답변 내역

가을에 은행잎이 노랗게 변하는 이유는 잎 속의 초록색 색소가 사라지면서 초록색 색소에 가려졌었던 노란색 색소가 드러나기 때문입니다.봄과 여름 동안 은행잎에는 광합성을 하는 초록색 엽록소와 노란색 카로티노이드 색소가 함께 들어 있습니다. 이때는 엽록소가 훨씬 많아 초록빛에 가려져 노란색이 보이지 않습니다.하지만 가을이 되어 기온이 떨어지고 낮이 짧아지면, 나무는 잎으로 가는 수분과 영양분을 차단합니다.그 결과 추위에 약한 초록색 엽록소는 파괴되고, 비교적 추위에 강한 노란색 카로티노이드 색소만 잎에 남게 됩니다.즉, 새롭게 노란색이 생기는 것이 아니라 잎에 숨겨져 있던 색이 드러나는 과정입니다.반면 단풍나무가 붉게 물드는 이유는 가을에 잎 속 남은 당분과 햇빛이 만나 안토시아닌이라는 붉은 색소를 만들어내기 때문입니다.은행나무는 이 붉은 색소를 합성하는 성질이 없어, 붉어지지 않고 오직 노란빛으로만 물들게 되는 것입니다.

결론부터 말씀드리면 고래가 사람을 삼키는 것은 거의 불가능합니다.그리고 설사 삼켜지더라도 뱃속에서 살아남을 수는 없습니다.지구상에서 가장 큰 대왕고래나 혹등고래 같은 수염고래는 작은 크릴새우나 플랑크톤만 걸러 먹습니다. 그래서 거대한 덩치와 달리 식도의 지름이 사람 주먹정도인 약 10~25cm에 불과해 사람을 절대 삼킬 수 없습니다.실제 2021년 한 잠수부가 혹등고래의 입속에 들어갔다가, 고래가 30여 초 만에 뱉어낸 사건이 있었습니다.다만, 거대한 대왕오징어를 잡아먹는 향유고래의 경우 식도가 넓어 유일하게 사람을 삼킬 수 있는 신체 구조를 가지고 있기는 합니다. 하지만 향유고래는 주로 수심 1,000m 이상의 깊은 바다에서 사냥하기 때문에 수면 주변의 인간과 마주치거나 삼킬 일은 사실상 없습니다.설령 향유고래에게 우연히 삼켜진다 해도, 피노키오나 성경 속 이야기처럼 뱃속에서 생활하는 것은 생물학적으로 불가능합니다. 무엇보다 고래의 위장 내부에는 산소가 없어 들어가자마자 수 분 내에 질식사하게 되죠.또한 산소가 있다해도 거대한 오징어를 녹이는 강한 위산과 먹이를 으깨는 강한 근육 압력 때문에 생존할 수 없습니다.

사과를 자를 때 단면이 갈색으로 변하는 것은 세포 파괴로 인한 효소적 갈변 현상 때문입니다.평소 사과 세포 안에는 폴리페놀 산홯효소 PPO와 폴리페놀 화합물이 서로 다른 공간에 나뉘어 있습니다.하지만, 칼로 자르는 순간 세포벽이 무너지면서 이 두 성분이 만나게 되고, 여기에 공기 중의 산소가 유입되면서 화학 반응이 촉발됩니다.그래서 효소가 산소를 매개로 폴리페놀을 산화시켜 퀴논이라는 중간 물질을 만들고, 이 퀴논들이 서로 결합하면서 갈색을 띠는 멜라닌 계통의 색소를 형성하게 되며 갈색으로 변하는 것입니다.만일 갈변을 막으려면 비타민 C가 포함된 레몬즙으로 산소를 차단하거나 퀴논을 환원시키면 됩니다.또 소금물 역시 효소의 활성을 낮추거나 작용을 억제해 갈변을 방지하는 효과가 있습니다.

