안녕하세요. 김지호 전문가입니다.
Q. 식물은 낮에 광합성을 통해 산소를 배출한다고 하는데 그럼 햇빛이 없는 밤에도 식물이 산소를 배출하나요?
안녕하세요.네, 질문주신 것처럼 식물은 밤에는 산소를 배출하지 않으며, 오히려 산소를 소량 소비하게 되는데요, 그 이유는 식물이 낮과 밤에 서로 다른 대사 과정을 수행하기 때문입니다. 낮 동안은 광합성과 호흡을 동시에 하는데요, 낮에는 햇빛이 있기 때문에 식물은 광합성을 통해 6CO₂ + 6H₂O + 빛에너지 → C₆H₁₂O₆ + 6O₂의 과정을 수행하며 즉, 이산화탄소를 흡수하고 산소를 배출합니다. 이 과정이 바로 우리가 잘 아는 ‘산소 공급자’로서 식물의 역할입니다. 하지만 동시에 식물도 호흡 작용(세포호흡)을 하므로 산소를 조금 소비하고 이산화탄소를 약간 방출합니다.그래도 광합성의 산소 배출량이 훨씬 많기 때문에, 전체적으로는 산소가 나오는 상태가 됩니다. 반면에 밤 동안에는 광합성이 일어나지 않고, 호흡만 진행되는데요, 밤에는 빛이 없기 때문에 광합성이 중단되고, 식물은 호흡만 수행하게 되는 것입니다. C₆H₁₂O₆ + O₂ → CO₂ + H₂O + 에너지(ATP)의 과정, 즉, 산소를 들이마시고 이산화탄소를 내뿜는 것인데요, 이때 식물도 인간이나 동물처럼 산소를 소비하게 됩니다. 따라서 밤에는 산소를 배출하지 않으며, 오히려 소량의 산소를 소비하지만 그 양은 미미해서 인간이나 동물에게 영향을 줄 정도는 아닙니다.
Q. 흰머리는 왜 나는 걸까요? 코털도 흰게 생기고요.
안녕하세요.질문주신 것처럼 흰머리나 흰 코털이 생기는 이유는 생물학적으로 봤을 때 멜라닌 색소를 만들어내는 세포(멜라노사이트)의 기능이 점차 감소하거나 사라지기 때문인데요, 처음에는 검은색이었지만, 시간이 지나면서 흰색이 되는 데에는 생물학적 노화의 신호와 진화적 의미가 있습니다. 우선 머리카락이나 체모의 색은 멜라닌(melanin)이라는 색소에 의해 결정되는데요, 멜라닌에는 에우멜라닌 (검은색 또는 갈색을 띔)과 페오멜라닌 (노란색 또는 붉은색 계열) 두종류가 있으며이 멜라닌은 모낭 속 멜라노사이트라는 세포가 생산하며, 머리카락이 자랄 때 이 색소가 모발의 각질 세포에 침착되어 색을 입히게 됩니다. 하지만 나이가 들면서 여러 요인으로 인해 멜라노사이트가 줄어들거나 기능이 약화되는데요 멜라노사이트 수 자체가 감소되며 멜라닌 합성 능력이 떨어지고, 산화 스트레스(ROS)로 멜라노사이트가 손상됩니다. 이후 유전적 프로그램에 의해 특정 시점 이후 멜라닌 생산 중단되며 이 결과로, 머리카락이 자라는 동안 색소가 공급되지 않아 색이 전혀 없는 상태, 즉 흰색 또는 회색으로 자라게 되는 것입니다.
