사후 의식의 존재 가능성에 대한 과학적 추론
안녕하세요, 검은망토님. 이중철 전문가입니다.현재 과학 기준으로는 사후에 의식이 계속 존재한다고 입증된 상태는 아닙니다. 반대로 완전히 불가능하다고 최종 확정된 것도 아니지만, 지금까지의 가장 강한 증거는 의식이 살아 있는 뇌의 활동과 매우 밀접하게 연결되어 있다는 쪽이에요.과학적으로 가장 신중한 답을 내어보자면, 이렇습니다. 현재의 나라는 의식은 뇌가 정보를 통합하고 기억, 감각, 자아감각을 계속 만들어낼 때 유지되는데, 뇌 기능이 비가역적으로 멈추면 우리가 아는 형태의 의식도 유지되지 않을 가능성이 가장 큽니다.과학에서 의식은 보통 뇌의 전기적 활동, 신경망의 연결, 정보 통합으로 설명하려고 하는데요. 실제로 기억과 사고를 담당하는 뉴런 관련 유전자들은 사후 몇 시간 내 빠르게 붕괴하고, 사후에 일부 남는 활동은 주로 염증 반응이나 유지 기능을 맡는 신경교세포 쪽에서 관찰되었습니다. 즉 사후에 세포 수준의 일부 활동이 남아 있다고 해서, 그것이 곧 자아를 가진 의식의 지속을 뜻하는 것은 아닌 것이지요.다만, 죽음 직전이나 심정지 직후에 뇌 활동이 잠깐 강해지는 현상은 실제 연구에서도 보고가 되었는데요. 인공호흡기 제거 직후 일부 환자에서 감마파 활동이 급증했고, 의식과 관련된 뇌 영역에서 신호가 포착된 사례가 있었습니다. 심장박동이 멈추기 전후 짧은 구간에서 다양한 뇌파 변화가 나온 사례도 보고되었구요.하지만, 여기서 중요한 점이 있습니다. 이런 연구는 죽음 이후에 의식이 오래 존속한다는 증거가 아니라, 생명 기능이 완전히 꺼져 가는 경계 구간에서 뇌가 마지막으로 매우 복잡한 활동을 보일 수 있다는 뜻에 더 가깝습니다. 다시 말해 죽음의 문턱에서 뇌가 잠시 강하게 반응할 수는 있어도, 그것이 사후 의식의 독립적 존속을 입증한 것은 아닌 것이지요.임사체험도 자주 근거로 거론되는데, 과학적으로는 아직 해석이 갈려요. 일부는 뇌의 산소 부족, 신경전달물질 변화, 기억 재구성, 극한 스트레스 상황에서의 뇌 반응으로 설명하고, 일부는 기존 설명만으로 충분하지 않다고 봅니다. 하지만 적어도 현재까지는 임사체험만으로 사후 의식의 실재를 과학적으로 증명했다고 보기는 어렵습니다.검은망토님의 표현대로 현재 글을 쓰는 '나'라는 존재가 사후에도 그대로 이어질 수 있느냐를 과학적으로 따지면, 핵심은 기억의 연속성과 뇌 구조의 보존입니다. 현재 과학은 개인의 자아와 기억, 성격, 판단 능력이 뇌 회로에 깊게 의존한다고 보기 때문에, 그 회로가 무너지면 지금의 나도 유지되기 어렵다고 추론하고 있어요.실무적으로 말씀드리자면, 이 주제는 과학이 아직 완전히 답하지 못한 질문이에요. 다만, 현재까지의 근거를 가장 엄격하게 해석하면, 사후 의식의 가능성을 열어두는 철학적 상상은 가능하지만, 과학적으로는 살아 있는 뇌와 분리된 채 현재의 자아의식이 계속 존속한다고 볼 만한 확실한 증거는 없습니다.정리하자면, 종교를 배제한 현재 과학의 입장에서는 의식은 뇌 활동과 매우 강하게 연결되어 있으며, 죽음 이후에도 현재의 나라는 의식이 그대로 존속한다고 입증된 상태는 아닙니다. 죽음 직전 짧은 뇌 활동 급증 같은 흥미로운 연구는 있지만, 그것은 사후 의식의 증거라기보다 죽어가는 뇌의 마지막 반응으로 해석하는 것이 지금 기준에서는 가장 타당하답니다.※ 질문자님을 포함하여 소중한 분들의 건강, 재산과 안전을 지키고, 혹시나 발생할 수 있을 다양한 문제 상황에 놓이지 않기 위해서라도 저를 포함하여 다양한 토픽에서 활동하는 모든 전문가분들의 아하 지식커뮤니티에서의 답변은 예외 없이 참고 용도로만 유용하게 활용하시기 바랍니다.😉
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미세 플라스틱이 먹이사슬을 통해 우리 식탁에 오르는 과정에서 어떤 생물학적 농축 현상이 일어나나요?
