안녕하세요. 김지호 전문가입니다.
Q. 모기는 왜 아이들을 더잘 무는것 같을까요?
안녕하세요.모기가 아이들을 더 잘 무는 것처럼 느껴지는 이유는 단순한 우연이 아니라, 생리적·화학적 요인들이 복합적으로 작용하는 과학적 현상으로 설명할 수 있습니다. 모기는 먹잇감을 찾을 때 후각, 체온, 피부에서 나오는 화학 물질 등을 감지하여 선택적으로 접근하며, 이때 아이들의 특성이 모기를 더욱 끌어들이는 역할을 합니다. 우선, 아이들은 대사율이 높아 체온이 더 높은 경향이 있습니다. 모기는 따뜻한 혈액을 가진 생물체를 더 잘 감지하고 선호하기 때문에, 체온이 상대적으로 높은 아이에게 먼저 접근할 가능성이 큽니다. 또한 활동량이 많은 아이들은 숨을 더 많이 쉬고, 이산화탄소(CO₂)를 더 많이 배출하는데, 모기는 CO₂ 농도를 추적해 먹잇감을 찾는 특성이 있습니다. 이산화탄소는 모기가 20미터 거리에서도 감지할 수 있는 주요 유인 요소 중 하나입니다. 두 번째로는, 아이들의 피부에서 나오는 땀과 분비물의 화학 성분이 모기를 끌어당길 수 있습니다. 특히 젖산(lactic acid), 암모니아, 지방산 등이 모기의 후각을 자극하는데, 아이들은 체온 조절 기능이 완전하지 않아 땀을 더 자주 흘리고, 피부 표면에 남는 물질이 성인과 다를 수 있습니다. 이 물질들이 모기에게는 매력적인 신호로 작용할 수 있습니다.또한 피부의 두께와 민감도도 관련이 있습니다. 아이들의 피부는 얇고 부드럽기 때문에 모기가 더 쉽게 침을 꽂아 흡혈할 수 있으며, 물린 후 더 크게 붓고 가렵게 반응하기 때문에 상대적으로 더 많이 물린 것처럼 보이기도 합니다. 반면, 어른들은 이미 모기에 자주 노출되어 면역 반응이 둔화되었거나, 작은 물림은 인지하지 못할 수도 있습니다. 마지막으로는 행동 습관과 환경적 요인도 있습니다. 아이들은 성인보다 야외 활동이 많고, 모기에 노출되는 신체 부위(팔, 다리 등)를 덜 가리는 경우가 많습니다. 또한 모기가 선호하는 밝은 색 옷이나 향이 강한 로션 등을 사용하는 경우도 많아, 더 큰 표적이 될 수 있습니다. 정리하자면, 모기가 아이들을 더 잘 무는 이유는 높은 체온, 활발한 대사, 특이한 피부 화학 성분, 얇은 피부, 더 뚜렷한 알레르기 반응, 그리고 행동적 습관까지 여러 요인이 복합적으로 작용하기 때문입니다. 이는 단순한 우연이 아닌, 과학적으로 설명 가능한 모기의 선택적 흡혈 행동에 해당합니다.
Q. 메뚜기의 변이로 생긴다는 재앙에서 황충의 정확한 정체는 뭔가요?
안녕하세요.‘황충(蝗蟲)’은 고대 문헌이나 성경 등에서 대규모 메뚜기 떼로 인한 재앙을 지칭하는 말로 자주 등장하는데, 이는 단순한 비유적 표현이 아니라 실제 생물학적 현상에 근거한 개념입니다. 황충은 일반적인 풀밭에서 뛰어다니는 개체 단위의 메뚜기와는 전혀 다른 양상을 보이는, 집단적 변이형 메뚜기, 특히 사막메뚜기(Desert Locust, Schistocerca gregaria)를 지칭하는데요, 황충의 정확한 정체는 사막메뚜기의 군집형 변이(Gregarious Phase)라고 할 수 있습니다. 일반적인 메뚜기는 단독형(solitary phase) 상태로 살아가며, 비교적 조용하고 해가 적은 곤충입니다. 하지만 일정 조건이 충족되면 이들은 행동, 생리, 외형까지 변화하는 ‘군집형(gregarious phase)’으로 전환됩니다. 이 상태의 메뚜기들이 바로 ‘황충’이라 불리며, 역사상 수많은 농경 사회에 재앙을 초래해온 존재입니다. 변이의 핵심은 밀도와 환경 조건인데요, 다음과 같은 상황이 발생할 때 집단적 변이가 촉진됩니다. 첫번째는 폭우와 식생 증가로, 오랜 가뭄 후 갑작스러운 폭우가 내리면 사막 지역에도 식물이 급격히 자라납니다. 두번째는 개체 밀도 급증으로, 풍부한 먹이로 인해 메뚜기 개체 수가 폭발적으로 늘어나면서 서로 자주 접촉하게 됩니다. 세번째는 신경호르몬 변화로 개체 간 접촉이 많아지면 뇌에서 세로토닌 수치가 증가하고, 이로 인해 행동 양식, 체색, 날개 길이, 생식 능력 등이 바뀝니다. 