왜 어떤 곰팡이는 인간에게 이롭고, 어떤 곰팡이는 치명적일까요?
곰팡이의 이로울 수도, 해로울 수도 있는 이유는 해당 곰팡이가 만들어내는 산물 때문입니다.즉, 곰팡이의 종류에 따라 생산하는 물질과 특성이 다르기 때문입니다.보통 곰팡이가 자라는 온도나 습도, 영양분 등에 따라 생산하는 대사 산물과 독성이 달라질 수 있습니다.이런 대사 산물은 각 생물에게 작용하는 방향이 다르고, 그에 따라 다른 생물에게는 이로운 물질이 인간에게는 독이 될 수도 있어 이로울 수도, 해로울 수도 있는 것입니다.결론적으로, 곰팡이는 인간에게 이롭기도 하고 해롭기도 한 양면적인 존재로 말씀처럼 곰팡이를 잘 활용하면 인류에게 큰 도움이 될 수 있지만, 잘못 관리하면 큰 독이 될 수도 있는 것이죠.
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체온을 낮추는 과정에서 땀이 증발하는 메커니즘은 어떻게 작용하나요?
땀의 주성분은 물이며, 물 분자는 수소 결합으로 서로 붙어 있습니다.액체 상태의 물 분자는 열을 받으면 운동 에너지가 증가하여 서로 떨어져 나가려 하느데, 표면에 위치한 물 분자 중 운동 에너지가 충분한 분자들은 수소 결합을 끊고 기체 상태로 변하여 공기 중으로 날아갑니다. 이 과정을 증발이라고 합니다.그리고 물 분자가 액체 상태에서 기체 상태로 변하기 위해서는 주변으로부터 열 에너지를 흡수해야 합니다. 즉, 증발 과정에서 열 에너지가 소모되는 것입니다. 결국 땀이 증발하면서 피부 표면으로부터 열 에너지를 빼앗아 가기 때문에 피부 온도가 낮아지는 것입니다. 결론적으로, 땀의 증발은 물 분자의 운동 에너지 증가와 수소 결합의 끊어짐이라는 분자 수준의 현상을 통해 열 에너지를 흡수하고, 이를 통해 우리 몸의 체온을 조절하는 것입니다.
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신경 전달 물질 중 도파민이 보상 체계에 미치는 영향은 무엇인가요?
말씀하신대로 도파민은 뇌에서 분비되는 신경 전달 물질로, 보상과 동기 부여에 있어 핵심적인 역할을 합니다. 특히, 뇌의 보상 체계를 활성화시켜 쾌감을 느끼게 하고, 이를 반복하게 만드는 중요한 역할을 수행합니다.도파민은 우리가 즐거운 일을 할 때 분비되어 쾌감을 느끼게 합니다. 대표적으로 음식을 먹거나, 사랑하는 사람과 함께 시간을 보내거나, 게임을 할 때 등 다양한 활동에서 도파민이 분비됩니다. 그리고 도파민은 목표를 달성하거나 보상을 받을 때 분비되어 다음번에도 같은 행동을 반복하도록 동기를 부여하게 됩니다. 결과적으로 도파민은 특정 행동과 보상을 연결시켜 학습을 강화하는 역할을 하는 것입니다.도파민과 관련된 뇌의 영역이라면 복측피개 영역은 도파민을 생성하는 주요 영역이며 측좌핵은 도파민이 전달되는 주요 영역으로, 쾌감을 느끼는 데 중요한 역할을 합니다. 그리고 전전두엽은 목표 설정, 의사 결정 등 고차원적인 기능을 담당하며, 도파민과 상호 작용하여 행동을 조절합니다.하지만, 중독 물질은 뇌의 도파민 시스템을 과도하게 활성화시켜 강력한 쾌감을 유발하고, 이에 대한 의존성을 높입니다. 그래서 도파민 부족은 우울증으로 연결되기도 하며 도파민 생성 뉴런의 손상은 파킨슨병과 같은 운동 장애를 유발할 수도 있습니다.
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생물에서 가장 작은 구성단위는 무엇인가요?
보는 관점에 따라 다르겠지만, 말씀하신 방향으로는 '세포'입니다.미토콘드리아나 장기는 세포보다 더 큰 단위이며, 세포 안에 포함되는 부분이죠.세포는 모든 생명체의 기본 단위이며, 생명 현상이 일어나는 가장 작은 단위입니다. 세포 안에는 핵, 미토콘드리아, 리보솜 등 다양한 세포 소기관이 존재하며, 각각의 소기관은 특정 기능을 수행합니다.그리고 미토콘드리아는 세포 내에서 에너지를 생산하는 소기관입니다.장기는 여러 종류의 조직이 모여 특정 기능을 수행하는 기관으로 예를 들어 심장이나 폐, 간 등이 있죠.따라서 생물을 구성하는 가장 작은 단위는 세포라 할 수 있으며, 세포는 생명체의 기본적인 구성 요소이자 생명 활동의 중심이라 할 수 있습니다.
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플랑크톤은 지구의 기후 변화에 어떤 역할을 할까요?