안녕하세요, 스라소니199님. 이중철 전문가입니다.미세플라스틱은 먹이사슬을 따라 이동할 수 있지만, 수은이나 PCB처럼 모든 경우에 영양단계가 올라갈수록 깔끔하게 농도가 계속 커지는 전형적 생물농축 물질로 단정하기는 아직 어렵습니다. 다만 하위 생물이 미세플라스틱을 먹고, 이를 상위 포식자가 반복해서 섭취하면서 체내 노출 기회가 늘어나고, 특히 미세플라스틱 표면에 붙은 독성 화학물질은 상위 단계에서 더 문제가 될 수 있다는 점은 여러 연구 자료들에서 공통적으로 확인되고 있어요.1. 먹이사슬 이동미세플라스틱은 먼저 플랑크톤, 물벼룩, 작은 갑각류처럼 먹이사슬의 하위 단계 생물이 먹이로 착각해 섭취하면서 생태계에 들어갑니다. 그다음 작은 어류, 더 큰 포식어류, 해양 포유류로 전달되고, 인간은 어패류와 수산물을 통해 그 최상위 노출 단계에 놓일 수 있습니다. 여기서 중요한 점은 미세플라스틱 자체가 생물 몸속에서 오래 머무는 정도, 배출되는 정도, 입자 크기와 모양이 모두 달라서 상위 영양단계로 갈수록 농도가 항상 일정하게 증가한다고 말하기는 어렵다는 것입니다. 하지만 미세플라스틱이 생물의 장관에 반복적으로 들어오고, 조직으로 일부 이동하거나, 표면에 흡착된 독소를 운반할 경우에는 상위 단계 생물의 총 노출 부담이 커질 수 있습니다.2. 무엇이 농축되나요?엄밀히 말하면 미세플라스틱 문제는 두 층으로 봐야 합니다. 첫째는 입자 자체의 축적 가능성이고, 둘째는 그 표면에 붙은 독성물질의 전달입니다. 특히 미세플라스틱은 수중의 남조류 독소나 유기오염물질을 흡착할 수 있어서, 이를 먹은 생물의 장에서 독소가 떨어져 나와 체내 축적과 생물농축을 일으킬 수 있다는 연구가 보고되었습니다. 즉 상위 포식자로 갈수록 꼭 미세플라스틱 알갱이 수만 늘어나는 문제가 아니라, 미세플라스틱이 독성물질의 운반체 역할을 하면서 화학적 위해성이 커질 수 있다는 점이 핵심입니다.3. 세포 수준 위험인체 세포 수준에서는 미세플라스틱이 세포막과 상호작용하고, 산화 스트레스를 유발하며, 염증성 반응과 면역 반응에 영향을 줄 가능성이 제기되어 있습니다. 실험실에서 배양한 인간 세포를 이용한 연구들에서는 미세플라스틱이 세포 생존율을 떨어뜨리고, 세포막 기능에 영향을 주며, 사이토카인 방출과 같은 염증 반응을 바꿀 수 있다는 결과가 확인되었습니다.또 입자가 매우 작아질수록 장벽을 통과할 가능성이 커지고, 불규칙한 모양의 입자가 구형 입자보다 세포에 더 해로울 수 있다는 보고도 있습니다. 다만 이런 세포실험 결과를 실제 사람 몸 전체의 장기적 위험으로 그대로 단정하기에는 아직 노출량, 체내 분포, 배출 속도에 대한 추가 연구가 더 필요합니다.4. '식탁'의 의미실무적으로 보면, 사람이 먹는 수산물에서 가장 직접적인 경로는 작은 생물을 통째로 먹는 경우나 내장을 함께 섭취하는 경우입니다. 먹이사슬 하위 생물은 몸 전체를 먹게 되므로 미세플라스틱 노출이 바로 이어질 수 있기 때문입니다. 큰 물고기의 경우에는 장관에 있던 입자는 손질 과정에서 줄어들 수 있지만, 아주 작은 입자나 관련 화학물질 노출 문제까지 완전히 사라지는 것은 아닙니다.정리하자면, 미세플라스틱은 먹이사슬 하위 단계에서 상위 단계로 이동할 수 있지만, 전통적 독성물질처럼 항상 단계별 농도가 뚜렷하게 증가한다고 단정하기는 어렵습니다. 대신 반복 섭취로 인한 총노출 증가와, 미세플라스틱 표면에 흡착된 독성물질의 생물농축 가능성이 더 중요한 문제이며, 인체 세포 수준에서는 산화 스트레스, 염증 반응, 세포막 손상 같은 잠재적 위험이 제기되고 있습니다.※ 질문자님을 포함하여 소중한 분들의 건강, 재산과 안전을 지키고, 혹시나 발생할 수 있을 다양한 문제 상황에 놓이지 않기 위해서라도 저를 포함하여 다양한 토픽에서 활동하는 모든 전문가분들의 아하 지식커뮤니티에서의 답변은 예외 없이 참고 용도로만 유용하게 활용하시기 바랍니다.😉
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옷에 양초가 덜어 졌는데 어떻게 제거 하나요??
