Doctor of Public Health 전상훈입니다
Q. 생물들이 서식지가 바뀌게 되면 진화를 할수 있나요?
안녕하세요. 생물들이 새로운 서식지로 이동하게 될 경우, 그 환경에 적응하기 위해 진화하는 과정은 자연 선택설의 원리와 연관되어 설명할 수 있습니다. 자연 선택(natural selection)은 유기체가 새로운 환경 조건에서 생존하고 번식하는데 유리한 특성을 가진 개체들이 그 유전자를 후대에 전달하는 과정을 말합니다. 바꿔 이야기하면 유리한 특성이란 특정한 특성이 강화되는 것을 말하기도 하지만, 반대로 사용하지 않는 특성은 퇴화하는 현상도 포함됩니다. 수목이 우거진 숲 정착하기보다는 넓은 평원으로 초식동물이 이동하면서 먹이를 찾는 조건이라면, 이 동물은 숲에서 요구되는 조건들-나무에서 먹이를 찾는 능력보다는 빠르게 이동할 수 있는 능력-이 더 중요해질 것입니다. 이에 따라, 더 빠르게 달릴 수 있도록 근육과 뼈의 구조가 시간에 걸쳐 변화할 수 있습니다. 이러한 변화는 유전적 변이(Genetic variation)에 의해 발생하며, 유리한 변이를 가진 개체가 더 많은 후대를 남기면서 자연스럽게 종 전체의 특성이 점차 변화하는 것입니다. 또한, 생물이 서식지를 변경하면 그 환경 내의 새로운 포식자, 경쟁 종, 기후 조건 등에 직면하게 되며, 생존을 해야 합니다. 이러한 새로운 위협과 환경에 생물은 적응적 진화(adaptive evolution)를 촉진할 수 있는 강력한 자극을 제공합니다. 적응적 진화는 생물이 그 환경에 생존하고 번식하는데 유리한 특성을 개발하도록 유도합니다.
Q. 물리학과와 방사선 관련은 어떤 연관이 있을까요?
안녕하세요. 방사선이란 전자기파(Electromagnetic waves)의 형태로 에너지가 방출되는 현상을 포함하며, 이때의 파형이 방사하는 파형이기 때문에 방사선이라 불립니다. 이는 특히 원자 물리학(Atomic physics), 핵 물리학(Nuclear physics), 양자 역학(Quantum mechanics)과 같은 물리학의 다양한 하위 분야에서 광범위하게 탐구됩니다. 원자의 구조와 핵 반응에서 방사선의 기본적인 성질과 이들이 어떻게 상호 작용하는지에 대한 연구는 물리학의 주요 주제 중 하나입니다. 의료 물리학(Medical physics) 분야에서는 방사선을 사용하여 진단과 치료를 수행합니다. 방사선은 알파선, 베타선, 감마선, 중성자선, X선 등등이 있는데, 이들 중 X선을 주로 병을 진단하는데 사용하며, 감마선은 핵의학 분야 또는 종양치료 등에 사용되고 있습니다. 이런 장비를 만드는 과정부터 진단에 필요한 최적의 양이 환자에게 조사되는 과정까지 물리학자가 매우 중요한 역할을 하며, 이러한 기술의 안전한 사용과 최적화를 담당합니다. 또 방사선 치료의 과정에서 활용되는 방사선은 암세포를 죽이는 역할을 합니다. 정확히 말하면 세포를 죽이는 작용을 하는 방사선을 종양에만 집중적으로 조사되도록 유도하는 것입니다. 예를 들어, 유방에 암이 생긴 환자에게 방사선을 통한 종양을 없앤다고 했을때, 주변에 있는 심장, 폐, 피부, 갈비뼈 및 척추와 같은 뼈 등에 모두 작용하게 됩니다. 호흡을 하기 때문에 종양의 위치가 호흡여부에 오르내리는 이동도 있습니다. 이런 여러 상황을 시뮬레이션 해서 최적의 선량으로 환자의 종양만 공격하기 위해 의학물리학자(Radiation physicist)들이 선량과 조사 방향 등을 결정하게 됩니다. 추가로, 환자를 넘어서 일반 대중들로 확장한 개념의 방사선 보호(Radiation protection) 및 안전 분야에서는 방사선의 유해한 영향으로부터 인간을 보호하기 위한 기준을 설정하고 평가하는 역할을 합니다. 이는 방사선이 가지는 잠재적 위험을 관리하고, 안전하게 다루기 위한 체계적인 접근을 필요로 합니다. 이와 관련하여 물리학 전공자는 방사선 물리학자(Radiation physicist), 의료 물리학자(Medical physicist), 방사선 안전 전문가(Radiation safety specialist) 등 다양한 직업 경로를 선택할 수 있으며, 병원, 연구소, 핵 시설, 정부 규제 기관 등에서 중요한 업무를 수행합니다.
