안녕하세요. 김지호 전문가입니다.
Q. 날씨가 혹독해지는 변화시기에 농경을 하게된 계기가 무엇인가요
안녕하세요.날씨가 혹독해지는 변화 시기에 인간이 농경을 시작하게 된 배경은 단순히 환경이 안 좋아졌기 때문만이 아니라, 기후 변화와 자원 안정성 확보라는 필요성에서 비롯된 생존 전략의 일환이었다고 해석해볼 수 있습니다. 마지막 빙하기가 끝난 뒤(약 1만 1천~1만 2천 년 전), 지구는 갑작스럽게 따뜻해졌다가 다시 급격히 추워지는 간빙기 기후 변동을 겪었는데요, 대표적으로 약 12,900년 전부터 약 1,200년간 지속된 영거 드라이아스기(Younger Dryas)라는 급격한 한랭기에는 야생 식물과 동물 자원이 크게 줄어들었고, 수렵 채집으로 안정적인 식량 확보가 어려워졌습니다. 과거엔 먹을 것이 넉넉하고 계절 변화가 완만할 때는 유목·수렵·채집 생활이 더 효율적이었으나, 이후 기후가 불안정해지자 이동 생활이 어려워졌고, 한 곳에 머무르면서 식량을 스스로 생산하고 비축하려는 욕구가 커졌습니다. 결국 사람들은 야생 식물 중에서 수확량이 크고 저장이 쉬운 곡물(보리, 밀 등)을 집중적으로 채집하고, 점차 의도적인 파종과 재배로 전환하게 되었습니다. 즉, 혹독한 기후 변화는 인류에게 ‘예측 가능한 식량 자원’을 확보해야 할 필요성을 만들어 주었고, 이에 대한 해법이 바로 농경(재배와 가축화)이었던 것이라고 이해하시면 될 것 같습니다. 감사합니다.
Q. 이중 결합은 분자의 구조와 기능을 어떻게 변화시키나요?
안녕하세요. 질문주신 사항에 대해서 한 줄로 답변 드리자면, 이중 결합은 분자의 구조를 평면적으로 고정시키고 회전을 제한하여, 기능적 특성과 반응성을 크게 변화시키는데요 예시로 지방산의 불포화지방산에서 cis-이중결합은 분자에 꺾임을 만들어 유동성을 높입니다. 이러한 이중결합(double bond)은 두 개의 원자 사이에 전자 두 쌍(총 4개 전자)이 공유되어 형성되는 화학 결합을 말하는데요, 일반적으로 탄소(C) 원자 사이에 많이 나타나며, 유기화합물에서 매우 중요한 구조적 특징입니다. 이중결합은 단일결합보다 강하고 짧으며, 분자 구조와 성질에 큰 영향을 줍니다. 이중결합을 구성하는 두 결합 중 하나는 시그마 결합(σ 결합)으로 이는 전자들이 두 원자 사이를 직접 연결하는 결합이며, 하나는 파이 결합(π 결합)으로 이는 전자들이 원자핵 위와 아래에 퍼져서 이루는 결합을 말합니다. 시그마 결합은 강하고 안정하지만, 파이 결합은 상대적으로 약해서 이중결합은 단일결합보다 반응성이 크다는 특성이 있습니다. 이러한 이중결합의 가장 큰 특징으로는 이중결합은 π 결합 때문에 자유로운 회전이 불가능하다는 것인데요, 이로 인해 cis-트랜스 이성질체가 생깁니다. 또한 이중결합이 있는 부분은 평면구조를 이루게 됩니다. 감사합니다.
Q. 복숭아 벌레는, 실제로 몸 색깔을 바꾸기도 하나요?
안녕하세요. 네, 질문주신 것처럼 일부 복숭아 해충(예: 복숭아순나방, 복숭아심식나방 등)은 생존을 위해 주변 환경과 유사한 색을 띠는 보호색을 갖지만, 성충이나 유충이 스스로 의도적으로 색을 바꾸는 일은 거의 없습니다. 복숭아에 생기는 대표적인 해충들인 복숭아순나방, 복숭아심식나방, 복숭아혹진딧물 등은 일정한 체색(갈색, 연녹색, 회색 등)을 가지고 태어나는데요, 이 색은 주변 환경(복숭아 잎, 줄기, 과일 표면 등)과 자연스럽게 어울리는 보호색으로서, 자라면서 몸 색이 조금씩 달라지긴 하지만, 의도적으로 복숭아 표면 색깔에 따라 즉각 바꾸는 능력은 없습니다. 색 변화가 있더라도 진화적으로 수세대에 걸쳐 이루어지는 변화이기 때문에, 마치 벌레가 즉각적으로 복숭아 색에 맞게 변하는 것은 과학적으로 과장되거나 오해일 가능성이 높습니다. 물론 일부 해충들은 오랜 시간에 걸쳐, 먹이 식물(복숭아 등)에 잘 어울리는 체색을 갖도록 자연선택을 통해 적응하는데요, 예를 들어, 복숭아순나방의 유충이 녹색인 이유는 잎사귀와 비슷해 천적에게 들키기 어렵기 때문입니다. 이런 변화는 한 개체의 생애가 아니라 여러 세대를 거쳐 유전적으로 고정된 결과라고 해석해볼 수 있겠습니다.