안녕하세요, 사자35님. 이중철 전문가입니다.정전 때문에 양초를 쓰시다가 옷에 촛농이 떨어져서 많이 당황하셨겠네요. 양초(왁스)는 기름 성분이라서 물로 그냥 비벼 빨면 절대 지워지지 않고 오히려 섬유 사이로 더 깊게 스며들 수 있습니다. 옷감을 상하게 하지 않으면서 깨끗하게 제거하는 정화한 방법을 단계별로 설명해 드릴게요.1. [1단계] 촛농을 완전히 굳히기촛농이 옷에 떨어졌을 때 가장 먼저 해야 할 일은 '가만히 두는 것'입니다. 액체 상태일 때 닦아내려고 문지르면 촛농이 넓게 번지고 섬유 속으로 파고들어 지우기가 훨씬 힘들어집니다. 빨리 굳히고 싶다면 옷을 냉장고(냉동실)에 10~20분 정도 넣어두거나, 얼음팩을 촛농 위에 살짝 올려두어 딱딱하게 굳히는 것이 좋습니다.2. [2단계] 굳은 촛농 조심스럽게 긁어내기촛농이 완전히 딱딱해졌다면, 플라스틱 자나 사용하지 않는 신용카드, 빵 썰 때 쓰는 뭉툭한 칼 등 날카롭지 않은 도구를 사용해 겉에 묻은 촛농 덩어리를 살살 긁어내서 떼어냅니다.3. [3단계] 다리미 열로 남은 얼룩 흡수시키기 ← 가장 핵심긁어내고 남아있는 얇은 촛농 자국은 '열'을 이용해 지웁니다.1) 옷의 촛농 자국 위아래로 키친타월이나 기름을 잘 흡수하는 종이 호일(또는 신문지)을 여러 장 겹쳐서 깔아줍니다.※ 종이 - 옷 - 종이 순서2) 다리미 온도를 중간 정도로 맞추고 스팀(수증기) 기능은 반드시 끈 상태에서 종이 위를 살살 다려줍니다.3) 다리미의 열기 때문에 섬유 속에 박혀있던 촛농이 녹아서 위아래에 깔아둔 종이로 싹 스며들어(흡수) 나옵니다.4) 종이에 촛농이 묻어나오면 종이의 깨끗한 부분으로 자리를 바꿔가며, 더 이상 촛농이 묻어나오지 않을 때까지 반복해서 다려주면 됩니다.※ 만약에, 다리미가 없다면 드라이기의 뜨거운 바람을 쐬면서 키친타월로 녹은 촛농을 꾹꾹 눌러 흡수시켜 주면 됩니다.4. [4단계] 마무리 세탁촛농이 다 빠졌더라도 약간의 기름 얼룩이 남아있을 수 있습니다. 이때는 일반 세제보다는 주방용 퐁퐁(중성세제)을 얼룩 부위에 묻혀 미지근한 물로 살살 비벼 빤 뒤, 평소처럼 세탁기에 넣고 돌리시면 완벽하게 제거됩니다.정리하자면,촛농이 묻었을 때는 절대 문지르지 말고①먼저 차갑게 굳혀서 큰 덩어리를 긁어낸 후②자국 위아래로 키친타월을 깔고 다리미 열을 가해 종이에 촛농을 흡수시키고③마지막으로 주방 세제로 얼룩을 비벼 빨아 세탁하시면 옷감 손상 없이 말끔하게 지우실 수 있습니다.※ 질문자님을 포함하여 소중한 분들의 건강, 재산과 안전을 지키고, 혹시나 발생할 수 있을 다양한 문제 상황에 놓이지 않기 위해서라도 저를 포함하여 다양한 토픽에서 활동하는 모든 전문가분들의 아하 지식커뮤니티에서의 답변은 예외 없이 참고 용도로만 유용하게 활용하시기 바랍니다.😉
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은으로 만든 수저나 장신구를 오래 사용하면 공기 중에 노출되어 표면이 점차 검게 변하는 현상이 일어나는 이유는?
안녕하세요, 하마253님. 이중철 전문가입니다.은수저나 은 장신구를 오래 사용했을 때 표면이 검게 변하는 현상은 은(Ag)의 화학적 성질인 산화·환원 반응과 깊은 관련이 있습니다. 이 현상과 과거 임금님이 은수저를 독을 확인하는 용도로 사용했던 이유를 화학적으로 쉽게 설명해 드리겠습니다.1. 은이 검게 변하는 이유: 황(S)과의 만남은은 공기 중의 산소나 물과는 잘 반응하지 않아 비교적 안정적인 금속입니다. 하지만 황(S)이나 황화수소(H₂S) 성분을 만나면 매우 빠르고 강하게 반응하여 표면에 '황화은(Ag₂S)'이라는 물질을 만들어 냅니다.2Ag + S → Ag₂S(황화은, 검정)바로 이 황화은이 짙은 갈색이나 검은색을 띠기 때문에 은 표면에 얇은 막이 형성되면서 검게 녹이 슨 것처럼 보이게 되는 것입니다. 공기 중에도 미세한 황화수소가 존재하므로, 장신구를 오랫동안 보관만 해두어도 서서히 공기와 반응하여 점차 검게 변하게 됩니다.2. 임금님 수라상에 은수저를 쓴 이유는?과거 조선시대 등에서 암살에 주로 사용되던 대표적인 독약은 '비상(砒霜)'이었습니다. 비상(주성분은 As₂O₃)을 제조하는 과정에는 자연스럽게 불순물로 황(S) 성분이 섞여 들어갔습니다.따라서, 수라상에 올린 음식에 비상이 들어 있다면, 은수저가 비상 속의 황 성분과 화학 반응을 일으켜 순식간에 검게(황화은) 변하게 됩니다. 조상들은 화학 반응식은 몰랐지만, 은과 독약(비상)이 만나면 색이 변한다는 경험적 사실을 이용해 독을 감별하는 도구로 훌륭하게 활용한 것이랍니다.3. 일상생활에서 은수저가 검게 변하는 경우독이 없더라도 우리가 먹는 음식 중 황 성분이 포함된 음식이 닿으면 은수저는 검게 변합니다. 가장 대표적인 것이 달걀입니다. 달걀을 가열하여 익히면 노른자와 흰자 사이에서 황화철(FeS)이라는 황 화합물이 만들어지는데, 이것이 은수저의 은 이온과 반응하여 황화은을 생성해 수저를 새카맣게 만듭니다.정리하자면, 은수저나 장신구가 검게 변하는 이유는 은이 공기 중이나 음식(또는 과거의 독약)에 포함된 황(S) 성분과 화학적으로 반응하여 검은색의 황화은(Ag₂S) 코팅막을 형성하기 때문입니다.※ 질문자님을 포함하여 소중한 분들의 건강, 재산과 안전을 지키고, 혹시나 발생할 수 있을 다양한 문제 상황에 놓이지 않기 위해서라도 저를 포함하여 다양한 토픽에서 활동하는 모든 전문가분들의 아하 지식커뮤니티에서의 답변은 예외 없이 참고 용도로만 유용하게 활용하시기 바랍니다.😉
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화학 공정에서는 왜 촉매를 반복해서 사용하게 되나요?
