Doctor of Public Health 전상훈입니다
Q. 식물이 낮주기 감지하고 문어가 색을바꿔
안녕하세요. 식물, 문어, 새, 박쥐, 물고기가 환경을 인식하고 반응하는 과정들은 각기 다르며 이러한 능력은 생존과 번식에 필수적인 역할을 합니다. 식물은 특정 광수용체를 이용해 낮과 밤의 길이를 감지하여 계절 변화에 따른 생리활동을 조절합니다. 이 과정에서 포토페리오디즘(photoperiodism)이라는 현상이 중요한 역할을 합니다. 문어는 피부에 있는 크로마토포어(chromatophores)와 같은 색소 세포를 조절하여 색상을 변화시키고, 이를 통해 위장하거나 상대를 현혹시키는 능력을 가집니다. 새들은 지구 자기장을 인지하여 장거리 이동 시 자기를 길잡이로 활용하며, 이러한 능력은 자기수용체(magnetoreceptors)에 의해 가능해집니다. 박쥐는 초음파를 발사하여 주변 환경의 장애물이나 먹이의 위치를 파악하는 에코로케이션(echolocation) 기술을 사용합니다. 마지막으로, 물고기는 측선계(lateral line system)를 통해 물 속의 압력 변화와 흐름을 감지하여 주변 환경을 인식하고, 이를 통해 포식자의 접근이나 먹이의 위치를 파악합니다.
Q. 식인종들은 병때문에 죽었다고하는데
안녕하세요. 식인 행위와 관련하여 발생할 수 있는 질병 중 가장 잘 알려진 것은 크로이츠펠트-야곱병(Creutzfeldt-Jakob Disease ; CJD)의 한 형태인 "쿠루(Kuru)"라는 질병입니다. 이 질병은 특히 파푸아뉴기니의 포어족(Fore tribe)에서 관찰되었으며, 사람의 뇌나 신경 조직을 섭취할 때 전염되는 것으로 알려져 있습니다. 쿠루는 프리온(prion)이라는 감염성 단백질에 의해 발생하는 전염성 질환입니다. 프리온은 특정 단백질의 비정상적인 형태로, 감염된 조직을 섭취하는 경우 건강한 단백질의 구조를 변형시켜 비정상적인 형태로 만듭니다. 이로 인해 뇌 조직에 치명적인 손상이 발생하며, 결국 사망에 이르게 됩니다. 인간의 조직을 섭취하는 것이 다른 종의 고기를 섭취하는 것과 다른 점은, 인간의 병원체가 인간에게 직접 전염될 가능성이 더 높다는 것입니다. 인간은 다른 인간과 매우 유사한 생물학적 환경을 공유하기 때문에, 인간의 병원체는 다른 인간에게 쉽게 적응하고 감염될 수 있습니다. 따라서, 인간의 조직을 섭취하면 인간 특유의 질병을 직접적으로 전달받을 위험이 있습니다.
Q. 가을이 되면 왜 나뭇잎 색깔이 변하나요?
안녕하세요. 나뭇잎의 초록색은 클로로필(Chlorophyll)이라는 색소 때문입니다. 클로로필은 광합성을 통해 태양 에너지를 화학 에너지로 전환하는데 필수적인 역할을 합니다. 가을이 되면 일조량이 줄어들고 기온이 낮아지면서 나무는 에너지 소비를 최소화하기 위해 광합성 활동을 줄입니다. 이 과정에서 클로로필의 생산이 감소하고, 이미 존재하는 클로로필은 점차 분해됩니다. 클로로필이 분해되면서 나뭇잎에 원래 존재하던 다른 색소들이 드러나게 됩니다. 카로티노이드(Carotenoids)는 노란색과 주황색을 나타내는 색소로, 클로로필이 우세할 때는 보이지 않다가 클로로필이 감소하면 그 색이 나타나게 됩니다. 또한, 일부 나무에서는 저온과 높은 광조건 하에서 안토시아닌(Anthocyanins)이라는 색소가 새로 생성되기도 합니다. 안토시아닌은 붉은색 또는 자주색을 띠면, 이는 나뭇잎에 빨간색이나 보라색이 나타나게 하는 요인입니다.