네번째는 군집 행동 시작으로 단독으로 살던 메뚜기들이 무리지어 이동하고, 엄청난 거리(하루 100~150km)를 날아다니며 식량을 초토화시키는 ‘황충 떼’로 변모합니다. 황충 떼는 이동하면서 모든 녹색 식물을 닥치는 대로 섭취하며, 농작물을 초토화시킵니다. 한 무리의 황충 떼는 수십억 마리에 이르며, 하루 동안 수천 톤의 식물을 섭취할 수 있습니다. 이는 지역 농업 기반을 단시간에 붕괴시키며, 기근과 경제 위기를 불러옵니다. 예를 들어, 2020년 동아프리카 지역(소말리아, 에티오피아, 케냐 등)에서는 수십 년 만의 최악의 황충 떼가 발생해 수백만 명의 식량 안보를 위협했습니다. 이는 기후 변화에 따른 강우 패턴의 변화와 비효율적인 조기 방제 체계가 원인이었습니다.생물적 재해로서 황충의 의미는 황충은 물리적 재난과는 달리 생물학적 밀도와 생태계 상호작용에 의해 발생하며, 예측이 어렵고 방제가 매우 까다로운 생물 재해입니다. 특히 기후 변화와 생태계 불균형이 겹칠 경우 황충 떼는 더 자주, 더 광범위하게 발생할 가능성이 높습니다. 드론이나 위성 이미지를 활용한 조기 경보 시스템이 개발되고는 있지만, 방제는 여전히 시간과 기술, 국제 협력이 필요한 복잡한 과제입니다. 정리하자면 ‘황충’은 단순한 메뚜기가 아니라, 특정 조건에서 유전적·행동학적 변이를 통해 집단화된 사막메뚜기의 특수한 상태를 의미합니다. 인간의 농업 기반을 파괴하는 생물학적 자연재해로, 그 피해는 고대에서 현대에 이르기까지 문명 전체를 위협할 수 있는 수준입니다. 황충은 단지 곤충의 문제라기보다, 기후, 생태, 인류 생존이 맞닿아 있는 복합적 재난으로 이해되어야 합니다.
Q. 어인족이라는 별칭이있는 바자우족들이 바다에서 장기 잠수가 가능한 특별한 이유는?
안녕하세요.바다 위에서 삶을 이어가며 '어인족(魚人族)'이라는 별칭까지 얻은 바자우(Bajau)족은 실제로 현대 과학자들의 연구 대상으로 주목받고 있는 해양 민족입니다. 이들은 인도네시아, 말레이시아, 필리핀 등의 해안가에 정착해 살며, 세대에 걸쳐 물속에서의 생존 능력을 진화적으로 발달시켜온 인류 집단으로 알려져 있습니다. 바자우 족은 잠수 시 평균 60~70미터 깊이까지 들어가며, 최장 13분 이상 숨을 참을 수 있는 능력을 지닌 것으로 보고되었습니다. 이는 일반인의 잠수 가능 범위를 훨씬 초월하는 수준입니다. 과학자들은 이 놀라운 잠수 능력이 단순한 훈련의 결과를 넘어, 유전적, 생리적 진화와 깊은 관련이 있음을 밝혀냈습니다. 2018년 《Cell》 저널에 발표된 연구에 따르면, 바자우 족은 일반인과 비교해 비장(spleen)이 평균 50% 이상 더 큽니다. 비장은 혈액을 저장하는 역할을 하는 장기이며, 특히 잠수할 때 산소가 고갈되면 비장이 수축하며 산소를 머금은 적혈구를 혈류로 방출하게 됩니다. 이 기능은 물속에서 산소 공급을 보조하는 매우 중요한 생리 작용으로, 비장이 클수록 더 많은 산소를 저장하고 활용할 수 있게 됩니다. 이는 바자우 족이 잠수 중에도 장시간을 버틸 수 있게 만드는 핵심 요인 중 하나입니다.더 나아가, 유전자 분석 결과 바자우 족은 PDE10A라는 유전자의 특정 변이를 갖고 있는 것으로 확인되었습니다. 이 유전자는 비장의 크기와 수축 기능을 조절하는 갑상선 호르몬 경로와 관련이 있으며, 바자우 족의 해당 유전자 변이는 비장을 더 크고 기능적으로 효율적으로 만드는 데 영향을 미친 것으로 보입니다. 또한, 바자우 족은 반복적인 무호흡 잠수(apnea diving)를 통해 기본적인 산소 소비량을 줄이는 생리학적 적응도 갖추었는데요, 이들은 심박수를 극단적으로 느리게 유지하는 다이빙 반사(dive reflex)가 발달해 있으며, 이는 아기 때부터 수시로 물에 들어가는 생활방식을 통해 더욱 강화된 것으로 추정됩니다. 요약하자면, 바자우 족의 장기 잠수 능력은 다음 세 가지 요인의 결합으로 설명됩니다. 첫번째는 유전적 적응, PDE10A 유전자 변이를 포함한 생리적 진화입니다. 