Q. 멀쩡한 소나무가 색상이 검게 변하고 줄기에 포자가 생겼는데 원인과 대책을 알고 십어요
안녕하세요.말씀하신 것처럼 소나무의 색상이 검게 변하고 줄기에 포자가 생겼다는 것을 보니, 소나무에 병해가 발생했을 가능성이 높은데요, 특히 잎이 검게 변하고 줄기에 포자처럼 보이는 것이 생겼다는 점에서, 몇가지 병이나 원인을 의심해볼 수 있는데요 우선 소나무 잎이 검게 변했다는 것은 이는 수분 공급 이상, 뿌리의 부패, 또는 곰팡이성 병원균 감염의 초기 신호일 수 있습니다. 특히 검은색 포자는 대표적인 병해 중 하나인 소나무 혹병이나 수피에 발생하는 진균 감염이 의심됩니다. 또한 줄기에 포자가 생겼다는 것은 줄기에 곰팡이처럼 보이는 포자는 탄저병, 잿빛곰팡이병, 또는 수피를 침범하는 병원성 곰팡이가 원인일 수 있는데요, 포자 모양이 검거나 회색이라면 병원성 곰팡이(Ascomycota 계열)의 생식구조일 가능성이 높습니다. 생화꽃 곰팡이에 감염해서 소나무 전염 가능성이 있는데요, 생화가 썩으며 곰팡이가 생긴 것이 맞다면, 포자가 바람이나 물로 옮겨질 수 있습니다. 하지만 일반적으로 건강한 소나무는 약간의 외부 포자에는 쉽게 감염되지 않으나, 스트레스를 받거나 제초제 피해가 있으면 감염 가능성이 높아집니다. 이외에도 제초제 살포 영향 가능성이 있는데요, 제초제가 바람에 실려 소나무 뿌리나 줄기에 접촉했을 경우, 식물 조직이 손상되면서 병원균에 감염되기 쉬운 상태가 됩니다. 특히 글리포세이트(Glyphosate) 계열 제초제는 비표적 식물에도 피해를 줄 수 있습니다.
Q. 우리 몸속에서 전해질은 어떤역할을 하나요?
안녕하세요.질문주신 '전해질'은 체액에 녹아 전하를 띠는 물질로, 우리 몸의 수분 균형, 신경 및 근육 기능 조절, 산-염기 균형 유지 등 다양한 생리 기능에 필수적인 역할을 수행합니다. 특히 요즘처럼 더운 날씨가 계속되면 땀을 많이 흘리게 되기 때문에 전해질의 중요성이 커지는데요, 물만 마신다고 해서 수분 균형이 완전히 유지되는 건 아니기 때문입니다. 전해질은 쉽게 말해서, 우리 몸속의 전기를 띠는 미네랄 이온을 말하는데요, 대표적인 전해질로는 나트륨(Na⁺), 칼륨(K⁺), 칼슘(Ca²⁺), 마그네슘(Mg²⁺), 염화이온(Cl⁻) 등이 있습니다. 이와 같은 전해질들은 물에 녹아 이온 상태로 존재하며, 신체 기능을 조절하는 데 필수적인 역할을 합니다. 전해질은 체내에서 여러 중요한 역할을 수행하는데요, 신경이 자극을 전달하려면 나트륨과 칼륨의 균형이 필수이며, 전해질이 부족하면 근육 경련, 무기력, 어지럼증이 생길 수 있습니다. 또한 근육, 특히 심장 근육의 수축에 칼슘과 나트륨 등이 관여하는데요, 전해질 불균형은 심장 박동 이상이나 경련을 일으킬 수 있습니다. 마지막으로 전해질은 세포 안팎의 수분 농도 조절을 통해 탈수나 부종을 막는데요, 물만 마시고 전해질이 부족하면 저나트륨혈증(위험한 상태)이 발생할 수 있습니다. 특히나 더운 날씨에 전해질 보충이 중요한 이유는 땀에는 물 + 전해질이 함께 빠져나가는데, 물만 마시면 혈중 전해질 농도가 희석되어 오히려 균형이 무너지며, 전해질이 부족하면 탈수 증상 + 전해질 결핍 증상이 함께 나타날 수 있기 때문입니다.
Q. 모기는 어두운 곳에서 사람을 어떻게 찾나요?
안녕하세요.네, 질문주신 것처럼 모기는 정말로 어두운 곳에서도 사람을 잘 찾아내는데요, 그 이유는 빛이 아니라 다른 감각을 사용하기 때문입니다. 우선 모기가 어두운 곳에서도 사람을 찾는 것은 이산화탄소(CO₂)를 감지하기 때문입니다. 사람이 숨을 쉴 때 내뱉는 이산화탄소를 모기는 아주 민감하게 감지하는데요, 10~50미터 거리에서도 감지할 수 있으며, 이산화탄소는 공기 중에 퍼지기 때문에, 모기가 방향을 따라가다 보면 사람에게 접근하게 됩니다. 또한 모기는 온도 감지 능력이 있어서, 주변보다 따뜻한 인간의 체온을 탐지할 수 있는데요, 특히 얼굴, 목, 손 같은 열이 많이 나는 부위를 잘 찾아냅니다. 게다가 사람의 피부에서 나는 젖산, 암모니아, 지방산 등 냄새 분자를 모기가 감지하는데, 개인마다 냄새가 달라서, 어떤 사람은 모기에 더 잘 물리는 이유라고 볼 수 있습니다.