Q. 물이 지하수라서 생물들이 많이 살고 있는데 못살게 만들수 있는 방법이 있나요?
안녕하세요. 수영장에 지하수를 사용하셨고, 그 물 속에서 잠자리 유충, 모기 유충, 물벼룩 등 다양한 생물들이 생기는 상황이라면, 이는 지하수가 정수되지 않은 자연수이기 때문에 발생하는 자연스러운 현상입니다. 하지만 수영장 용도상 위생 관리와 생물 억제가 필요할 수 있을텐데요, 첫번째 권장드리는 방법은 염소를 활용한 소독입니다. 일반 수영장에서는 염소 소독제를 사용하여 물속의 미생물이나 곤충 유충을 죽이거나 억제하는데요, 자유염소 농도 1~3ppm 정도를 유지하면 모기 유충이나 잠자리 유충이 살 수 없습니다. 다음으로 물 순환이 중요한데요, 물이 정체되면 유충 서식에 이상적인 환경이 됩니다. 순환 펌프나 여과장치를 설치하여 지속적으로 물을 움직이게 하면 곤충 유충이나 물벌레가 자라기 어려워지며, 특히 수면에 떠다니는 알이나 유충은 여과기에 의해 제거될 수 있습니다. 마지막으로 사용하지 않을 때는 수영장 커버(덮개)를 씌워 모기나 잠자리 등의 산란을 차단하는 것이 좋습니다.
Q. 탈모에대한 치료에궁금합니다...
안녕하세요. 네, 질문주신 것처럼 탈모, 그중에서도 특히 남성형 탈모(안드로겐성 탈모)는 많은 사람들에게 큰 고민이며, 현재도 치료는 부분적이고 한계가 있는 수준입니다. 하지만 미래에는 과학기술의 발전으로 인해 대머리도 자연스럽게 회복할 수 있는 시대가 가능할 것으로 전망되고 있습니다. 현재 약물치료로는 피나스테리드(프로페시아)를 이용해 DHT 억제하여 탈모 진행 속도 완화하거나 미녹시딜(로게인)과 같은 약물로 혈류를 개선하여 일부 발모를 촉진하는데요, 하지만 이런 약물치료의 경우 지속 복용 필요, 효과가 제한적, 부작용 가능성의 단점이 있습니다. 이외에는 모발이식이 활용되고 있는데요, 이는 본인의 뒷머리 모낭을 앞머리로 이식하는 것인데 이식 가능한 모낭 수 제한, 고비용, 드문 경우 실패 가능성이 있다는 단점이 있으며 이러한 기존 치료법은 진행을 늦추거나 일부 복원하는 수준이지, 완전한 회복은 어렵습니다. 미래의 탈모 치료 기술로 여겨지는 모낭 줄기세포 치료는 모낭을 만드는 줄기세포를 실험실에서 배양해 탈모 부위에 이식하는 것인데요, 2020년대 후반부터 쥐 실험과 일부 인간 대상 실험 성공 중이며 완전히 새로운 모낭을 만들어낼 수 있어, 이론상 대머리도 복원 가능할 것으로 보입니다. 또한 유전자 편집(CRISPR 등)을 활용하여 탈모 유전자의 발현 자체를 억제 또는 조절할 수 있을 것으로 보이는데요, DHT에 과민한 모낭세포의 유전자 조절하여 완치 가능성은 크지만, 안전성 문제로 아직 임상 단계는 아닙니다, 이외에는 세포 재프로그래밍 (iPSC)이 있는데요, 자신의 피부세포를 다시 줄기세포로 되돌려 모낭세포로 분화시켜 원하는 수의 모낭을 무한하게 생성 가능하며이론상 완전한 머리 회복도 가능할 것으로 보입니다.