Doctor of Public Health 전상훈입니다
Q. 왜 식물은 밤에 광합성을 하지 않을까요?
안녕하세요. 식물이 밤에 광합성을 하지 않는 이유는 광합성 과정에 필수적인 빛 에너지가 부재하기 때문입니다. 광합성은 태양광을 에너지원으로 사용하여 이산화탄소와 물을 포도당과 산소로 전환하는 과정입니다. 이 과정에서 빛 에너지는 광계(photosystems)를 통해 화학 에너지로 변환되며, 이 에너지는 탄수화물을 생성하는 데 필요한 화학 반응을 추진합니다. 광합성은 크게 두 부분으로 나뉩니다: 빛 반응과 암 반응(칼빈 사이클). 빛 반응에서는 빛 에너지가 광합성 색소(주로 엽록소)에 의해 흡수되어 화학 에너지(ATP와 NADPH)로 전환됩니다. 이 에너지는 이후 암 반응에서 유기물 합성에 사용됩니다. 암 반응(또는 칼빈 사이클)은 빛의 존재와 직접적인 관계가 없이 진행될 수 있습니다. 그러나 이 과정에서 사용되는 ATP와 NADPH는 빛 반응에서 생성되므로, 궁극적으로 빛이 없으면 에너지가 부족하여 암 반응이 제대로 일어나지 않습니다. 또, 낮 동안 식물은 광합성을 통해 에너지를 생성하고 일부는 즉시 사용합니다. 남은 에너지는 주로 탄수화물 형태로 저장되어 밤에 호흡을 통해 사용됩니다. 밤에는 이 저장된 에너지를 사용하여 세포의 성장과 수리, 그리고 다른 생물학적 과정을 지원합니다. 밤에 식물은 호흡 과정을 통해 산소를 소비하고 이산화탄소를 배출합니다. 이는 낮 동안 광합성으로 생성된 포도당을 분해하여 에너지를 얻는 과정입니다. 호흡은 에너지를 생성하기 위해 산소를 필요로 하며, 이 과정은 연속적으로 일어나 광합성이 멈춘 밤에도 계속됩니다. 따라서, 광합성은 햇빛이 있는 낮 동안에만 활발히 일어나고, 밤에는 에너지 저장과 사용의 균형을 위해 호흡이 주로 일어납니다.
Q. 신경전달물질(세로토닌)의 활동전위가 일어날 확률 높이는 법
안녕하세요. 신경전달물질의 활동전위는 신경세포 간의 정보 전달에 필수적인 역할을 하며, 이를 증가시키는 방법은 다양합니다. 특히 세로토닌과 같은 신경전달물질의 활동을 조절하는 방법에는 약물, 식이, 그리고 생활 습관 조절이 포함됩니다. 트립토판은 세로토닌의 전구체로, 이를 보충하면 신체 내 세로토닌 생산이 증가할 수 있습니다. 플루옥세틴(Prozac), 세르트랄린(Zoloft) 등의 약물들은 세로토닌의 재흡수를 억제하여 신경 간극에서 세로토닌의 농도를 증가시킵니다. 이는 세로토닌의 활동 전위가 일어날 확률을 높이는 효과가 있습니다. 또, 칠면조, 바나나, 견과류, 치즈와 같은 트립토판이 풍부한 음식을 섭취하면 신체에서 세로토닌 생산이 촉진됩니다. 연어와 같은 지방이 풍부한 생선을 섭취하면 뇌 건강이 개선되고 세로토닌 전달이 원활해질 수 있습니다. 오트밀, 전곡류, 과일 등 복합 탄수화물을 섭취하면 혈당 수준이 안정되고 세로토닌 생산이 증가합니다.
Q. 연가시는 사람에게 피해를주나요???
안녕하세요. 연가시는 흔히 '좀비 곤충'을 만드는 것으로 알려진 기생충입니다. 이들은 주로 갑각류와 곤충에 기생하며, 특히 물속에서 살아가는 갑각류인 아메바와 새우류에 많이 기생합니다. 연가시의 일종인 Ophiocordyceps unilateralis는 특히 개미를 대상으로 하여 그들의 행동을 조종하고, 자신의 생식을 위해 개미를 죽음으로 이끄는 것으로 유명합니다. 연가시가 인간에게 직접적인 피해를 주는 경우는 매우 드뭅니다. 인간에게 피해를 줄 수 있는 연가시류는 Naegleria fowleri와 같은 일부 종으로, 이들은 물을 통해 인간의 몸에 들어가 뇌를 감염시킬 수 있는데, 이를 일반적으로 '뇌 먹는 아메바'라고 부릅니다. 그러나 이러한 종은 연가시와는 다른 종류의 원생동물에 속하며, 전형적인 연가시와는 구분됩니다. 연가시류는 그들이 기생하는 숙주에게 매우 특화되어 있기 때문에, 일반적으로 인간을 숙주로 사용하지 않습니다. 대부분의 연가시는 그들의 생활 사이클을 완성하기 위해 특정 곤충이나 다른 절지동물을 필요로 하며, 인간에게는 직접적인 영향을 미치지 않습니다. 그러나 연구자들은 이러한 연가시가 어떻게 숙주의 행동을 조종하는지 연구함으로써 중요한 신경생물학적 메커니즘을 이해할 수 있는 기회를 가질 수 있습니다.
