으로 들어간 유전자가 염색체에 통합되면 그 세포가 분열하면서 해당 DNA를 계속 가지고 있게 됩니다.그러면 이 세포를 적절한 배양 과정을 거쳐 하나의 완전한 식물로 재생시킵니다.이 과정이 굉장히 중요합니다.식물은 특정 세포에서 시작해서 조직, 뿌리, 줄기, 잎 그리고 완전한 식물로 재생시키는 것이 가능하기 때문입니다.5. 제대로 들어간 식물을 골라냅니다모든 세포에 유전자가 제대로 들어가는 것은 아닙니다. 그래서 연구 과정에서는 선별 표지(marker) 등을 이용해 원하는 유전자가 들어간 세포를 찾아냅니다.그중 실제로 유전자가 제대로 들어갔는지, 원하는 위치와 형태로 존재하는지, 단백질이 제대로 만들어지는지, 실제로 해충 저항성이 나타나는지, 다른 특성에 문제가 없는지 등을 확인합니다.그러면 최종적으로 어떻게 되는가?예를 들어 Bt 유전자를 넣은 옥수수라면 대략 이런 구조입니다.Bt 세균에서 해충 저항성 유전자 추출하고 식물에서 작동할 수 있도록 유전자 구성한 뒤 식물 세포에 전달합니다.식물 염색체에 삽입하고 해충 저항성 유전자를 가진 세포 선별해서 식물로 재생하고 Bt 옥수수가 생산되는거죠.그리고 이 옥수수가 자라면서 Bt 단백질을 만들어내고, 해당 단백질에 민감한 해충이 옥수수를 먹었을 때 장에서 작용해 해충을 죽이게 됩니다.GMO = 다른 종의 유전자를 집어넣은 작물이라고 생각하기 쉬운데, 정확히는 그렇지 않습니다.GMO는 훨씬 넓은 개념입니다.예를 들어 같은 종 또는 가까운 생물의 유전자를 변형하거나, 특정 유전자를 제거하거나, 유전자의 발현을 조절하는 경우도 유전자변형 기술에 포함될 수 있습니다.즉, 학교에서 배운 “다른 생물의 유전자를 작물에 넣는다”는 설명은 GMO의 한 유형을 아주 간단하게 압축한 것입니다.
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식물 잎은 왜 줄기에 규칙적인 배열로 붙어있나요?
안녕하세요. 이조은 전문가입니다.정말 흥미로운 질문입니다. 얼핏 보면 예쁘게 자라려고 그런가도 싶지만, 사실은 수억 년의 진화를 거쳐 얻은 매우 효율적인 설계입니다. 식물은 움직일 수 없기 때문에 잎의 배치 하나만으로도 생존에 큰 차이가 납니다.1. 햇빛을 최대한 받기 위해가장 큰 이유입니다.잎이 아무렇게나 달리면 위쪽 잎이 아래쪽 잎을 가려 광합성을 제대로 하지 못합니다.그래서 많은 식물은 잎을 약간씩 돌려가며 배치합니다. 특히 나선형 배열은 잎끼리 겹치는 면적을 최소화해 거의 모든 잎이 햇빛을 받을 수 있게 해 줍니다.해바라기나 솔방울에서 보이는 나선무늬도 같은 원리입니다.2. 빗물을 효율적으로 흘려보내기잎이 일정한 각도로 배열되어 있으면 빗물이 줄기를 따라 흘러 뿌리까지 쉽게 도달합니다.반대로 물이 오래 고이면 곰팡이나 세균이 번식하기 쉬워집니다.3. 바람에 더 잘 견디기 위해잎이 한쪽으로만 몰려 있으면 바람을 받을 때 쉽게 꺾입니다.반면 규칙적인 배열은 바람을 분산시켜 줄기와 가지에 가해지는 부담을 줄여 줍니다.4. 공간을 가장 효율적으로 사용하기 위해새로운 잎이 나올 자리도 미리 확보됩니다.특히 나선형 배열은 기존 잎과 겹치지 않는 방향으로 새 잎이 자라기 때문에 제한된 공간을 최대한 활용할 수 있습니다.5. 황금각(약 137.5°)의 비밀가장 신기한 부분입니다.많은 식물은 새 잎을 약 137.5도씩 돌려가며 만듭니다. 이를 황금각이라고 하는데, 이렇게 하면 잎들이 가장 고르게 퍼져 서로를 덜 가립니다.물론 모든 식물이 정확히 137.5도를 따르는 것은 아니지만, 매우 많은 종에서 비슷한 패턴이 발견됩니다.마주나는 잎은 왜 있을까?잎이 마주보는 형태(대생)인 식물도 많습니다.이 경우에는 다음 쌍의 잎이 보통 90도로 회전해서 나오기 때문에 위에서 보면 십자 모양이 됩니다. 이렇게 해도 서로 그늘을 만드는 것을 줄일 수 있습니다.결국 식물의 잎 배열은 보기 좋은 모양이 아니라 생존을 위한 최적화입니다.가만히 서 있는 식물은 아무것도 안 하는 것처럼 보이지만, 잎 하나가 어느 각도로 나올지까지 치밀하게 최적화되어 있습니다.
