Doctor of Public Health 전상훈입니다
Q. 우리 인류는 왜 단일 종으로만 있는건가요
안녕하세요. 인류가 현재 단일 종, 호모 사피엔스(Homo spaiens)로만 존재하는 현상은 다양한 진화론적 및 생태적 요인의 결과로 설명될 수 있습니다. 과거에 존재햇던 단른 인류 종들과의 경쟁, 기후 변화, 질병의 확산 및 유전적 혼합은 이러한 종의 다양성 축소에 크게 기여하였습니다. 여러 인류 종의 공존 기간 동안, 호모 사피엔스는 뛰어난 적응력과 사회적, 문화적 능력을 발전시켜 생존과 번식에 유리한 조건을 확보하였습니다. 이는 기술의 발전, 언어 사용의 복잡성 증가 및 사회적 협력 구조의 발달을 포함합니다. 또, 기후 변화와 그에 따른 생태계 변동은 서식지를 축소시키고, 자원에 대한 경쟁을 심화시켜 다른 인류 종들의 생존 가능성을 저하시켰습니다. 마지막 빙하기 후의 온난화는 특정 지역의 생태계 변화를 초래하였고, 이는 네안데르탈인 같은 다른 인류 종에게 불리하게 작용했습니다. 호모 사피엔스와 다른 인류 종 간의 유전적 혼합은 일부 연구에서 제시된 바와 같이, 네안데르탈인 및 데니소바인과 같은 종들과의 교배를 통해 유전적 요소가 현대 인류에게 유입되었습니다. 이러한 유전적 통합은 생물학적 다양성을 조정하는 한편, 특정 유전적 특성이 현대 인류에게 유리하게 작용할 수 있도록 하였습니다.
Q. 세계 최초로 미생물을 발견한 사람은 누구인가요?
안녕하세요. 세계 최초로 미생물을 발견하고 관찰한 사람은 네덜란드의 과학자 안토니 반 레이우엔후크(Antonie van Leeuwenhoek)입니다. 그는 1632년부터 1723년까지 살았으며, 자신이 직접 제작한 강력한 단일 렌즈 현미경을 사용하여 이러한 작은 생명체를 관찰했습니다. 레이우엔후크는 1670년대 중반부터 물, 치석, 혈액 등과 같은 다양한 샘플에서 미생물을 발견하고 상세히 기록하기 시작했습니다. 그는 이 생명체들을 '애니멀쿨(Animalcules)'이라고 불렀으며, 이는 현대의 박테리아, 원생동물, 조류, 효모 등을 포함합니다. 레이우엔후크의 발견은 미생물학의 탄생을 알리는 중요한 사건으로, 그의 연구는 과학계에 큰 반향을 일으켰습니다.
Q. 집에서 아이들과 함께 할 수 있는 가벼운 화학 실험은 어떤 것이 있을까요?
안녕하세요. 집에서 아이들과 함께 할 수 있는 가벼운 실험은 우선 재미가 있어야 될 것 같습니다. 또, 그에 걸맞는 교육적인 의미도 있어야 할 것 같구요. 위와 같은 주제로 고민을 해보자면 흔히 우리가 접할 수 있는 식재료, 또는 주방용 세재를 생각해 볼 수 있을 것 같습니다. 접시에 우유를 붓고, 우유 위에 다양한 색의 식품 색소를 몇 방울 떨어뜨립니다. 면봉 끝에 비누를 살짝 묻힌 후, 색소가 있는 우유 속으로 면봉을 담그면 색소가 화려하게 퍼져나가는 현상을 관찰할 수 있습니다. 이 실험의 원리는 비누가 우유의 지방과 상호 작용하면서 표면 장력이 변화하여 색소가 확산되는 현상을 볼 수 있습니다. 필요한 재료는 우유, 식품 색소, 면봉, 접시, 액체 비누가 있습니다. 또 다른 실험은, 작은 병에 베이킹 소다를 넣고, 풍선의 입구에 식초를 채웁니다. 풍선을 병의 입구에 조심스럽게 끼운 후, 풍선을 들어 식초가 병 속으로 들어가게 합니다. 베이킹 소다와 식초가 반응하여 이산화탄소 가스가 발생하고, 풍선이 챙창합니다. 이 실험의 원리는 산과 염기의 반응을 통해 이산화탄소 가스가 발생하는 화학 반응을 관찰할 수 있습니다. 이 실험의 재료는 식초, 베이킹 소다, 식품 색소, 풍선, 작은병이 있습니다.
