김지호님의 전문가 프로필

안녕하세요. 갑자기 추위를 느끼거나 무서운 상황에서 피부에 오돌토돌하게 소름이 돋는 것은 피부에 있는 입모근이 수축하기 때문입니다. 입모근은 털 하나하나의 모낭에 붙어 있는 아주 작은 평활근으로, 우리가 의식적으로 움직일 수 없는 자율신경계의 지배를 받습니다. 추위를 느끼면 우리 몸의 체온 조절 중추인 시상하부가 체온이 떨어지고 있다고 판단하는데요, 교감신경이 활성화되고, 피부의 혈관을 수축시키는 동시에 입모근에도 신호를 보냅니다. 입모근이 수축하면 피부에 박혀 있는 털이 수직에 가까운 방향으로 일어서게 됩니다. 이때 털이 피부를 잡아당기면서 주변 피부가 볼록하게 솟아오르는데, 우리가 이것을 소름이 돋았다고 느끼는 것입니다. 털을 세우는 것이 어떻게 체온 유지에 도움이 되는지에 대해서는 털이 많은 포유류에서는 털이 세워지면서 털 사이에 공기층이 형성됩니다. 공기는 열전도율이 낮기 때문에 몸에서 발생한 열이 외부로 빠져나가는 것을 어느 정도 막아주는 단열재 역할을 합니다. 특히 털이 두꺼운 동물에게는 상당히 효과적인 체온 보존 방법인데요, 이는 추운 환경에서 고양이나 포유류의 털이 부풀어 오르는 것도 같은 원리입니다. 하지만 인간에게서 이러한 반응은 체온 유지 효과가 매우 작습니다. 인간은 진화 과정에서 몸의 털이 크게 줄어들었기 때문에 털을 세운다고 해도 충분한 공기층이 만들어지지 않는데요, 즉 사람에게 소름이 돋는 것은 오늘날에는 체온을 효과적으로 보존하기 위한 기능이라기보다 털이 많았던 조상에게서 물려받은 흔적적인 반응이라고 볼 수 있습니다.또한 사람은 추울 때 뿐만 아니라 공포, 긴장, 놀람, 강한 감정을 느낄 때도 소름이 돋는다는 것입니다. 이것 역시 교감신경계가 활성화되기 때문인데요, 위험한 상황을 인식하면 우리 몸은 싸우거나 도망가기 위한 상태' 즉 투쟁-도피 반응에 들어갑니다. 이때 아드레날린 등의 영향을 받아 심박수가 증가하고, 피부 혈관이 수축하며, 입모근도 함께 수축하면서 소름이 돋을 수 있습니다. 이 반응 역시 진화적으로 설명할 수 있는데요, 털이 많은 포유류가 위협을 느끼면 털을 세워 몸을 더 크고 위협적으로 보이게 만들 수 있습니다. 고양이가 화가 나거나 겁을 먹었을 때 털을 바짝 세우는 것이 대표적인 예입니다. 몸집이 실제보다 커 보이게 만들어 상대방에게 위협적인 인상을 주는 효과가 있을 수 있으며, 인간에게 남아 있는 소름 반응은 이러한 오래된 방어 반응의 흔적이라고 볼 수 있습니다. 감사합니다.

