Doctor of Public Health 전상훈입니다
Q. 세균에 관해서 질문할게 두개 있습니다.
안녕하세요. 세균은 대장균(Escherichia coli), 유산균(Lactobacillus) 등을 포함하며, 단세포 생물입니다. 세균은 대부분 단세포로 존재하며, 원핵생물(prokaryotes)에 속해 있습니다. 원핵생물은 핵막과 막으로 둘러싸인 세포 소기관이 없는 단순한 세포 구조를 가집니다. 대장균, 유산균을 비롯한 많은 세균들은 다양한 환경에서 단독으로 존재하거나 군집을 이루며 생활할 수 있습니다. 남세균(cyanobacteria)은 세균의 한 종류로, 특별히 광합성 능력을 지닌 세균으로 잘 알려져 있습니다. 남세균은 광합성을 통해 스스로 양분을 합성할 수 있는 자가영양생물(autotroph)입니다. 이들은 햇빛을 이용하여 물과 이산화탄소로부터 포도당 등의 유기물을 생산하며, 산소를 부산물로 방출합니다. 남세균은 식물과 유사한 방식으로 광합성 색소인 엽록소(chlorophyll)를 이용하여 빛 에너지를 화학 에너지로 전환합니다. 따라서 남세균은 자가영양생물로서 독립적으로 양분을 합성하는 능력을 가지고 있습니다.
Q. 반달가슴곰은 동면중에 새끼를 낳는다는데 정확히 어떤 개념인가요?
안녕하세요. 반달가슴곰(Asiatic black bear)은 겨울철 동면 중에 새끼를 낳는 독특한 번식 습성을 가집니다. 이 방식은 북반구에 서식하는 여러 곰 종에게서 나타나는 일반적인 특징으로, 에너지를 효율적으로 사용하면서도 새끼를 보호하는데 유리한 전략으로 진화해온 결과입니다. 반달가슴곰이 겨울철 동면 중에 새끼를 낳는 이유는 주로 에너지 보존과 새끼 보호 때문입니다. 곰은 겨울철 동면 기간 동안 활동을 최소화하고, 체온을 낮추고, 신진대사를 줄여 지방을 에너지원으로 사용합니다. 임신한 암컷은 가을에 충분한 양의 지방을 축적하여, 겨울 동안 이 에너지를 사용해 동면과 출산을 동시에 감당할 수 있게 합니다. 겨울에 새끼를 낳는 방식은 포식자가 적고 추운 날씨로부터 보호된 상태에서 새끼가 출생하고 초기 성장을 할 수 있게 하므로, 새끼 생존에 유리한 환경을 제공합니다. 겨울에 태어난 새끼는 동면하는 어미 곁에서 충분히 보호를 받으며, 봄이 되면 스스로 이동할 수 있을 만큼 성장하게 됩니다. 곰은 동면 중에도 기본적인 반응 능력을 유지하므로, 새끼에게 필요한 최소한의 돌봄을 제공합니다. 반달가슴곰의 새끼는 태어날 때 아주 작고 털이 거의 없는 상태이지만, 어미 곰이 동면 중에 배출하는 젖을 먹으며 빠르게 성장합니다. 어미는 동면 중이지만 깨어 있지 않고도 간헐적으로 깨어나 새끼를 보살필 수 있으며, 에너지를 절약하면서도 최소한의 돌봄을 제공합니다. 이는 어미와 새끼 모두가 혹독한 겨울을 무사히 보내고, 봄이 되어 활동이 가능해질 때를 대비하는 진화적 적응입니다.
Q. 모기가 피를 빠는 이유가 알낳기 위해서라는데
안녕하세요. 암컷 모기가 피를 빠는 이유는 알을 낳기 위해 필요한 영양소, 특히 단백질과 철분을 확보하기 위해서입니다. 알을 형성하고 발달시키기 위해서는 많은 양의 단백질과 필수 영양소가 필요하며, 모기는 이를 피에서 주로 얻습니다. 모기가 주로 먹는 식물의 당분이나 꽃꿀에는 이러한 단백질이나 철분이 거의 없기 때문에, 암컷 모기는 다른 동물의 피를 통해 필요한 영양을 보충해야 합니다. 모기가 위험을 감수하면서까지 피를 빨도록 진화한 이유는 이러한 영양소가 알 발달과 생존에 직접적인 영향을 미치기 때문입니다. 동물성 단백질과 철분은 알의 성장과 생존률을 높이는데 중요한 역할을 하며, 이는 곧 모기 개체군의 번식 성공에 직결됩니다. 다시 말해, 이러한 방식으로 필요한 영양을 얻는 개체가 더 많은 알을 낳고, 그 알이 더 잘 생존하게 되어 자연 선택(natural selection)에 의해 위험을 감수하고도 피를 빨게 된 것입니다.
Q. 지구상에 먼저 나타난 생물은 무엇인가요?
안녕하세요. 지구상에서 가장 먼저 나타난 생물은 원핵생물(prokaryotes)입니다. 원핵생물은 단순한 세포 구조를 가지며, 핵이 없고 막으로 둘러싸인 세포 소기관이 없는 생물로, 약 35억 년 전 지구의 초기 환경에서 나타났습니다. 원핵생물에는 세균(bacteria)과 고세균(archaea)이 포함됩니다. 이들은 지구의 원시 환경에서도 생존할 수 있었으며, 최초의 생명체로 여겨집니다. 이후 약 20억 년 전쯤, 더 복잡한 진핵생물(eukaryotes)이 등장했습니다. 진핵생물은 핵이 있는 세포를 가지며, 세포 소기관도 갖추고 있어 원핵생물보다 복잡한 구조를 보입니다. 진핵생물은 여러 개의 세포가 모여 이루어진 다세포 생물로 진화할 수 있었고, 여기에서 점차 동물, 식물, 균류로 분화되어 갔습니다.
Q. 수산화 나트륨 몰농도를 퍼센트 농도로 변환
안녕하세요. 0.1M(몰 농도) 수산화 나트륨(NaOH)을 퍼센트 농도로 변환하려면 먼저 몰 농도와 퍼센트 농도의 차이를 이해해야 합니다. 몰 농도(Molarity, M)는 1리터의 용액에 녹아 있는 용질의 몰 수를 나타냅니다. 0.1M 수산화 나트륨(NaOH) 용액은 1리터의 용액에 0.1몰의 NaOH가 들어 있다는 뜻입니다. - 수산화 나트륨의 몰 질량 계산 NaOH의 화학식을 보면, 나트륨(Na)의 원자량은 약 23g/mol, 산소(O)는 16g/mol, 수소(H)는 1g/mol입니다. NaOH의 몰 질량은 23 + 16+ 1 = 40g/mol 입니다. - NaOH의 질량 계산 0.1M NaOH 용액 1리터에는 NaOH 0.1몰이 들어 있습니다. 0.1몰의 NaOH 질량 = 0.1몰 x 40g/mol = 4g입니다. - 퍼센트 농도 계산 퍼센트 농도(%)는 용액 100g에 들어 있는 용질의 질량(g)을 의미합니다. 1리터(1000g)의 물에 NaOH 4g이 녹아 있다고 가정하면, 이 용액의 퍼센트 농도는 4g / 1000g x 100 = 0.4%가 됩니다. 따라서, 0.1M 수산화 나트륨 용액은 약 0.4% NaOH 용액에 해당합니다.