좋아하는 음악을 들을 때 돋는 소름은 심리학과 뇌과학에서 프리송(Frisson, 프랑스어로도 전율이란 뜻입니다.)이라 합니다.뇌는 음악을 들으며 다음 멜로디를 예측하는데, 갑작스러운 고음이나 웅장한 합주처럼 예측이 깨지는 순간 쾌락 호르몬인 도파민이 대량 분출됩니다.동시에 강렬한 소리를 감지한 뇌의 편도체와 자율신경계는 순간적으로 이를 위협으로 오인해 교감신경을 활성화합니다. 이때 아드레날린이 분비되면서 피부 아래의 미세한 입모근이 수축해 소름이 돋게 되는 것이죠.하지만 뇌가 곧바로 이것은 위험이 아닌 음악이라고 인식하기 때문에, 공포는 사라지고 생리적 반응과 도파민의 쾌감만 남아 감동으로 이어지게 됩니다.즉, 소름은 생존을 위한 뇌의 경보 시스템이 인간의 예술 감상 능력으로 발생하는 착각인 것입니다.

박테리오파지가 특정 세균만 공격하는 원리는 꼬리 섬유와 세균 표면 분자가 결합하는 열쇠와 자물쇠 구조 덕분입니다.파지의 꼬리 섬유는 오직 특정 세균의 세포벽에 있는 고유 수용체 단백질이나 당분자만 인식합니다. 그래서 사람의 세포나 유익균에는 이러한 세균 전용 수용체가 없어 파지가 아예 달라붙지 못합니다.이 덕분에 정상 세포나 유익균은 피해를 입지 않고, 유해한 원인균만 골라 파괴하는 정밀성을 가질 수 있는 것입니다.표적 세균과 결합한 파지는 자신의 유전 물질을 세균 내부로 주입하고, 주입된 유전 물질은 세균의 생존 공장을 강제로 장악하여 파지 복제에 필요한 부품들을 대량으로 만듭니다.그리고 세포 안에서 조립이 끝난 파지들은 효소를 분비해 세균의 세포벽을 안쪽에서부터 파괴하고, 세포벽이 터지면서 세균은 사망하고 그 안에서 새로운 파지가 밖으로 쏟아져 나오게 됩니다.이 새로운 파지들은 주변에 남아있는 다른 유해균을 다시 찾아 연쇄적으로 파괴하는 과정을 거치게 됩니다.이렇게 바이러스이면서도 세균만 선택적으로 감염시켜 사멸시키는 특성 덕분에 차세대 항생제 대안으로 연구되는 것입니다.

결론부터 말씀드리면 바퀴벌레 유래 세균이 휴대폰까지 전달되었을 가능성은 매우 낮을 정도가 아니라 실질적으로 무시할 수 있는 수준입니다.미생물학적으로 건조한 표면 사이의 전파는 단계를 거칠 때마다 세균 수가 기하급수적으로 감소합니다.그래서 '거실 바닥 - 바퀴벌레 - 방바닥 - 가방 - 손 - 휴대폰'으로 이어지는 5단계 간접 접촉을 거치면서 최초 세균은 사실상 대부분 소실됩니다.또한 가방이나 휴대폰, 건조한 손 표면은 수분과 영양분이 없어 세균이 증식하지 못하고 빠르게 사멸하는 환경입니다.따라서 해당 휴대폰은 위생상으로 보면 새것이나 다름없는 상태로 보셔도 무방하며, 교체할 필요는 전혀 없습니다.그래도 정 마음이 쓰이신다면 소독용 알코올 솜이나 소독 티슈로 휴대폰 표면을 한번 닦아내는 것만으로도 완전하게 소독이 가능합니다.