Q. 자웅동체인 생물들이 있다고 하는데 어떻게 그렇게 되나요?
안녕하세요. 자웅동체(Hermaphroditism)는 주로 유전적, 호르몬적 요인에 의해 결정됩니다. 이러한 생물들의 발달 과정에서 성 결정 유전자나 호르몬의 조절이 남서오가 여성의 생식 기관을 동시에 발달시키도록 유도합니다. 예를 들어, 일부 달팽이와 벌레, 물고기는 이러한 현상을 보이며, 특히 환경적 압력이나 개체군의 밀도에 따라 자웅동체 특서잉 발현되기도 합니다. 자웅동체 생물의 생식 방식은 다양합니다. 일부는 자가수정(Self-fertilization)을 통해 자신의 정자와 난자를 결합시켜 번식할 수 있으며 ,이는 유전적으로 다양성을 유지하는 데는 한계가 있지만, 파트너를 찾기 어려운 환경에서 유리할 수 있습니다. 다른 자웅동체 생물들은 교차수정(Cross-fertilization)을 통해 다른 개체와 교배하여 번식합니다. 이 경우, 서로 다른 개체의 정자와 난자가 만나 생식이 이루어지므로 유전적 다양성을 증가시키는 효과가 있습니다. 자웅동체 생물 중에는 임신을 하는 경우도 있습니다. 일부 해양 무척추동물에서는 한 개체가 정자를 생산하여 다른 개체의 난자를 수정시키고, 수정된 개체가 배아를 발달시키는 경우가 있습니다. 다른 종에서는 수정된 난자가 외부 환경에서 방출되어 외부에서 발달하기도 합니다. 자웅동체의 생태적 및 생물학적 이점은 상당히 큽니다. 파트너의 부재가 생존에 위협이 되는 환경에서 개체가 스스로 번식할 수 있는 능력은 생존율을 높이고, 더 넓은 지역으로의 확산을 가능하게 합니다.
Q. 동굴의 연령은 방사능연대측정으로 계산하나요 아니면 다른 계산방식이 있나요?
안녕하세요. 주요 연대 측정 방법 중 하나는 방사성 동위원소를 이용한 방법입니다. 특히, 우라늄-납 연대 측정(Uranium-Lead dating)은 동굴 석회화물 내의 우라늄이 납으로 붕괴하는 비율을 측정하여, 석회화물이 형성된 시기를 추정합니다. 이는 동굴의 석순, 석주, 종유석 같은 칼슘카보네이트(CaCO₃)에서 주로 이루어집니다. 또 다른 방법으로는 방사성 탄소 연대 측정(Carbon-14 dating)이 있으며, 이는 동굴 내 유기물 샘플에서 방사성 탄소 동위원소의 양을 측정하여 고고학적 또는 지질학적 층위의 연대를 결정합니다. 탄소-14는 생물학적 유래의 유기물질에 함유되어 있으므로, 동굴 내에서 발견된 탄소가 포함된 유물의 연대 측정에 유용합니다. 광노화 측정(Optically Stimulated Luminescencd ; OSL)과 열노화 측정(Thermoluminescence ; TL)은 동굴의 퇴적물이 마지막으로 햇빛이나 열을 받는 시점을 기반으로 연대를 추정합니다. 이는 동굴 내 퇴적 과정이나 사용 시기를 파악하는 데 도움을 주며, 동굴의 환경적 변화나 사용 역사를 밝히는 데 중요한 정보를 제공합니다.