답변 내역

안녕하세요. 네, 질문해주신 것과 같이 끓는점 오름과 어는점 내림은 모두 용액의 총괄성의 한 예시라고 할 수 있는데요, 용액 속에 존재하는 입자의 수에만 의존하고, 입자의 종류에는 직접 의존하지 않는 특징을 가지고 있습니다. 설탕, 요소와 같이 비전해질의 경우에는 물에 녹아도 이온으로 분리되지 않는 물질은 분자 그대로 용매에 존재하는데요, 따라서 용액 내 입자 수는 단순히 녹인 분자 수, 즉 몰농도에 비례합니다. 반면에 NaCl, KBr, H₂SO₄와 같이 전해질은 물에 녹을 때 이온으로 해리되는데요, 이때 하나의 분자가 여러 개의 이온으로 쪼개지므로, 동일한 몰 수의 용질을 녹였더라도 용액 속의 입자 수가 더 많아집니다. 즉, 전해질 용액은 같은 농도의 비전해질 용액보다 끓는점은 더 많이 오르고, 어는점은 더 많이 내려갑니다. 감사합니다.

안녕하세요. 네, 질문해주신 것과 같이 자기장은 사람 몸에도 분명히 영향을 줄 수 있습니다만, 그 크기와 방식은 자기장의 세기와 노출 시간에 따라 달라진다고 보시면 됩니다. 우선 사람의 몸은 대부분이 물과 유기 분자로 이루어져 있어서 강자성체는 아닌데요, 따라서 일상에서 경험하는 지구 자기장 정도의 세기로는 몸에 직접적인 영향을 거의 주지 않습니다. 그러나 인체 내에는 철 성분이 존재하는데요, 대표적으로 혈액 속 헤모글로빈의 철 원자, 그리고 페리틴과 트랜스페린과 같은 일부 단백질 등이 있습니다. 다만 이 철분은 단일 원자 수준의 배위 결합 상태이기 때문에, 큰 자석처럼 강하게 반응하지는 않습니다. 하지만 강한 자기장이 주어진 환경에서는 다른데요, 헤모글로빈은 산소가 결합했을 때와 결합하지 않았을 때의 자기적 성질이 달라지는데요, 이것이 MRI에서 뇌혈류를 영상화하는 fMRI 원리이며 즉, 혈액 속 산소 상태가 자기장에 반응한다고 보시면 됩니다. 감사합니다.

안녕하세요. 네, 질문해주신 끓는점 오름(ΔTb)과 어는점 내림(ΔTf)을 다룰 때 사용되는 끓는점 오름 상수(Kb)와 어는점 내림 상수(Kf)는 용질의 종류가 아니라 용매의 성질에 의해 결정되는 값인데요, 즉 이는 용매가 무엇인지가 중요합니다. 해당 상수 값에 영향을 주는 요인으로는 증발이나 융해에 필요한 에너지가 클수록, 즉 상변화가 어렵고 안정적일수록 상수값은 작아지는데요, 예를 들자면 물은 융해 엔탈피가 비교적 크기 때문에 어는점 내림 상수(Kf)가 작습니다. 감사합니다.

안녕하세요. 네, 질문해주신 것과 같이 이상 용액은 용질-용매 분자 간 상호작용의 세기가 용질-용질, 용매-용매 간의 상호작용과 동일하다고 가정하고 있는데요, 따라서 혼합 과정에서 추가적인 에너지 변화가 없고, 용해열은 0이 되며, 이 경우 라울의 법칙이 그대로 적용되어, 부분 증기압이 단순히 몰분율에 비례하게 됩니다.반면에 실제 용액에서는 용질-용매 상호작용이 원래의 분자 간 힘과 같지 않기 때문에 용해열은 0이 아닌데요, 양의 편차는 용질-용매 상호작용이 상대적으로 약한 경우이며, 따라서 서로 잘 끌어당기지 못하므로 분자들이 쉽게 기상으로 도망가 증기압이 상승합니다. 이때 혼합 과정에서 기존의 강한 용질-용질, 용매-용매 인력이 끊어지고 약한 상호작용으로 대체되므로 흡열 반응이 됩니다. 반면에 음의 편차는 용질-용매 상호작용이 매우 강하기 때문에 서로 강하게 잡아당기므로 분자가 증발하기 어려워 증기압이 낮아지며 이때 혼합 과정에서 기존의 인력보다 더 강한 인력이 새로 생겨나므로 발열 반응이 됩니다. 감사합니다.