두번째는 해부학적 변화로, 평균보다 훨씬 큰 비장입니다. 세번째는 문화적 훈련으로 수백 년간 이어져 온 무호흡 잠수 생활방식입니다. 이처럼 바자우 족은 단순한 훈련이나 기술을 넘어, 실제로 인간이 환경에 맞춰 진화할 수 있다는 강력한 증거를 보여주는 사례입니다. 바다는 생물학적으로 극한 환경이지만, 바자우 족은 이러한 환경에 특화된 신체를 지니며 실질적인 ‘어인족’에 가장 가까운 인류 집단이라 할 수 있습니다. 인어의 전설과 같은 이야기들이 과학적으로 불가능하다는 입장이 주를 이루지만, 바자우 족의 존재는 생물학적 한계를 뛰어넘는 인간의 적응 가능성을 실증적으로 보여주는 현실 속 이야기입니다.
Q. 인간이 귀신을 보는건 뇌신경망 내에서의 섬망 때문이다 라는건 무슨 원리인가?
안녕하세요. 김지호 박사입니다.인간이 귀신을 본다고 느끼는 경험이 뇌의 섬망(delirium) 현상과 관련이 있다는 주장은 신경과학 및 정신의학적으로 일정 부분 타당한 과학적 설명을 제공합니다. 이 현상은 단순한 상상이나 미신이 아니라, 특정한 생리적·신경학적 조건에서 인간 뇌가 비정상적인 인지 처리를 하게 되는 결과로 해석될 수 있습니다. 우선 섬망은 의식의 혼탁, 주의력 결핍, 지남력 장애(시간·장소·사람 인식 불능), 감각 이상 등으로 구성된 일시적인 정신 착란 상태를 말하는데요, 이는 주로 뇌 기능에 일시적 혼란을 일으키는 내적 혹은 외적 요인들로 인해 발생합니다. 대표적인 원인으로는 고령, 열, 수면 부족, 탈수, 감염, 약물 중독이나 금단 증상, 간 기능 이상(예: 간성 뇌병증) 등이 있으며, 심지어 수술 후에도 나타날 수 있습니다. 이런 상황에서는 뇌의 인지 네트워크, 특히 전두엽과 측두엽, 그리고 시상, 해마 등의 영역이 정상적인 정보처리를 하지 못하게 됩니다. 귀신을 본다는 체험은 종종 시각적 환각 혹은 착각(misattribution)의 일종으로 분류됩니다. 이때 뇌는 외부 자극(예: 어두운 그림자, 불분명한 형체, 소리 등)을 현실에 존재하지 않는 의미 있는 존재, 즉 사람 형체나 '귀신'으로 인식하게 됩니다. 이는 뇌가 불완전한 감각 정보를 바탕으로 의미 있는 패턴을 재구성하려는 특성, 즉 패턴 인식 편향(pattern recognition bias) 때문입니다. 특히 인간은 진화적으로 다른 사람의 얼굴이나 형체를 인식하는 데 매우 민감하기 때문에, 시각적으로 모호한 정보가 있을 경우 그 정보를 사람의 모습처럼 '과잉 해석'하게 됩니다. 섬망 상태에서는 이런 경향이 훨씬 더 강해집니다. 현실과 환상을 구분하는 능력이 약화되기 때문에, 단순한 그림자나 환영도 실제 존재하는 누군가, 심지어 '귀신'으로 지각될 수 있습니다. 이러한 시각적 환각은 루이스 체체 병이나 알츠하이머병 환자, 또는 수면 마비(가위눌림) 상태에서도 나타날 수 있는데, 이 역시 뇌의 특정 회로의 기능 이상과 관련 있습니다. 특히 섬망은 시공간 지각의 왜곡을 동반하기 때문에, 자신이 죽음에 가까워졌다고 느끼거나, 사후 세계를 보는 듯한 체험 역시 뇌의 혼란된 상태에서 비롯된 환상으로 설명할 수 있습니다. 물리학적 관점에서 귀신이 실존하지 않는다고 보는 이유는, 객관적이고 재현 가능한 물리적 증거가 없기 때문입니다. 반면 뇌과학에서는 인간이 "귀신을 본다"고 느끼는 심리적 현상을 충분히 설명할 수 있는 생리학적 기전이 존재합니다. 즉, '귀신을 봤다'는 체험이 반드시 실제 외부 세계에 존재하는 대상 때문이 아니라, 내부 뇌의 기능 이상으로 인해 발생한 주관적 현실 경험일 수 있다는 뜻입니다. 결론적으로, 귀신을 본다는 체험과 섬망은 뇌의 인지 처리 장애라는 공통된 기반을 갖고 있으며, 이는 인간의 지각 체계가 얼마나 뇌의 생물학적 상태에 의존하고 있는지를 보여주는 흥미로운 예입니다. 귀신의 존재 여부와는 별개로, 인간이 그런 대상을 실제로 보는 것처럼 느끼는 것은 뇌의 기능적 왜곡, 특히 섬망 상태에서 충분히 가능한 현상입니다.