Q. 화학적 결정이 어떻게 생기냐에 따라서 뭔가가 달라지나요?
안녕하세요. 결정은 원자, 이온, 또는 분자가 규칙적이고 반복적인 패턴을 이루어 고체 형태로 배열된 상태입니다. 이러한 배열 방식은 물질의 화학적 성질을 결정짓는 주요 요인 중 하나입니다. 예를 들어, 탄소 원소만으로 이루어진 다이아몬드와 흑연은 같은 화학적 조성을 가지고 있음에도 불구하고, 각각 다른 결정 구조를 가지고 있어 서로 다른 물리적 성질을 보입니다. 다이아몬드는 입체적으로 강한 공유 결합으로 연결된 결정 구조를 가지고 있어 매우 단단한 반면, 흑연은 층상 구조로 약한 반데르발스 힘으로 연결되어 있어 부드럽고 윤활성이 있습니다. 결정의 색상은 그 결정을 구성하는 원자나 분자가 빛을 흡수하고 반사하는 방식에 따라 결정됩니다. 일부 물질은 특정 파장의 빛을 흡수하여 다른 파장의 빛을 반사함으로써 색이 나타납니다. 예를 들어, 코발트가 첨가된 유리는 코발트 이온이 특정 파장의 빛을 흡수하여 파란색을 나타냅니다. 결정의 형태는 결정화 과정에서의 조건, 즉 용액의 농도, 용매의 종류, 온도, 성장 속도 등에 따라 다양하게 나타납니다. 이러한 조건들은 결정이 형성되는 동안 원자나 분자가 어떻게 자리를 잡고, 어떤 형태로 성장할지를 결정합니다. 예를 들어, 느리게 성장할수록 더 규칙적이고 정의된 결정 형태가 형성되는 경향이 있습니다.
Q. 생물 멸종위기종은 국가에서 보호를 해주는데
안녕하세요. 생물 다양성의 보존이 중요하게 여겨지는 이유는 여러 면에서 그 가치가 인정되기 때문입니다. 생물 다양성은 생태계의 건강과 지구상의 생명체들의 생존에 근본적으로 중요합니다. 이는 경제적, 환경적, 생물학적, 문화적으로 많은 혜택을 제공합니다. 생물 다양성은 순화 서비스(공기와 물의 정화), 조절 서비스(기후 조절, 홍수 조절), 지원 서비스(토양 형성, 영양 순환) 및 문화 서비스(레크리에이션, 영적 가치) 등 생태계 서비스를 제공합니다. 이러한 서비스는 인류의 생존과 직접적으로 연결되어 있으며, 생물 다양성의 감소는 이 서비스들의 저하를 초래할 수 있습니다. 많은 경제 활동이 생물 다양성에 의존하고 있습니다. 예를 들어, 농업, 어업, 임업 등은 다양한 생물들에 의존하며, 이러한 산업들은 수많은 일자리를 제공하고 국가 경제에 기여합니다. 또한, 약물 개발과 같은 생명공학 분야에서도 자연에서 발견되는 생물들로부터 새로운 약품을 발견하는 등의 혜택을 얻고 있습니다. 다양한 종들이 존재하는 생태계는 더욱 견고하며 환경 변화에 더 잘 적응합니다. 각 종은 생태계 내에서 특정 역할을 수행하며, 이러한 상호작용은 생태계가 외부 충격에 대응하는 능력을 향상시킵니다. 예를 들어, 다양한 식물 종의 존재는 토양 침식을 방지하고, 다양한 포식자는 해충 발생을 자연스럽게 조절합니다. 멸종위기종을 보호함으로써 그 종의 유전적 다양성도 보존됩니다. 유전적 다양성은 종의 생존 능력을 높이며, 질병, 기후 변화 등에 대한 저항력을 강화합니다. 또한, 이는 미래에 발생할 수 있는 다양한 생물학적, 환경적 문제에 대응하기 위한 유전적 자원을 제공합니다. 많은 문화에서 특정 동식물은 문화적 상징, 영적 가치, 전통의 일부로 여겨집니다. 이러한 생물들을 보호함으로써 문화적 정체성과 전통을 유지할 수 있습니다.