안녕하세요, 고온다습님. 이중철 전문가입니다.우선, 화학 공정에서 촉매를 한 번 쓰고 버리지 않고 반복해서 사용하는 이유는 촉매의 화학적 특성과 산업 현장의 경제성, 효율성 때문인데요. 이해하기 쉽게 핵심 위주로 정리해 답변을 드리겠습니다.1. 촉매는 반응 과정에서 '소모되지 않는 물질'입니다이것이 가장 근본적인 과학적 이유입니다. 촉매의 본질적인 정의는 '화학 반응의 속도를 빠르게(또는 느리게) 만들어 주지만, 반응 전후에 자기 자신은 소모되거나 변하지 않는 물질'이기도 합니다. 촉매는 반응물과 '일시적으로' 결합하여 반응이 쉽게 일어날 수 있는 지름길(활성화 에너지가 낮은 경로)을 만들어 줍니다. 그리고 결과물(생성물)이 만들어지면, 촉매는 스르륵 떨어져 나와 다시 원래의 완벽한 상태로 돌아갑니다. 즉, 질량 보존의 법칙에 따라 처음 투입한 촉매의 양과 질량이 그대로 남아있기 때문에 물리적으로 여러 번 재사용이 가능한 것이랍니다.2. 경제성 확보 ← 비용 절감산업용 화학 공정에서 사용되는 촉매는 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 로듐(Rh)과 같은 매우 희귀하고 비싼 귀금속인 경우가 많습니다. 만약 이 비싼 물질을 한 번만 쓰고 버린다면 제품을 만드는 비용이 기하급수적으로 올라갈 것입니다. 따라서 수십, 수백 번 반복해서 사용(또는 재생 처리하여 재사용)해야만 공장의 이윤(경제성)을 남길 수 있습니다.3. 공정의 효율성과 폐기물 감소촉매를 반복 사용하면 아주 적은 양의 촉매만 투입해도 대량의 화학제품을 쉴 새 없이 만들어낼 수 있습니다. 또한 촉매를 매번 교체하지 않고 연속적으로 반응기 안에서 돌리게 되면, 새로운 촉매를 투입하고 빼내는 데 드는 시간과 공정 중단(Downtime)을 줄일 수 있습니다. 환경적인 측면에서도 폐촉매라는 산업 폐기물의 발생을 크게 줄일 수 있어 친환경적이지요.4. (참고) 다만, 영원히 쓸 수 있는 것은 아닙니다이론적으로는 영원히 쓸 수 있지만, 실제 산업 현장에서는 촉매를 계속 쓰다 보면 불순물(황, 탄소 등)이 촉매 표면에 달라붙어 성능이 떨어지는 '촉매 피독(Poisoning)' 현상이란 것이 발생합니다. 그래서 여러 번 반복 사용하다가 효율이 떨어지면, 반응기에서 빼내어 깨끗하게 세척하고 재생(Regeneration)하는 과정을 거쳐 다시 사용하게 된답니다.정리하자면, 화학 공정에서 촉매를 반복 사용하는 이유는 촉매 자체가 화학 반응에 직접 참여하지 않아 소모되지 않는 물리적 특성을 가졌기 때문이며, 이를 통해 값비싼 촉매 구입 비용을 절감하고 공정의 효율성을 극대화할 수 있기 때문이랍니다.※ 질문자님을 포함하여 소중한 분들의 건강, 재산과 안전을 지키고, 혹시나 발생할 수 있을 다양한 문제 상황에 놓이지 않기 위해서라도 저를 포함하여 다양한 토픽에서 활동하는 모든 전문가분들의 아하 지식커뮤니티에서의 답변은 예외 없이 참고 용도로만 유용하게 활용하시기 바랍니다.😉
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암에 걸리는 것은 순전히 운빨에 해당하는 건가요? 리처드 도킨스도 나이가 무려 85세이고