안녕하세요. 흔히 아들은 엄마의 머리를 닮는다거나 지능 유전자는 X염색체에 있기 때문에 아들은 엄마에게서 지능을 물려받는다는 이야기가 있는데, 이것은 지나치게 단순화된 설명입니다. 우선 지능은 하나의 유전자나 하나의 염색체가 결정하는 특성이 아니라 수많은 유전자와 환경이 함께 영향을 미치는 매우 복잡한 형질입니다. 다만 이런 이야기가 나온 데에는 과학적인 배경이 있는데요, 남자는 XY 염색체를 가지고 있고, 여자는 XX 염색체를 가지고 있습니다. 아들은 아버지에게서 Y염색체를 받고 어머니에게서 X염색체를 받습니다. 따라서 아들의 X염색체는 반드시 어머니에게서 온 것이 맞습니다. 반면 딸은 아버지에게서 X염색체 하나, 어머니에게서 X염색체 하나를 받습니다.문제는 지능과 관련된 유전자가 X염색체에 많이 있다는 것과 아들의 지능은 엄마에게서 결정된다는 것은 전혀 다른 이야기라는 것입니다. 실제로 뇌의 발달과 인지능력에 관여하는 유전자는 X염색체뿐 아니라 1번부터 22번까지의 상염색체와 성염색체 전체에 매우 광범위하게 존재하는데요, 따라서 아들은 아버지에게서 받은 상염색체의 유전자들도 지능과 관련된 특성에 상당히 영향을 받습니다. 또한 지능은 단일한 능력이 아닙니다. 기억력, 언어 능력, 처리 속도, 공간 능력, 주의력 등 여러 인지능력이 서로 다른 유전적 영향을 받는데요, 이런 특성에 관여하는 유전적 변이는 매우 많고, 각각의 영향도 대체로 작습니다. 그래서 이 유전자를 가지고 있으니 머리가 좋다라는 것럼 단순하게 설명하기 어렵습니다. 그럼에도 X염색체와 지능의 관계가 자주 언급되는 것은 X염색체에는 뇌의 발달과 신경계 기능에 관여하는 유전자가 상당수 존재하고, X염색체의 이상이 지적장애와 관련되는 사례도 알려져 있기 때문입니다. 특히 남성은 X염색체를 하나만 가지고 있기 때문에 X염색체에 문제가 생기면 이를 보완할 다른 X염색체가 없어 영향을 더 크게 받을 수 있습니다. 하지만 이것은 정상적인 사람의 지능을 엄마의 X염색체가 결정한다는 뜻은 아닙니다.예를 들어 어떤 지능 관련 유전자가 X염색체에 있다고 가정해도, 아들은 그 유전자를 엄마에게서 받게 되지만, 동시에 지능에 영향을 주는 수많은 다른 유전자는 아버지와 어머니 양쪽에서 모두 받습니다. 따라서 아들의 머리는 엄마를 닮는다는 표현은 일부 유전적 사실에서 출발했지만, 실제 인간의 지능 유전을 설명하기에는 너무 단순한 표현입니다. 그리고 유전자가 전부도 아닌데요, 유전적 요인은 지능의 개인차에 상당한 영향을 주지만, 임신과 성장 과정에서의 영양 상태, 교육, 수면, 스트레스, 가정환경, 사회경제적 환경 등 수많은 환경 요인도 영향을 줍니다. 게다가 유전적 영향 자체도 성장하면서 달라질 수 있습니다. 감사합니다.

안녕하세요. 호수의 물이 위에서부터 어는 것은 물의 밀도가 온도에 따라 특이하게 변하기 때문인데요, 특히 물은 대부분의 물질과 달리 4℃에서 밀도가 가장 높다는 독특한 성질을 가지고 있습니다. 이 때문에 겨울에도 호수 전체가 한꺼번에 얼지 않고, 표면부터 얼어가는 현상이 나타납니다. 가을에 기온이 내려가면 먼저 호수 표면의 물이 차가워집니다. 물이 20℃에서 10℃, 5℃ 정도로 식을수록 밀도가 증가하기 때문에 차가워진 물이 아래로 가라앉고, 상대적으로 따뜻한 물이 위로 올라옵니다. 이러한 대류가 반복되면서 호수 전체의 물이 점차 4℃에 가까워집니다.이때 중요한 변화가 일어나는데요, 물은 4℃에서 밀도가 가장 높기 때문에, 표면의 물이 4℃보다 더 차가워져 3℃, 2℃, 1℃로 내려가면 오히려 밀도가 감소합니다. 따라서 이 물은 더 이상 아래로 가라앉지 않고 표면에 머물게 됩니다. 즉 겨울이 더 추워지면 표면의 물은 0℃까지 냉각되고 얼음으로 변합니다. 20℃ → 10℃ → 5℃ → 4℃까지는 차가워진 물이 무거워져 아래로 내려가지만 4℃ → 3℃ → 2℃ → 1℃ → 0℃에서는 물의 밀도가 오히려 감소하기 때문에 차가워진 물이 위에 머물게 됩니다. 그래서 호수 바닥에는 상대적으로 밀도가 높은 4℃의 물이 남고, 표면에는 0℃에 가까운 물과 얼음이 존재하게 됩니다. 얼음은 액체 상태의 물보다 밀도가 작습니다. 물이 얼면서 수소결합에 의해 비교적 빈 공간이 많은 결정 구조를 만들기 때문입니다. 그래서 얼음은 물에 뜨게 됩니다. 이 얼음층은 호수 전체를 덮으면서 일종의 단열재 역할도 합니다. 얼음과 그 아래의 차가운 물이 열의 이동을 억제하기 때문에 외부가 영하로 내려가더라도 호수 전체가 쉽게 얼어붙지 않습니다. 감사합니다.