안녕하세요. 네, 질문해주신 것과 같이 바이러스는 스스로 살아갈 수 없고 반드시 숙주 세포가 필요하기 때문에, 바이러스가 언제, 어떻게 지구 생명사에 등장했는가의 문제는 생명 기원 연구에서 가장 논쟁적인 주제 중 하나인데요, 이에 관한 가설로는 '세포 퇴화설'이 있습니다. 이는 원래 독립적으로 살아가던 세포성 생물이 점점 퇴화하여 숙주 의존적인 기생자로 변했다는 가설인데요, 예를 들어 일부 세포 기생 세균이 숙주 없이는 생존하지 못하는 것처럼, 바이러스도 이런 과정에서 탄생했을 수 있다는 생각입니다. 하지만 바이러스는 리보솜이나 세포막 등의 세포구조가 전혀 없어 단순 퇴화로만 설명하기는 어렵습니다.또는 '바이러스 선행설'이 있는데요, 생명이 세포 형태로 진화하기 전, 원시적인 자기 복제 분자 집합 속에서 바이러스 유사 존재가 먼저 생겨났다는 가설입니다. 즉, 세포 이전 단계에서 이미 원시적 바이러스 같은 존재가 있었고, 이후 세포와 함께 공진화했다는 설명인데요, RNA 바이러스의 단순한 게놈 구조와 리보자임과 같은 자기 촉매 RNA의 발견이 이 가설을 지지합니다. 현 시점에서 볼 때 바이러스가 지구에서 최초의 세포 생명이 등장한 것은 약 35~40억 년 전으로 추정되고 있는데요, 즉 바이러스는 세포에 의존하므로 세포 생명 이후에 반드시 나타났습니다. 따라서 바이러스는 세포 생명과 함께 초기부터 존재하며 함께 진화해온 존재라고 보는 것이 타당합니다. 감사합니다.

안녕하세요. 네, 질문해주신 것과 같이 바다는 겉으로 보기에는 염도가 높고 자원이 부족해 세균이 살기 어려울 것 같지만, 실제로는 지구에서 가장 많은 미생물이 서식하는 거대한 공간이라고 할 수 있는데요, 우선 해수 1mL 안에는 평균적으로 약 10⁵~10⁶개의 세균이 들어 있다고 알려져 있는데요, 이는 바다 전체로 환산하면 세균 수는 약 10²⁹개로, 지구상의 어떤 환경보다도 압도적으로 많은 개체 수를 자랑합니다. 또한 세균보다도 더 많은 존재가 해양 바이러스인데요, 해수 1mL 안에는 10⁷개 이상의 바이러스 입자가 있으며, 바다 전체를 합치면 10³⁰개 이상으로 추정됩니다. 이들은 주로 박테리오파지로, 세균의 개체 수를 조절하고 해양 생태계에서 물질 순환을 이끄는 역할을 담당하고 있습니다. 바다 표면에는 시아노박테리아같은 광합성 세균이 풍부하게 살아 광합성을 통해 유기물을 만들며, 빛이 없는 깊은 바다에도, 심해 열수구 주변이나 침강한 유기물 덩어리를 분해하는 세균이 존재합니다. 게다가 해양 세균은 염분에 맞는 삼투 조절 능력을 발달시켰기 때문에 바닷물 환경에서도 잘 살아남습니다. 감사합니다.

안녕하세요. 네, 질문해주신 고세균(Archaea)은 진정세균, 진핵생물과 나란히 생명의 3영역을 이루는 독립적인 미생물 집단을 의미하는데요, 전에는 단순히 세균의 한 종류로 여겨졌지만, 분자생물학적 연구 결과 세균과는 근본적으로 다른 계통의 생명체임이 밝혀졌습니다. 우선 고세균은 세균과 마찬가지로 원핵생물에 속하지만, 분자 수준에서는 진핵생물과 더 유사한 점이 많습니다. 세균이나 진핵생물은 에스터 결합된 인지질을 쓰지만, 고세균은 에테르 결합된 인지질을 사용하고 가지가 갈라진 사슬 탄화수소를 가지며, 이 때문에 극한 환경에서도 안정적이고 세균처럼 펩티도글리칸을 가지지 않고, 대신 슈도펩티도글리칸을 갖는다는 특징이 있습니다. 고세균은 주로 극한 환경에서 서식하고 있는 것으로 알려져 있는데요, 온천, 심해 열수구 등에 서식하는 극호열균, 산성 광산 배수에 서식하는 호산성균, 염전과 같은 고염 환경에서 서식하는 극호염균 등이 있습니다. 감사합니다.