안녕하세요, 잠만보님. 이중철 전문가입니다.질문자님께서 평생 담배를 피우고도 장수하거나 암에 걸리지 않은 사람들의 사례를 보시면서, '암은 결국 순전히 운에 달린 것이며 인간의 노력으로는 막을 수 없는 것인가?'라는 깊은 의문을 가지셨군요. 이 문제는 실제로 의학계와 과학계에서도 매우 치열하게 논쟁이 되었던 주제인데요. 2015년 미국 존스홉킨스 의대의 토마세티(Tomasetti) 박사 연구팀이 '암 발생의 약 66%는 세포 분열 시 발생하는 무작위적(랜덤)인 유전자 돌연변이 오류, 즉 '불운(bad luck)' 때문'이라는 내용의 논문을 저명한 학술지 <사이언스>에 발표하면서 전 세계적으로 큰 파장이 일었었습니다.하지만, 이 논문 발표 이후 세계보건기구(WHO) 산하 국제암연구소(IARC)를 비롯한 수많은 전문가들이 공식적으로 이를 반박했으며, 후속 연구들이 쏟아져 나왔습니다. 짧게 답변 먼저 드리자면, '암은 순전히 100% 운에 의해서만 결정되는 것이 아니며, 인간의 힘으로 바꿀 수 있는 부분이 분명히 존재한다'라는 것이 현대 의학계의 정론이랍니다. 그 이유를 이해하기 쉽게 3가지로 정리해 답변 드리겠습니다.1. 암 발병의 세 가지 요소: 운(무작위 돌연변이) + 환경(생활습관) + 유전존스홉킨스 대학의 연구 결과가 말하고자 했던 진짜 의미는 '모든 암이 운이다'가 아니라, 세포가 분열하면서 우연히 생기는 오류(불운)가 암 발생의 '기본적인 배경'이 된다는 뜻이었습니다. 하지만 이 '세포 분열 오류'는 담배를 피우거나 방사선에 노출되고, 나쁜 식습관을 가지면 그 확률이 폭발적으로 올라갑니다. 즉, 기본적으로 운(무작위 돌연변이)이 작용하는 것은 맞지만, 우리가 어떻게 사느냐(환경/생활습관)에 따라 그 운이 나쁘게 터질 확률을 우리 스스로 높이거나 낮출 수 있다는 것입니다.2. 잔 루이즈 칼망처럼 흡연을 하고도 암에 안 걸린 이유는?잔 루이즈 칼망처럼 117세까지 담배를 피우고도 암에 걸리지 않은 사람들은 '유전적으로 세포 복구 능력이 기적에 가까울 정도로 뛰어난 극소수의 돌연변이'일 뿐입니다. 이들은 담배가 훼손한 세포를 일반인보다 훨씬 빠르고 완벽하게 고쳐내는 유전적 방어막을 타고난 것입니다. 이런 극단적인 예외 사례 1명을 보고 '담배를 피워도 운이 좋으면 암에 안 걸린다'라고 일반화하는 것은, '안전벨트를 매지 않고 시속 200km로 절벽에서 추락해도 산 사람이 1명 있으니 안전벨트는 필요 없다'라고 말하는 것과 같은 커다란 논리적 오류입니다. 통계적으로 흡연자는 비흡연자보다 폐암 발생 확률이 최소 10배~30배 이상 압도적으로 높습니다.3. 인간의 힘으로 예방 가능한 암의 비율(30~50%)세계보건기구(WHO)와 최신 의학 연구들은 전체 암의 약 30~50%는 올바른 생활습관(금연, 절주, 정상 체중 유지, 건강한 식단, 운동)만으로 완전히 예방이 가능하다고 명확히 밝히고 있습니다. 나머지 통제 불가능한 요인(나이, 유전, 무작위 돌연변이)으로 발생하는 암 역시, 정기적인 건강 검진을 통해 '조기 발견'하면 대부분 완치가 가능해졌습니다. 이 역시 인간의 노력과 의학의 힘입니다.정리하자면,암 발생에 있어 세포 분열 시 발생하는 우연한 오류(운)가 일정 부분 작용하는 것은 과학적 사실입니다. 하지만 암은 순전히 100% 운으로만 결정되는 것이 절대 아닙니다. 세계보건기구(WHO)에 따르면 암의 30~50%는 금연, 운동, 식습관 등 인간의 후천적인 노력으로 충분히 예방할 수 있으므로, 운명론에 빠져 건강 관리를 포기하는 것은 매우 위험하고 잘못된 생각입니다.※ 질문자님을 포함하여 소중한 분들의 건강, 재산과 안전을 지키고, 혹시나 발생할 수 있을 다양한 문제 상황에 놓이지 않기 위해서라도 저를 포함하여 다양한 토픽에서 활동하는 모든 전문가분들의 아하 지식커뮤니티에서의 답변은 예외 없이 참고 용도로만 유용하게 활용하시기 바랍니다.😉
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떤 식물들은 해가 지면 꽃잎을 닫고, 어떤 식물은 밤에 꽃을 피우나요?
