Doctor of Public Health 전상훈입니다
Q. 멸종이 된 것은 다시 나타나거나 할 가능성은 없나요?
안녕하세요. 멸종된 생물이 다시 나타날 가능성은 두 가지로 설명할 수 있습니다. 멸종된 것으로 여겨졌던 생물이 오랜 시간이 지난 후 발견되는 라자루스 효과(Lazarus effect), 유전자 편집 기술(CRISPR)을 활용해 멸종된 생물을 되살리는 멸종 복원(De-extinction)연구가 있습니다. 대표적인 예를 들자면 6,500만 년 전 멸종된 것으로 추정되었던 실러캔스가 1938년에 다시 발견되었습니다. 이는 생물이 외딴 서식지에서 발견되지 않은 채 살아남을 가능성을 보여주는 라자루스 효과의 대표적인 사례입니다. 또, 매머드를 복원하려는 프로젝트가 현재 진행 중입니다. 그러나 복원된 종이 생태계에 재도입될 때의 윤리적 문제와 생존 가능성은 여전히 해결해야 할 과제입니다.
Q. 비행기가 날아갈 때에 필요한 양력이란 힘은 어떻게 생기나요?
안녕하세요. 비행기가 날 때 발생하는 양력(lift)은 주로 베르누이의 원리와 뉴턴의 제 3법칙의 원리로 설명됩니다. 이 원리들을 간략하게 설명하면, 비행기 날개는 위쪽이 볼록하고 아래쪽이 평평한 모양으로 설계됩니다. 공기가 날개 위쪽에서는 더 빠르게 흐르고, 아래쪽에서는 느리게 흐르기 때문에 압력 차이가 생깁니다. 위쪽 압력이 낮아지고 아래쪽 압력이 높아져, 날개를 위로 밀어 올리는 힘(양력)이 발생합니다. 또, 날개가 공기를 아래로 밀어내면, 공기는 반작용으로 날개를 위로 밀어줍니다. 이는 양력을 보강합니다.
Q. 사람의 피에서는 왜 철냄새가 나나여?
안녕하세요. 사람의 피에서 철 냄새가 나는 이유는 혈액 속에 있는 헤모글로빈(hemoglobin) 때문입니다. 헤모글로빈은 혈액의 적혈구에 포함된 단백질로, 산소를 운반하는 중요한 역할을 합니다. 이 단백질은 철(Fe²⁺)을 중심으로 한 헴(heme) 구조를 포함하고 있으며, 이 철 이온이 피에 특유의 금속성 냄새와 맛을 부여합니다. 철 냄새가 특히 강하게 느껴지는 이유는 피가 산소와 접촉할 때 발생하는 화학적 변화와 관련이 있습니다. 피가 피부 표면에서 공기와 접촉하면, 산화 반응이 일어나면서 철 이온이 산화됩니다. 이때 산화된 철과 단백질이 피부의 지방산과 반응하여 금속성 냄새를 더 강하게 합니다. 이는 마치 철이 녹슬 때 나는 냄새와 유사한 원리입니다. 또한, 피를 빨거나 맛보았을때 느껴지는 금속성 맛은 헴에 포함된 철 이온이 혀의 금속 감각 수용체와 결합하면서 발생합니다. 이런 감각은 본능적으로 우리 몸이 철분과 같은 중요한 무기질을 인식하도록 돕는 역할을 하기도 합니다. 혈액 내 철분은 산소 운반 외에도 몸의 대사 과정에서 필수적인 역할을 하기 때문에, 철분 결핍은 건강에 심각한 영향을 미칠 수 있습니다.
Q. 일반화학 산의 세기 기준에 대해 질문 있습니다
안녕하세요. 산의 세기는 단순히 고정된 값이 아니라, 주어진 용매와 염기의 종류에 따라 상대적으로 달라질 수 있습니다. 이는 브뢴스테드-로우리 산-염기 이론(Bronsted-Lowry theory)과 루이스 산-염기 이론(Lewis theory)을 통해 더 명확히 이해할 수 있습니다. 이러한 이론들에 따르면, 산과 염기 간의 반응은 용매의 성질과 염기의 구조에 크게 의존합니다. 산 A와 B의 세기를 비교할 때, 물과 같은 용매에서 산도가 강한지 약한지를 결정하는 일반적인 기준은 해리도(dissociation)입니다. 즉, 물에서 더 잘 해리되는 산이 더 강산으로 간주됩니다. 예를 들어, 만약 A가 B보다 물에서 더 잘 해리된다면, A가 B보다 강산으로 평가됩니다. 하지만 산과 염기의 반응은 항상 물과 같은 환경에서 이루어지는 것이 아니기 때문에, 특정 염기와의 반응에서는 상대적은 산도가 달라질 수 있습니다. 예를 들어, 산 A와 B를 각각 염기 C와 반응시켰을 때 A가 더 강산처럼 보일 수 있습니다. 그러나 다른 염기 D와 반응시키는 경우 B가 더 강산으로 보일 수 있습니다. 이는 염기 C와 D의 구조와 결합 친화도(bond affinity)가 다르기 때문에 발생합니다. 특정 산-염기 조합에서는 염기와 산이 형성하는 공유 결합 또는 이온 결합의 강도가 다를 수 있으며, 이는 반응에서 나타나는 산도의 순서에 영향을 미칩니다. 또한, 용매의 종류도 산의 세기에 영향을 미칩니다. 물과 같은 극성 용매에서는 양성자(H⁺)가 더 쉽게 이동하며 산도가 더 명확하게 나타납니다. 그러나 비극성 용매에서는 양성자가 자유롭게 이동하지 못하므로, 동일한 산이라도 다른 용매에서의 산도는 크게 달라질 수 있습니다. 예를 들어, 물에서는 강산으로 작용하는 산이 비극성 용매에서는 약산으로 작용할 수 있습니다. 이러한 이유로, 산A와 B의 산도가 특정 염기와의 반응에 따라 다르게 보이는 것은 가능합니다. 결론적으로, 특정 산 A와 B의 상대적인 산도는 반응시키는 염기와 용매에 따라 달라질 수 있습니다. 물과 같은 용매에서 A가 B보다 강산이라 하더라도, 다른 환경이나 염기와 반응할 때는 그 순서가 반대로 나타날 수 있습니다. 이는 산과 염기 사이의 화학적 친화도와 결합 강도, 용매의 특성에 따라 산도의 상대적인 변화가 나타나기 때문입니다.