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편백나무 숲에서 나는 피톤치드는 어떤 역할을 하는 물질인가요?
안녕하세요. 이조은 전문가입니다.좋은 질문입니다. 흔히 “피톤치드는 사람에게 좋은 숲의 보약”처럼 이야기하지만, 사실 식물 입장에서는 꽤 현실적인 생존 무기입니다.1. 피톤치드는 원래 식물에게 무슨 역할을 할까?피톤치드(phytoncide)는 식물이 만들어 내는 휘발성 화학물질을 통칭하는 말입니다. 대표적으로 테르펜류, 페놀 화합물, 알데히드류 같은 물질들이 있습니다.식물이 이것을 만드는 목적은 크게 세 가지입니다.1) 곰팡이·세균으로부터 자신을 보호나무는 움직일 수 없기 때문에 병원균이 공격해도 도망갈 수 없습니다. 그래서 잎과 줄기에서 항균 성분을 내뿜어 곰팡이 성장 억제, 세균 번식 억제, 상처 부위 감염 방지 역할을 합니다.2) 해충을 쫓기 위해소나무나 편백 같은 나무의 향은 사실 곤충 입장에서는 위험 신호에 가깝습니다.벌레가 싫어하는 냄새를 내서 접근 방지하거나 다른 식물이나 미생물과 경쟁할 때 유리하게 작용합니다.3) 주변 생물과 소통하는 신호식물도 화학 신호를 주고받습니다.어떤 나무가 벌레 공격을 받으면 주변 나무에게 방어 준비하라는 신호 물질을 보내기도 합니다.2. 그런데 왜 사람이 맡으면 좋다고 할까?인간은 우연히 이 식물의 방어 물질에 반응하는 것입니다.1) 스트레스 완화 효과편백 숲에서 나는 향 성분(특히 테르펜류)을 사람이 흡입하면 긴장 완화, 심박수 감소, 스트레스 호르몬 감소 경향 같은 효과가 발생합니다.2) 항균 작용피톤치드 성분 중 일부는 실제로 항균 효과가 있습니다. 공기 중 일부 미생물 억제 가능정도의 수준입니다.3. 왜 특히 편백나무가 유명할까?편백(히노키)은 테르펜류 방출량이 비교적 많고 향이 강합니다.특히 알파-피넨, 사비넨, 리모넨 같은 성분이 특유의 “상쾌한 나무 향”을 만듭니다.그래서 편백 욕조, 편백 베개, 편백숲 체험 등이 인기를 얻은 것입니다.4. 숲에 가면 좋은 이유는 피톤치드 하나 때문일까?사실 숲 효과는 나무 향(피톤치드), 초록색 풍경이 주는 심리 효과, 새소리와 바람 소리, 따스한 햇빛과 도시 소음 감소가 합쳐져 몸과 마음이 편안해지는 것입니다.결론적으로 피톤치드는 나무가 자신을 지키려고 만든 방어용 화학물질인데, 인간은 그 향과 일부 생리적 효과를 긍정적으로 느끼는 것입니다.
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돌고래가 즐긴다는 복어독은 미량이면 치사량이 아닌건가여?
안녕하세요. 이조은 전문가입니다.흥미로운 이야기죠. 결론부터 말하면 '미량이라서 아무 문제 없다'고 단정할 수는 없습니다.돌고래가 복어를 살짝 물고받으며 행동이 느려지거나 멍한 모습을 보이는 영상 때문에 "복어 독으로 취한다"는 이야기가 널리 퍼졌습니다. 하지만 과학적으로는 확실하게 증명된 사실은 아닙니다.복어의 독인 테트로도톡신(TTX)은 매우 강력한 신경독으로, 아주 적은 양이라도 사람이나 동물에게 위험할 수 있고, 양이 많으면 마비, 호흡곤란, 심하면 사망까지 일으킬 수 있습니다.다만 독성 물질은 대부분 용량이 중요합니다.극히 미량에 노출되면 별다른 증상이 없을 수도 있고, 약간의 신경학적 변화가 생길 수도 있으며, 일정량을 넘으면 위험해집니다.돌고래는 복어를 먹으려고 하는 것이 아니라 장난을 치는 과정에서 아주 소량에 노출될 가능성이 있다는 추측이 있지만, 정말로 그 효과를 의도적으로 즐기는지는 아직 확실한 증거가 없습니다. 그래서 "돌고래가 복어 독으로 마약처럼 논다"는 표현은 다소 과장된 면이 있고, 현재로서는 흥미로운 가설 정도로 보는 것이 가장 정확합니다.
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