안녕하세요. 질문해주신 지베렐린은 식물의 대표적인 생장 촉진 호르몬으로 특히 줄기 신장을 강하게 유도하는 역할을 하는데요, 먼저 지베렐린은 줄기 세포에서 세포벽을 느슨하게 풀어주는 단백질 발현을 유도하는데 이때 세포벽이 유연해지면 삼투압에 의해 물이 더 쉽게 유입되어 세포 크기가 커지고, 결과적으로 줄기가 길게 자랍니다. 즉, 세포 수보다는 개별 세포의 신장이 크게 늘어나는 효과입니다. 또한 줄기 생장점인 분열조직에서 지베렐린은 세포 주기 관련 유전자 발현을 증가시켜 세포 분열을 촉진하는데요, 따라서 신장과 더불어 줄기 조직 자체의 분량이 늘어나게 됩니다. 이외에도 식물에는 원래 줄기 신장을 억제하는 DELLA 단백질이 존재하고 있는데요, 지베렐린은 수용체(GID1)에 결합해 DELLA 단백질의 분해를 촉진하고, 그 결과 줄기 신장을 막던 브레이크가 해제됩니다. 왜성 식물은 보통 GA 합성이 잘 안 되거나 DELLA 단백질의 활성이 높아 줄기가 짧은 경우가 많은데, 외부에서 지베렐린을 공급하면 억제가 풀리면서 급격히 줄기가 길어지게 되는 것입니다. 감사합니다.

안녕하세요. 질문해주신 것처럼 죽음을 예측한다라는 개념은 자신의 생명이 곧 끝날 것임을 의식적으로 이해하고 그에 맞는 행동을 하는가?라는 것이라고 생각해볼 수 있는데요, 흔히 코끼리 무덤이라는 이야기가 전해지지만, 실제로 코끼리들이 일정한 장소로 모여 죽음을 맞이한다는 증거는 없습니다. 다만 코끼리들은 죽음을 직감한 듯 무리를 떠나 조용한 장소에서 최후를 맞는 사례가 자주 보고되지만 이는 무리 속에서 이동이 어렵고, 기력이 다해 뒤처지기보다는 스스로 물가나 그늘진 곳에 머무르는 행동으로 해석할 수 있습니다. 또한 끼리는 동료의 죽음 앞에서 몇 번이고 방문하는 등 죽음을 인지하고 애도하는 듯한 행동을 보이는 대표적인 동물입니다.코끼리 이외에도 많은 새들은 몸이 쇠약해지면 번식지나 둥지를 벗어나 숨어 죽는 습성을 보이는데요, 이는 포식자로부터 무리를 보호하거나 자신을 숨기려는 본능적 행동으로 해석됩니다. 또한 늑대나 사자 무리에서 늙거나 병든 개체가 스스로 무리에서 떨어져 나가 조용히 죽는 경우가 있는데요, 이는 무리의 이동 속도를 늦추지 않기 위한 본능적 회피 행동으로 보입니다. 감사합니다.

안녕하세요. 네, 말씀해주신 것과 같이 맹금류는 하늘의 강력한 사냥꾼이지만, 지상에서 활동하는 대형 맹수나 파충류에 대해서는 상대적으로 약한 편이라고 볼 수 있겠습니다. 우선 맹금류는 날 수 있다는 점에서 지상 맹수들과 본질적으로 다른 차별성을 지니는데요, 날개를 통해 빠르게 상승하거나 급강하할 수 있고, 이를 통해 사냥감을 기습할 수 있습니다. 따라서 토끼, 뱀, 작은 새, 심지어 어린 여우 같은 중소형 동물을 잡아죽일 수 있을 정도로 강력합니다. 하지만 대형 맹수와 직접적으로 맞붙게 되면 맹금류는 불리한데요, 검독수리 같은 대형 맹금류도 날개를 펼치면 2m가 넘지만, 체중은 4~6kg 정도에 불과하기 때문에 사자, 호랑이는 수백 kg, 곰은 300kg 이상, 악어나 대형 비단뱀도 수백 kg이므로 한 번 덮치면 버틸 수 없습니다.또한 맹금류는 날기 위해 체중을 줄이고 뼈가 가볍고 속이 빈 구조를 가지고 있는데요, 이로 인해 민첩성에는 유리하지만, 강력한 물리적 충돌이나 공격에는 매우 취약합니다. 게다가 맹금류의 공격은 단번에 급강하해 발톱으로 찍거나 움켜쥐는 방식인데, 대형 맹수나 파충류는 두꺼운 피부, 근육, 털로 보호되어 효과적이지 않으며 오히려 땅에 붙잡히면 순식간에 역공을 당할 위험이 크다고 볼 수 있겠습니다. 감사합니다.