Q. 침팬치나 고릴라는 우랑우탄같은 종류는
안녕하세요. 침팬지, 고릴라, 오랑우탄 같은 인류와 가까운 유인원(great apes)은 꼬리를 가지고 있지 않은 것이 중요한 특징 중 하나입니다. 이들은 모두 꼬리 없는 영장류(Hominoidea)에 속하며, 인간과 가장 가까운 친척입니다. 반면, 일반적인 원숭이들(monkeys)은 대부분 꼬리를 가지고 있습니다. 이러한 차이는 진화적 적응 과정에서 발생한 것으로, 유인원의 생활 방식과 밀접한 관련이 있습니다. 유인원에게 꼬리가 퇴화한 이유는 주로 생활 방식의 변화와 환경적 적응에 기인합니다. 원숭이의 꼬리는 주로 나무에서 생활하며 균형을 잡고 이동하는데 중요한 역할을 합니다. 그러나 유인원은 진화 과정에서 나무 위 생활에서 벗어나 지상생활로 적응하거나, 나무를 오를 대도 긴팔과 강한 상체를 사용해 이동하는 방식을 발전시켰습니다. 침팬지, 고릴라, 오랑우탄은 나무에서 생활하더라도 네 발로 걷거나 팔을 이용한 팔 오르기(branchiation)에 의존합니다. 이들은 상체 근육이 발달하여 꼬리가 없어도 균형을 잡고 나무를 오르내릴 수 있습니다. 오랑우탄처럼 팔이 긴 유인원은 팔을 휘둘러 나무 사이를 이동하기 때문에 꼬리가 필요하지 않습니다. 고릴라와 같은 일부 유인원은 대부분의 시간을 지상에 보내며, 두 발이나 네 발로 걷는 생활을 합니다. 지상에서의 균형 유지는 꼬리 없이도 충분히 가능하며, 대신 유인원들은 하체와 상체 근육이 발달하여 이동합니다. 꼬리는 나무에서 이동할 때는 유용하지만, 지상 생활에서는 불 필요한 신체 구조가 됩니다. 꼬리를 유지하고 사용할 필요가 없어진 유인원들은 진화 과정에서 꼬리가 퇴화했습니다. 진화는 효율성을 추구하며, 불필요한 신체 구조를 유지하는 것은 에너지 낭비로 이어질 수 있습니다. 따라서 꼬리가 퇴화된 것은 적응적 이점(adaptive advantage)으로 작용했습니다. 유인원들은 꼬리 대신 손과 발의 기능이 발달했습니다. 그들의 손가락과 발가락은 물건을 잡거나 이동하는데 특화되어 있으며, 이로 인해 나무 위에서 생활할 때도 꼬리 없이 효율적으로 적응할 수 있었습니다. 오랑우탄의 경우 발까지도 나뭇가지를 붙잡을 수 있을 정도로 유연합니다. 일반적인 원숭이와 유인원의 가장 큰 차이점 중 하나가 바로 꼬리의 유무입니다. 원숭이는 주로 나무 위에서 생활하며 꼬리를 사용해 균형을 잡거나 나뭇가지를 붙잡습니다. 반면, 유인원은 상체와 사지를 활용하는 방식으로 적응했고, 꼬리가 필요 없게 되면서 점차 퇴화했습니다. 이와 같은 진화적 변화는 인간과 유인원의 진화적 연관성을 이해하는데 중요한 단서를 제공합니다. 인간 역시 꼬리가 없으며, 꼬리뼈(coccyx)라는 흔적 기관으로 그 흔적을 남기고 있습니다. 이는 인간이 유인원과 공통 조상을 공유한다는 것을 시사합니다.