말씀하신대로 식물 플랑크톤은 광합성을 통해 대기 중 이산화탄소를 흡수하고 산소를 방출합니다. 이 과정에서 흡수된 탄소는 바닷속으로 이동하여 저장되기도 하는데, 이는 지구 온난화를 완화하는 데 중요한 역할을 합니다. 하지만, 역설적이게도 플랑크톤이 흡수한 이산화탄소는 바닷물을 산성화시킬 수 있어 이는 해양 생태계에 다양한 문제를 야기하는 경우도 있습니다.또한 플랑크톤은 해양 생태계의 먹이 사슬 최하층에 위치하여 모든 해양 생물의 먹이가 됩니다. 그래서 플랑크톤의 변화는 해양 생태계 전체에 영향을 미치고, 결과적으로 지구의 기후 시스템에도 영향을 줄 수 있는 것입니다.그리고 플랑크톤은 해양 표면의 햇빛 반사율을 조절하여 지구의 온도를 조절하기도 하죠. 그렇기 때문에 지구 온난화로 인한 수온 상승은 플랑크톤의 분포와 생장에 영향을 미쳐, 생태계 불균형을 야기할 수 있습니다. 그리고 앞서 언급한 바와 같이, 해양 산성화는 플랑크톤의 껍질 형성을 방해하고 생존을 위협하고 기후 변화는 해양의 순환과 영양염 분포를 변화시켜 플랑크톤의 성장을 방해할 수도 있습니다.결론적으로, 플랑크톤은 지구 기후 시스템에서 매우 중요한 역할을 하며, 기후 변화는 플랑크톤의 생태계에 큰 영향을 미친다 할 수 있습니다.
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저온 환경에서 근육이 떨리는 이유는 무엇인가요?
말씀하신대로 우리 몸이 추위를 느끼면 체온을 높이기 위한 보호기능이며, 그 대표적인 보호기능이 떨림입니다.떨림은 근육이 짧은 시간에 빠르게 수축과 이완을 하며 열을 만들어내는 과정으로 근육 수축에 에너지가 소모되면서 신체는 지방을 연소시켜 추가적인 열을 생성하는 것입니다.좀 더 자세히 설명드리면 피부의 온도 감각 수용체가 외부 온도 변화를 감지하고 감각 신경을 통해 이 정보가 뇌로 전달됩니다. 뇌는 들어온 정보를 분석하여 체온이 낮아졌다는 것을 인지하고 시상하부의 체온 조절 중추를 활성화시킵니다. 그럼 시상하부는 운동 신경을 통해 골격근에 신호를 보내고 운동 신경은 근육에 빠르게 수축하라는 명령을 전달합니다. 그리고 근육은 이 명령에 따라 빠르게 수축과 이완을 반복하며 떨림이 발생하게 되는 것입니다.
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동물들도 우리처럼 꿈을 꾸는 걸까요? 그렇다면 왜 꿈을 꿀까요?
네, 동물들도 꿈을 꾸는 것으로 추정하고 있습니다.실제 거의 모든 포유류는 인간처럼 REM 수면을 가지는 것으로 알려져 있고, 오히려 진화론적 관점에서 꿈을 꾸는 능력은 인간보다 먼저 진화했을 가능성이 크다고 합니다.하지만 그럼에도 동물들이 실제 꿈을 꾸는지에 관해서는 아직 학설이 크게 갈리고 있습니다.말씀하신대로 REM 수면 중 뇌 활동을 깨어 있을 때와 비교하여 꿈을 꾸는지 실험하고 있지만 그런 뇌의 활동이 꼭 꿈을 꾸고 있다고만은 할 수 없기 때문입니다.
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인간의 뇌는 평생 10%도 못쓴다고 하는데??
그렇지 않습니다. 지금도 인간은 100%의 뇌를 사용하고 있습니다.물론 이 100%라는 개념에 차이가 있을 수 있는데, 예를 들어 A에서 B지역으로 가는 도로가 있다면 이 도로를 사용하는 것 만으로도 도로를 100% 사용한다고 할 수 있지만, 또 다른 의미로는 이 도로에 차량이 가득해야 100%라고 할 수도 있을 것입니다.다시 말해 뇌는 여러 곳을 가는 도로와 같아서 모든 도로를 사용하고는 있지만, 차량을 가득 채우지는 않는 것입니다.
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세포는 어떻게 에너지를 얻고 사용하나요?
당연한 말이지만, 세포가 사용하는 에너지는 우리가 섭취하는 음식물 속에 들어 있는 영양소에서 얻습니다.탄수화물이나 지방, 단백질 등이 대표적인 영양소이며, 이 영양소들은 소화 과정을 통해 작은 분자들로 분해된 후 혈액을 타고 세포로 이동합니다.그리고 세포 내에서 에너지를 생산하는 곳은 미토콘드리아입니다. 미토콘드리아는 세포 호흡이라는 과정을 통해 영양소를 산화시켜 ATP를 만들고, ATP는 세포가 필요로 하는 모든 활동에 사용되는 에너지원이 되는 것입니다.
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모기는 높이 날지 못하는 이유가 무엇인가요?
무엇보다 모기가 작기 때문입니다.다시 말해 모기의 날개는 매우 작을 뿐만 아니라 가볍기 때문에 낮은 속도로만 날 수 있습니다. 그래서 높은 고도에서는 공기가 얇아져 양력이 감소하기 때문에 모기가 더 높이 날아오르는 것이 어려워 집니다. 또한 모기의 근육은 작고 약하기 때문에 높은 고도에서 필요한 높은 속도로 날개를 움직일 수 없습니다.게다가 높이 날아오르는 데는 많은 에너지가 필요하지만 모기는 작은 곤충이기 때문에 높은 고도에서 필요한 에너지를 지속적으로 공급하기 어렵습니다. 더우기 높은 고도에서는 산소 농도가 낮아 모기의 호흡이 어려줘 지고, 낮은 온도는 모기의 신체 기능을 떨어지게 됩니다.결국 모기의 크기가 작기 때문에 날개 구조나 근육력, 에너지 소비, 환경 요인 등의 이유로 높이 날기 어려운 것입니다.
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