안녕하세요, 단정한스라소니199님. 이중철 전문가입니다.밤낮의 변화에 따라 잎이나 꽃을 움직이는 식물들의 행동은 단순한 현상이 아니라 수십억 년 동안 진화해 온 정교한 생존 전략입니다. 이러한 '수면 운동(Nyctinasty)'의 원리와 밤에 피는 꽃들의 생존 전략에 대해 과학적으로 이해하기 쉽게 설명해 드리겠습니다.1. 식물의 '수면 운동'과 생체 시계의 원리밤이 되면 자귀나무나 미모사 같은 식물들이 잎을 닫거나 아래로 축 늘어뜨리는 현상을 '수면 운동'이라고 하는데요. 이는 동물이 잠을 자는 것과는 다르며, 빛과 식물의 생체 시계, 그리고 물의 압력(팽압)이 만들어내는 정교한 물리적 움직임이랍니다.1) 피토크롬과 생체 시계: 식물은 눈이 없지만 '피토크롬'이라는 단백질 색소를 통해 빛의 파장을 감지하는데요. 해가 지고 빛이 사라지면, 이 정보가 식물 내부의 생체 시계 유전자에 전달됩니다.2) 팽압의 변화: 신호를 받은 식물은 잎의 관절 역할을 하는 '엽침(Pulvinus)' 부위에서 칼륨 이온(K⁺)을 세포 밖으로 빼냅니다. 삼투압 현상에 의해 물이 이온을 따라 빠져나가게 되고, 잎을 지탱하던 세포의 물풍선(팽압)이 쪼그라들면서 잎이 접히거나 밑으로 처지게 된답니다.2. 왜 이런 행동을 할까요?낮에는 광합성을 위해 잎을 활짝 펴야 하지만, 밤에는 잎을 닫아 밤이슬과 추위로부터 스스로를 보호해야 합니다. 또한 수직으로 잎을 접으면 야행성 초식 곤충이 잎에 달라붙기 어려워져 포식자로부터 방어하는 효과도 있답니다.3. 밤에 꽃을 피우는 식물들의 특별한 전략대부분의 식물은 낮에 활동하는 벌과 나비를 유인하기 위해 낮에 꽃을 피웁니다. 하지만 달맞이꽃, 박쥐나무, 야래향 같은 식물들은 해가 지면 꽃을 활짝 피웁니다. 이들은 나방이나 박쥐 같은 야행성 수분 매개자를 타겟으로 진화한 것입니다.낮의 치열한 경쟁을 피해 밤을 선택한 이 식물들은 벌이나 나비와는 다른 특성을 가진 야행성 동물들을 유혹하기 위해 아래와 같은 3가지 전략을 사용합니다.1) 시각적 전략(흰색이나 노란색 꽃잎): 밤에는 화려한 붉은색이나 파란색은 보이지 않습니다. 대신 달빛을 반사하여 어둠 속에서도 가장 눈에 잘 띄는 크고 넓은 흰색이나 옅은 노란색 꽃잎을 만듭니다.2) 후각적 전략(짙은 향기 발산): 시각적 정보가 제한된 밤에는 후각이 가장 중요합니다. 밤에 피는 꽃들은 낮에 피는 꽃보다 에센셜 오일 같은 휘발성 유기 화합물을 훨씬 더 강하게 내뿜어 아주 먼 곳에 있는 나방이나 박쥐를 유인합니다.3) 보상 전략(풍부한 꿀): 활동량이 많은 박쥐나 대형 나방을 유인하기 위해, 이 꽃들은 낮에 피는 꽃들보다 꿀을 훨씬 더 많이 만들어 보상으로 제공합니다.정리하자면, 식물의 수면 운동은 잎의 수분 압력(팽압)과 빛을 감지하는 생체 시계의 상호작용으로 에너지를 보존하고 해충을 피하는 방어 메커니즘입니다. 반대로 밤에 꽃을 피우는 식물들은 낮의 치열한 경쟁을 피해, 시력이 약한 야행성 곤충과 동물을 유인하고자 눈에 띄는 밝은 색상과 강렬한 향기를 뿜어내는 생존 및 번식 전략을 선택한 결과인 것이랍니다.※ 질문자님을 포함하여 소중한 분들의 건강, 재산과 안전을 지키고, 혹시나 발생할 수 있을 다양한 문제 상황에 놓이지 않기 위해서라도 저를 포함하여 다양한 토픽에서 활동하는 모든 전문가분들의 아하 지식커뮤니티에서의 답변은 예외 없이 참고 용도로만 유용하게 활용하시기 바랍니다.😉
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바퀴벌레를 아예 박멸 할 수 있는 방법은 생물학적으로 없나요?
안녕하세요, 메뚜기235님. 이중철 전문가입니다.최근 기후 변화와 잦은 폭우, 더워진 날씨 등의 이유로 바퀴벌레 개체 수가 증가하면서 뉴스에서도 이 문제를 다루고 있습니다. 이렇게 늘어난 바퀴벌레를 아예 '박멸'할 수 있는 생물학적인 방법이 있는지 궁금해 하셨는데요. 관련 연구와 전문가들의 의견을 바탕으로 정리해 답변 드리겠습니다. 1. 현재 기준 바퀴벌레의 '완전 박멸'은 생물학적으로 불가능합니다.직관적인 답변 먼저 드리자면, 현재 과학 기술로 지구상에서, 혹은 하나의 건물 안에서조차 바퀴벌레를 100% 완전하게 박멸하는 것은 불가능에 가깝습니다. 미국 퍼듀 대학교 등 여러 곤충학 연구진의 결론도 '살충제만으로는 바퀴벌레를 박멸할 수 없다'라는 것입니다. 그 이유는 아래와 같은데요.1) 엄청난 진화 속도와 살충제 내성바퀴벌레는 세대가 교체되는 속도가 매우 빠릅니다. 새로운 살충제를 개발해 살포하면 대부분의 바퀴벌레가 죽지만, 그중 약재에 내성을 가진 극소수가 살아남아 번식합니다. 이 내성을 가진 개체들끼리 교배를 하면, 다음 세대는 해당 살충제에 전혀 타격을 받지 않는 강력한 '초강력 바퀴벌레'로 진화하게 됩니다.2) 무시무시한 번식력바퀴벌레 한 마리(암컷)는 평생 수만 마리의 새끼를 깔 수 있습니다. 설령 집 안의 99%를 죽였다 하더라도, 단 한 쌍 혹은 알집 하나만 살아남아도 몇 달 안에 원래의 개체 수를 복구할 수 있는 무서운 번식력을 가지고 있습니다. 바퀴벌레가 죽기 직전에 알집을 몸 밖으로 떨어뜨리는 것도 이 본능 때문입니다.3. 생존을 위한 극단적인 적응력바퀴벌레는 먹이가 없어도 물만 있으면 한 달 이상 버틸 수 있고, 동료의 사체, 사람의 각질, 종이 박스, 머리카락 등 유기물이라면 가리지 않고 모두 먹어 치웁니다. 