학자의 관점에서 생물학적으로 본다면 죽음은 끝이 아니라, 거대한 물질과 에너지의 환생이라 할 수 있습니다.우리 몸을 이루고 있는 탄소나 질소, 칼슘 등의 원소는 자연으로 돌아가 미생물에 의해 분해되고, 이 영양분은 흙과 공기에 흡수되어 식물의 양분이 되고, 또 새로운 생명의 기반이 됩니다.즉, 내 몸을 구성하던 물질은 다른 생명체의 일부로 끊임없이 다시 태어납니다.사실 생물학을 벗어나 우주적 관점에서도 몸속 원소들은 원래 수십억 년 전 초신성 폭발로 만들어진 별의 먼지이며, 우리는 지구 생태계에서 원소와 에너지를 잠시 빌려 살아가는 존재인 셈이죠.다만, 영혼의 이동을 말하는 종교적 환생과 과학의 물질 순환은 형태가 많이 다를 수밖에 없습니다.아마도 자산님께서 바라시는 답변이 아닐 수 있지만, 종교에서 말하는 영혼의 환생은 과학적으로는 여전히 밝혀지지 않은 영역입니다.

말씀대로 새로운 색소를 만들어내는 것이 아니라, 피부 속에 존재하는 특수한 세포 구조와 근육, 신경계를 통해 순식간에 형태와 색상을 조절하는 것이죠.가장 중요한 것은 세 계층으로 이루어진 피부 세포와 근육의 협력입니다.색소포 층에서는 색소가 든 주머니를 감싼 근육이 수축하거나 이완하며 0.2초 만에 색을 펼치거나 숨깁니다.그리고 홍세포 층은 빛을 반사하고 간섭을 일으켜 파란색이나 초록색 같은 금속성 광택(구조색)을 내며, 백세포는 빛을 사방으로 산란시켜 하얀색 배경을 만들고 위층의 색을 선명하게 돋보이게 합니다.마지막으로 근육을 움직여 매끄러운 피부를 바위나 산호처럼 오돌오돌하게 바꿉니다.이 모든 과정이 실시간으로 동시에 이루어지므로, 색깔과 입체적인 질감이 주변 환경에 순식간에 동화되는 것입니다.

네, 토질은 나무의 생존은 물론 지리적 분포를 결정하는 가장 강한 환경 요인입니다.나무는 이동할 수 없어 뿌리가 닿는 토양의 물리적 화학적 상태에 생존이 좌우됩니다.특히 토양의 배수성과 통기성이 나쁘면 뿌리가 호흡하지 못해 질식하고, 지나치게 건조하면 말라 죽습니다. 또한 토양 산도(pH)가 맞지 않으면 토양에 양분이 있어도 나무가 이를 흡수할 수 없습니다.결국 많은 나무는 특정 토양 환경에 맞춰 진화해 왔으며, 유전적인 적응 범위에 명확한 한계가 있습니다. 또한 토질이 완전히 다른 지역으로 옮겨지면 필수 공생 미생물과의 관계가 깨지게 되고, 이로 인해 생리적 허용 범위를 초과하여 대사 장애나 황화 현상 등의 피해를 입을 수 있습니다.결국 식물의 적응력에는 한계가 있어 극단적인 토질 차이는 극복하기 어려운 생존 장벽이 됩니다. 따라서 맞지 않는 토질은 단순한 불편함이 아니라 이식된 나무를 죽게 만드는 결정적 원인이 됩니다.결론적으로 토질은 나무의 적응 여부를 넘어 생사 자체를 가르는 절대적인 요건이라 할 수 있습니다.

크리스퍼 유전자 가위는 수십억 개의 DNA 염기서열 중 원하는 위치만 정밀하게 절단하는 기술입니다.이 기술에서 가장 중요한 원리는 DNA를 찾아내는 가이드 RNA와 자르는 Cas9 효소의 분업 방식입니다.연구자가 표적 DNA와 짝이 맞는 가이드 RNA를 설계하면, 이는 GPS처럼 목적지를 찾아가 가이드 RNA가 수많은 서열 속에서 정확한 짝을 찾아 결합하면, 동행한 Cas9 효소가 해당 위치를 절단하게 되죠.그럼 절단된 DNA가 세포의 자연 복구 과정에서 수정되면서, 유전자의 기능을 끄거나 교정할 수 있게 됩니다.글로벌 관련 기업으로는 세계 최초로 유전자 치료제를 상용화한 크리스퍼 테라퓨틱스, 체내 치료제를 개발하는 인텔리아 테라퓨틱스 등이 있고, 국내에서는 툴젠이 가장 대표적인 기업입니다.