Q. 생활속 중화반응은 뭐가 있을까요?(빠른 답변이 필요해요!!)
안녕하세요. 일상에서 접할 수 있는 중화 반응 몇 가지 예를 들어드리겠습니다. 위산의 과도한 분비로 인해 속쓰림을 해소하고 증상을 완화하기 위해 사용되는 제산제가 중화반응의 대표적인 예입니다. 위산은 주로 염산(HCl)으로 구성되어 있으며, 이는 강한 산성을 띕니다. 제산제에 포함된 약염기성 물질이 위산과 반응하여 중화반응을 일으켜, 위산의 pH를 조절하고 증상을 완화시킵니다. 또한, 피부 관리 제품에서도 중화 반응을 볼 수 있습니다. 클렌징폼은 약염기성 성분을 포함하고 있어 피부의 약산성 물질과 반응하여 중화반응을 일으키며, 이는 피부의 pH 균형을 맞추고 불순물을 효과적으로 제거하는데 도움을 줍니다. 클렌징폼의 중화반응에 대해 구체적으로 설명드리자면, 클렌징폼에 포함된 스테아릭산(H₃C(CH₂)₁₆COOH)과 같은 지방산이 피부의 땀과 피지 등과 반응하여 비누와 유사한 효과를 나타냅니다. 이 지방산은 물과 결합할때 염기성 성분과 함께 작용하여 피부의 불순물과 결합된 후, 씻어낼때 쉽게 제거될 수 있도록 도와줍니다. 이러한 반응은 피부를 청결하게 하며, 동시에 피부의 자연적인 방어막을 유지하는데 기여합니다.
Q. 땀을 흘리면 몸에서 냄새가 나는 이유는 무엇인가요??
안녕하세요. 땀 자체는 대부분의 물과 소량의 염분을 포함하고 있어 무취입니다. 그러나 우리 몸에서 냄새가 나는 주된 이유는 땀이 피부 표면의 박테리아와 반응할 때 발생합니다. 이러한 박테리아는 인체의 자연적인 피부 미생물군에 속하며, 주로 무취인 땀을 분해하여 휘발성 유기 화합물을 생성합니다. 이 과정에서 발생하는 화학물질들이 불쾌한 냄새의 원인이 됩니다. 인체에는 두 가지 주요 땀샘, 즉 에크린 샘과 아포크린 샘이 있습니다. 에크린 샘은 주로 물과 소금을 배출하여 체온 조절에 기여하지만 무취입니다. 반면, 아포크린 샘은 특히 겨드랑이, 유두, 회음부와 같은 특정 부위에 위치하며, 이 샘에서 분비되는 땀은 지방산과 단백질을 포함하고 있어 박테리아에 의한 분해 시 냄새가 강하게 발생합니다. 이 박테리아의 대사 과정에서 발생하는 냄새는 주로 이소 발레릭산(isovaleric acid)과 같은 화합물로, 이는 치즈나 발효된 음식에서 나는 냄새와 유사합니다.
Q. 생태학적으로 생물이 다양하게 많이 있는것이 좋은가요?
안녕하세요. 생태학적 관점에서 생물 다양성의 증진은 생태계의 건강과 회복력을 강화하는데 중요한 역할을 합니다. 생물 다양성이 높은 생태계는 다양한 환경 변화와 스트레스에 대해 더 강한 회복력을 보이며, 생태계 서비스 제공 능력 또한 향상됩니다. 이는 각 종이 생태계 내에서 독특하고 중요한 역할을 수행하기 때문에 가능하며, 종 다양성은 생태계의 기능적 다양성과 직결됩니다. 그러나 생태계의 건강을 유지하기 위해 필요한 생물의 '적절한 수준'이라는 표현은 다소 모호하기도 하고, 그 개념은 생태계에 따라 상이할 수 있습니다. 특정 생태계에서 생물 다양성이 비교적 낮다 하더라도, 그 생태계가 안정적이고 기능적일 수 있습니다. 대표적인 예로, 척박한 극한의 환경인 극지방이나 사막을 들 수 있습니다. 이런 환경에서는 종의 수는 적지만, 그곳에 존재하는 종들은 매우 특화되어 있고 생태계 기능을 유지하는데 필수적입니다. 또한, 생물 다양성은 또한 잠재적인 경제적 가치를 지니며, 많은 자연 약품과 신제품 개발에 필요한 자원을 제공합니다. 생물 다양성의 중요성에 대한 설명은 생태학 및 환경 과학의 광범위한 연구와 학술 문헌에 근거합니다. 특정한 예를 들어보자면 Ecology: Concepts and Application by Manuel C. Molles, Biodiversity: An Introduction by Kevin J. Gaston and John I. Spicer에서 생태학의 기본 개념과 생물 다양성의 역할 또 다양한 이론과 실제 사례 연구들을 확인해 볼 수 있습니다.