생물학적으로 이렇게 적은 에너지만으로도 생존할 수 있도록 설계된 생물은 약물로 완전히 굶겨 죽이거나 독살하는 것이 매우 어렵습니다.4. 그렇다면 어떻게 해야 할까요? 전문가들은 바퀴벌레를 '박멸'의 대상이 아니라 '통제(방제) 및 관리'의 대상으로 봅니다. 우리 집을 바퀴벌레가 살 수 없는 환경으로 만드는 것이 유일한 해답입니다.1) 독먹이제(베이트) 사용 및 주기적 교체: 바퀴벌레 습성상 가장 효과적인 방법은 독먹이제(겔 타입 약)를 설치하는 것입니다. 자신이 먹고 서식지로 돌아가 토해내어 동료들과 나눠 먹고 함께 죽는 '연쇄 살충'을 노리는 것입니다. 단, 내성이 생기지 않도록 살충제 성분을 주기적으로 바꿔주어야 합니다.2) 물의 차단: 바퀴벌레는 물이 없으면 일주일을 채 넘기지 못합니다. 싱크대, 화장실, 정수기 주변의 물기를 항상 말려두는 것이 가장 강력한 생물학적 퇴치법 중 하나입니다.3) 유입 경로 차단: 창틀 물구멍(우수관), 화장실 하수구, 환풍기, 택배 상자 등 외부에서 들어오는 통로를 미세 방충망이나 실리콘으로 원천 봉쇄해야 합니다.정리하자면, 바퀴벌레는 살충제에 대한 내성을 빠르게 진화시키고 상상을 초월하는 번식력과 생존력을 가지고 있어 생물학적으로 100% 완전 박멸은 불가능합니다. 하지만 독먹이제를 활용한 연쇄 살충, 물기 제거, 틈새 차단 등을 통해 개체 수를 억제하고 집 밖으로 몰아내는 '통제'는 충분히 가능합니다.※ 질문자님을 포함하여 소중한 분들의 건강, 재산과 안전을 지키고, 혹시나 발생할 수 있을 다양한 문제 상황에 놓이지 않기 위해서라도 저를 포함하여 다양한 토픽에서 활동하는 모든 전문가분들의 아하 지식커뮤니티에서의 답변은 예외 없이 참고 용도로만 유용하게 활용하시기 바랍니다.😉
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어째서 꽃에서 무엇 때문에 왜 향기가 나는건가요?
안녕하세요, 블루썬더님. 이중철 전문가입니다.꽃에서 왜 향기가 나는지, 그리고 모든 꽃에서 향기가 나는 것인지 궁금하셨군요. 이 궁금증에 대해 과학적으로 쉽게 정리해 답변 드리겠습니다.1. 꽃에서 향기가 나는 이유: '생존과 번식을 위한 광고판'꽃에서 향기가 나는 가장 큰 이유는 질문자님께서 예상하신 대로 나비, 꿀벌, 나방 같은 곤충(수분 매개자)을 끌어들이기 위한 미끼(신호) 역할을 하기 때문인데요. 식물은 동물처럼 걸어 다닐 수 없기 때문에, 번식(씨앗을 맺는 것)을 하려면 누군가 꽃가루를 다른 꽃으로 옮겨주어야 합니다. 그래서 꽃은 곤충들에게 '이곳에 맛있는 꿀과 꽃가루가 있어!'라고 알리기 위해 향기를 뿜어내는 것이지요. 꽃잎이나 꽃술에는 냄새를 만드는 아주 작은 세포들이 있는데, 여기서 '휘발성 유기 화합물(에센셜 오일 성분)'이라는 화학 물질을 만들어 공기 중으로 날려 보냅니다. 이 물질이 공기를 타고 퍼지면 우리가 냄새를 맡게 되는 것이랍니다. 또한, 꽃마다 향기가 다른 이유는 곤충들마다 좋아하는 냄새가 다르기 때문이에요. 예를 들어 낮에 활동하는 벌은 달콤한 향기를 좋아하고, 밤에 활동하는 나방은 밤에만 짙어지는 백합 같은 진한 향기를 좋아합니다. 심지어 파리나 딱정벌레를 유인하기 위해 고기 썩는 냄새나 똥 냄새를 풍기는 꽃(예: 라플레시아, 타이탄 아룸)도 있습니다.2. 향기가 나지 않는 꽃은 어떻게 번식할까요?질문하신 것처럼 모든 꽃에서 향기가 나는 것은 아닙니다. 장미나 백합은 향기가 진하지만, 무궁화, 동백꽃, 튤립의 일부 종 등은 냄새가 거의 없거나 아주 약합니다. 그렇다면 이런 꽃들은 어떻게 씨앗을 맺을까요? 바로, 향기가 없는 꽃들은 아래와 같은 다른 방식의 '무기'를 사용하고 있답니다.1) 화려한 색깔과 모양: 향기 대신 아주 화려한 색깔이나 독특한 모양으로 시력이 좋은 새(벌새 등)나 나비의 눈길을 단번에 사로잡습니다.2) 바람을 이용하기(풍매화): 벼, 소나무, 옥수수, 강아지풀 같은 식물의 꽃은 아주 작고 향기도 없으며 화려하지도 않습니다. 이들은 곤충을 유인할 필요가 없기 때문입니다. 대신 꽃가루를 아주 가볍고 엄청나게 많이 만들어서 바람에 날려 보냅니다. 바람이 불면 꽃가루가 날아가 다른 꽃에 우연히 붙어서 수정됩니다. 봄철에 날리는 알레르기 원인 물질인 꽃가루들이 대부분 이 풍매화의 꽃가루입니다.3) 물을 이용하기(수매화): 물속에 사는 식물들은 물의 흐름을 타고 꽃가루를 흘려보내 번식을 하기도 합니다.정리하자면, 꽃에서 나는 향기는 식물이 스스로 움직일 수 없는 한계를 극복하고 곤충이라는 택배 기사를 부르기 위해 발명해 낸 놀라운 화학적 대화 수단이라고 할 수 있습니다.※ 질문자님을 포함하여 소중한 분들의 건강, 재산과 안전을 지키고, 혹시나 발생할 수 있을 다양한 문제 상황에 놓이지 않기 위해서라도 저를 포함하여 다양한 토픽에서 활동하는 모든 전문가분들의 아하 지식커뮤니티에서의 답변은 예외 없이 참고 용도로만 유용하게 활용하시기 바랍니다.😉
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같은 나이인데도 얼굴이 동안인 사람이 있습니다. 동안이면 내장기관이나 속도 노화가 늦게 오나요?