Q. 염소의 눈동자가 네모난 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 염소는 눈동자가 가로로 길쭉한 네모난 모양인 이유는 그들의 생태와 생존 전략에 깊이 관련되어 있습니다. 이러한 독특한 눈동자 형태는 염소와 같은 몇몇 초식 동물들에게서 볼 수 있는 특징으로, 넓은 시야를 제공하여 포식자로부터 자신을 보호하는 데 유리합니다. 염소의 네모난 눈동자는 가로로 긴 시야를 제공합니다. 이는 염소가 수평선을 따라 넓은 범위를 볼 수 있게 하여, 그들이 주변 환경을 넓게 감시할 수 있도록 돕습니다. 특히, 염소는 자연 서식지에서 포식자의 접근을 미리 감지하고 대응하는 능력이 중요하므로, 이러한 시각적 구조는 생존에 큰 이점을 제공합니다. 염소의 눈동자는 머리가 기울어지거나 움직일 때 시각적 안정성을 유지하는 데 도움을 줍니다. 이들은 험난한 산악 지형에서 먹이를 찾거나 이도하며 자주 머리를 움직이게 되는데, 네모난 눈동자는 이러한 움직임에도 불구하고 지평선을 지속적으로 뚜렷하게 볼 수 있게 합니다. 염소의 눈동자 구조는 근육과 안구의 조직 배치가 특수하게 진화한 결과입니다. 이들의 눈동자는 빛이 들어오는 방향을 조절하는데 특화되어 있어, 넓은 시야를 유지하면서도 불필요한 빛의 방해를 최소화할 수 있습니다. 이러한 눈동자의 형태는 생태적 적응의 결과로 볼 수 있습니다. 염소가 서식하는 산악 지역에서는 주변을 넓게 감시하며 빠르게 움직이는 포식자로부터 효과적으로 피할 수 있는 시각적 능력이 필수적입니다.
Q. 핫팩의 원리가 무언인지 알려주세요!
안녕하세요. 핫팩의 원리는 화학적 반응을 통해 열을 발생시키는 것으로, 가장 일반적인 두 가지 유형의 핫팩은 철 분말을 사용한 일회용 핫팩과 소금 용액을 사용한 재사용 가능한 핫팩 입니다. 철 분말을 사용한 일회용 핫팩의 경우 주로 철 분말, 물, 소금, 활성탄, 베르미큘라이트(절연 및 수분 흡수를 위함)로 구성됩니다. 핫팩을 흔들거나 포장을 뜯으면 공기가 내부로 들어가 철 분말이 산소와 반응하기 시작합니다. 이 과정은 산화 철이라는 화학 반응을 통해 일어나며, 이 반응식은 다음과 같습니다 : 4Fe + 3O₂ → 2Fe₂O₃ 이 산화 반응은 발열 반응으로, 많은 양의 열을 방출합니다. 소금은 이 반응의 촉매 역할을 하여 반응 속도를 높이며, 활성탄은 열을 고르게 분산시켜 줍니다. 베르미큘라이트는 열을 보존하고 느리게 방출하도록 도와줍니다. 이 유형의 핫팩은 주로 초과포화 상태의 아세트산 나트륨 용액을 포함하고 있습니다. 사용자가 금속 디스크를 클릭하면 소금의 결정화가 시작되고, 이 과정은 발열 반응을 동반합니다. 이 반응은 물리적 변화에 의한 것으로, 용액이 고체 상태로 변하면서 잠재열을 방출합니다. 이 열은 핫팩을 따뜻하게 만들어 줍니다. 두 유형의 핫팩 모두 열역학의 원리를 이용하여 작동합니다. 일회용 핫팩은 화학 반응을 통해 열을 발생시키고, 재사용 가능한 핫팩은 물리적 상태 변화를 통해 열을 방출합니다.