Q. 왜 다른 동물에 비해서 사람의 머리카락만 계속 자라는 것일까요?
안녕하세요.사람의 머리카락만 유독 계속 자라는 현상은 진화 생물학적, 생리학적, 그리고 문화적 요인이 복합적으로 작용한 결과로 이해할 수 있습니다.일반적으로 동물의 털은 일정 길이 이상 자라지 않고 성장 주기가 짧아 곧 빠지고 교체됩니다. 이 성장 주기는 '생장기(anagen)', '퇴행기(catagen)', '휴지기(telogen)'라는 세 단계로 나뉘는데, 대부분의 동물들은 털의 생장기가 짧기 때문에 털이 일정 길이 이상 자라지 않습니다. 반면 사람의 두피 머리카락은 생장기가 평균 2~7년까지 지속되며, 일부 사람의 경우 10년 이상 지속되기도 합니다. 이처럼 유난히 긴 생장기 덕분에 사람의 머리카락은 계속해서 자랄 수 있습니다. 그렇다면 왜 사람만 이렇게 길게 머리카락이 자라도록 진화했을지에 대해 말씀드리자면, 첫 번째로 제시되는 가설은 체온 조절과 보호 기능입니다. 인류의 조상은 체모 대부분을 잃으면서도 두피에만 긴 털을 남겼는데, 이는 뇌가 외부 충격이나 자외선으로부터 보호받기 위해서였을 수 있습니다. 그러나 이 가설만으로는 충분하지 않습니다. 대부분의 포유류도 뇌를 보호해야 하지만, 이들과 달리 사람만 긴 머리카락을 유지한다는 점은 단순 보호 이상의 이유가 있음을 시사합니다. 두 번째로는 성 선택(sexual selection)의 역할이 큽니다. 인간 사회에서 머리카락은 미적 요소로 작용하며, 건강하고 풍성한 머리카락은 생식 능력과 건강의 신호로 인식됩니다. 특히 여성의 경우, 길고 윤기 있는 머리카락은 여러 문화에서 매력의 상징으로 여겨졌고, 이러한 선호가 세대를 거치며 머리카락이 길게 자라는 유전적 특성을 강화시켰을 가능성이 큽니다. 실제로 인간은 외모를 기준으로 짝을 선택하는 경향이 다른 동물보다 강하며, 이는 진화 과정에서 머리카락이 하나의 '장식적 특징'으로 자리 잡게 만들었을 수 있습니다. 마지막으로, 문화적 요인과 도구 사용도 이 특성을 고착시키는 데 기여했을 수 있습니다. 인간은 도구를 사용해 머리를 빗고 다듬으며, 머리카락이 길어도 관리할 수 있는 능력을 갖추었습니다. 다른 동물들은 털이 너무 길어지면 활동에 지장을 주기 때문에 자연 선택을 통해 긴 털이 억제되었지만, 인간은 오히려 이를 꾸미고 표현하는 수단으로 활용하면서 긴 머리카락이 불리하지 않게 되었습니다. 결론적으로, 사람의 머리카락만 계속 자라는 이유는 단순히 생물학적인 특성 하나 때문이 아니라, 진화적 적응, 성 선택, 문화적 발달이 서로 얽혀 복합적으로 작용한 결과입니다. 머리카락은 기능적 보호 이상의 의미를 갖는, 인간만의 독특한 진화적 산물인 셈입니다.