안녕하세요, 굴뚝새243님. 이중철 전문가입니다.먼저, 사람마다 겉으로 보이는 나이가 다르고, 유독 어려 보이는 ‘동안’인 분들이 있죠. 얼굴이 동안이면 몸속 장기도 젊고 건강할지에 대해 궁금해하셨는데, 과학적인 연구 결과들을 바탕으로 이해하기 쉽게 답변해 드리겠습니다.1. 얼굴의 노화와 내부 장기 노화의 상관관계짧게 답변 먼저 드리면, 얼굴이 젊어 보이는 사람은 몸속 장기도 또래보다 젊고 건강할 확률이 매우 높습니다. 단순히 기분 탓이 아니라, 과학적으로 증명된 사실이랍니다. 우리 몸의 겉모습(피부)과 속(장기)은 동일한 유전적 요인과 세포 재생 능력을 공유합니다. 노화 속도를 결정하는 유전자나 세포의 수명 지표인 ‘텔로미어’의 길이가 동안인 사람들에게서 더 길게 나타나는 경향이 있습니다. 피부에 주름이 적고 탄력이 좋다는 것은 그만큼 체내의 혈액 순환이 잘 되고 만성 염증 수치가 낮다는 뜻이므로, 심혈관이나 간, 신장 등 다른 내부 장기 역시 건강할 가능성이 큰 것입니다. 실제로 겉보기에 나이가 들어 보이는 사람이 내부 기관의 노화 속도도 더 빨랐다는 뉴질랜드와 미국의 공동 연구 결과도 있답니다.2. 장기마다 늙는 속도가 다를 수 있나요?하지만, 주의해야 할 점이 있어요. 동안이라고 해서 '모든 장기가 똑같이 젊다'라고 100% 확신할 수는 없는데요. 우리 몸의 장기는 저마다 독립적인 시계를 가지고 늙어가기 때문이지요. 최근 스탠퍼드 대학교와 국제 공동연구팀의 연구에 따르면, 사람의 몸속 11개 주요 장기(심장, 간, 뇌, 신장 등)는 각기 다른 속도로 노화가 진행된다고 합니다.예를 들어, 얼굴 피부는 타고난 유전자로 인해 팽팽하고 간도 아주 젊지만, 평소 고혈압이 있거나 식습관이 좋지 않다면 심장이나 신장 같은 특정 장기만 또래보다 훨씬 빠르게 늙고 있을 수 있습니다. 연구 결과 성인 5명 중 1명은 피부나 다른 곳은 멀쩡해도 특정 장기 1개가 유독 빨리 늙고 있었으며, 이런 경우 향후 질병이나 사망 위험이 훨씬 컸습니다.3. 예외적인 외부 요인또한, 피부 노화는 태양의 자외선이나 외부 환경에 가장 직접적으로 노출됩니다. 평소 자외선 차단을 완벽하게 하고 피부 관리에 신경을 써서 얼굴은 매우 팽팽한 동안이지만, 보이지 않는 곳에서 흡연이나 폭음을 한다면 혈관이나 간 등 내부 장기의 노화는 급격히 진행될 수 있습니다.정리하자면, 얼굴이 동안인 사람은 기본적으로 세포 재생 능력이 좋아 내부 장기도 젊고 건강할 확률이 통계적으로 높습니다. 하지만 사람의 장기는 부위별로 늙는 속도가 각기 다르고, 식습관이나 생활 방식에 따라 특정 장기만 더 빨리 늙을 수도 있기 때문에 겉모습만으로 속까지 100% 완벽하다고 단정 지을 수는 없는 것이랍니다.※ 질문자님을 포함하여 소중한 분들의 건강, 재산과 안전을 지키고, 혹시나 발생할 수 있을 다양한 문제 상황에 놓이지 않기 위해서라도 저를 포함하여 다양한 토픽에서 활동하는 모든 전문가분들의 아하 지식커뮤니티에서의 답변은 예외 없이 참고 용도로만 유용하게 활용하시기 바랍니다.😉
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