Doctor of Public Health 전상훈입니다
Q. 정보를 전달하는 역할을 하는 세포는 어떤세포인가요?
안녕하세요. 인체 내에서 정보를 전달하는 주요 역할을 담당하는 세포는 신경세포(neurons)입니다. 신경세포는 신경계(Nervous system)를 구성하는 기본 단위로, 전기적 신호와 화학적 신호를 이용하여 정보를 신속하게 전달합니다. 이 세포들은 신체의 다양한 부분과 뇌 사이에서 정보를 교환하는데 필수적인 역할을 하며, 우리의 감각, 생각, 행동을 조절하는데 중요한 기능을 수행합니다. 신경세포는 긴 돌기를 가지고 있는데, 이는 축삭(Axon)과 수상돌기(Dendrites)로 구분됩니다. 축삭은 신경세포로부터 신호를 다른 세포로 전달하는 역할을 하며, 수상돌기는 다른 세포로부터의 신호를 받아들입니다. 신경세포들 사이의 연결 부위를 시냅스(Synapse)라 하며, 여기에서 신호는 신경전달 물질(Neurotransmitters)이라는 화학물질을 통해 전달됩니다. 이 신경전달물질들은 한 신경세포의 축삭 끝에서 방출되어 인접한 신경세포의 수상돌기에 있는 수용체와 결합하여 전기적 변화를 일으키고, 이를 통해 정보가 계속해서 전달됩니다.
Q. 사람은 한세대가 길고 완두는 짧다는게 무슨말인가요?
안녕하세요. '한 세대가 길다' 또는 '한 세대가 짧다'는 표현은 생물의 한 세대의 평균 수명 또는 번식까지 걸리는 시간을 의미합니다. 이는 특정 생물이 성체가 되어 번식할 수 있는 상태에 이르기까지 걸리는 평균 시간을 나타냅니다. 사람의 경우, 한 세대의 길이는 일반적으로 20년에서 30년 사이로 간주됩니다. 이는 사람이 출생에서 성장을 거쳐 성숙한 성인이 되고, 다음 세대를 낳을 때까지 걸리는 평균적인 시간을 의미합니다. 이런 이유로, 인간에서의 유전학적 변화나 실험을 관찰하고 그 결과를 얻는 데는 상당히 많은 시간이 소요됩니다. 반면, 완두콩과 같은 일부 식물의 세대 길이가 훨씬 짧습니다. 완두콩은 파종에서 성숙한 식물이 되어 씨앗을 생산하기까지 몇 달 정도만 걸립니다. 이는 한 해에 여러 세대의 완두콩을 재배하고 연구할 수 있음을 의미합니다. 유전 실험에서 세대 길이가 짧은 것은 큰 이점을 제공합니다. 유전적 변이를 빠르게 관찰할 수 있고, 다양한 유전적 조합을 실험해 볼 수 있으며, 결과적으로 과학적 가설을 빠르게 검증할 수 있습니다. 그레고어 멘델(Gregor Mendel)이 완두콩을 사용하여 유전의 기본 법칙을 발견한 것도 바로 이런 이유 때문입니다. 완두콩의 짧은 세대 기간 덕분에 멘델은 수년 내에 수천 개의 완두콩 식물을 교배시키고 그 결과를 기록할 수 있었습니다.
Q. 꿀벌이나 개미들인 일을 할때 서로 싸우기도 하나요
안녕하세요. 꿀벌과 개미 같은 사회성 곤충들도 집단 내에서 갈등이나 싸움이 발생할 수 있습니다. 하지만 이러한 갈등은 사람들 사이에서 발생하는 갈등과는 다르게 나타나며, 이들의 사회적 구조와 진화적 적응에 따라 다르게 관리됩니다. 꿀벌 군락에서는 일반적으로 여왕벌이 지배하며, 일벌들은 군락의 유지와 번식을 위해 협력적으로 일합니다. 그러나, 갈등 상황은 여왕벌의 지위에 대한 경쟁, 새로운 여왕벌의 등장, 또는 자원 부족 때문에 발생할 수 있습니다. 예를 들어, 군락 내에서 새로운 여왕벌이 탄생하면 기존 여왕벌과 경쟁이 일어나거나, 일부 일벌들이 새 여왕을 따라 새로운 군락을 형성하기 위해 나뉘어 나갈 수 있습니다. 개미 군락에서도 유사하게 리소스 경쟁, 영역 분쟁, 계급 간 갈등 등이 발생할 수 있습니다. 특히, 자원이 제한적인 환경에서는 개미들 사이에 식량을 둘러싼 경쟁이 심화될 수 있습니다. 또한, 다른 종의 개미와의 영역 갈등이나, 같은 종 내의 다른 군락과의 경쟁도 발생할 수 있습니다. 사회성 곤충들은 이러한 갈등을 관리하고 해결하기 위한 복잡한 메커니즘을 발전시켰습니다. 예를 들어, 개미와 꿀벌 모두 페로몬과 같은 화학적 신호를 사용하여 소통하고, 군락의 질서를 유지합니다. 페로몬은 개체들 간의 정보를 전달하며, 공격적인 행동을 억제하거나 협력을 촉진하는 역할을 합니다.
Q. 개미중에서 농사를 하는 개미가 있다고 하던데 어떤 개미이며 왜 농사를 하는건가요
안녕하세요. 잎자르기 개미(leafcutter ants), 특히 아타(Atta) 속과 아케포녹타(Acromyrmex) 속에 속하는 종들은 그들의 농업 활동으로 잘 알려져 잇습니다. 이들은 복잡한 사회적 구조를 갖추고 있으며, 이 구조는 식물의 잎을 수집하고 이를 사용하여 균류를 재배하는데 중점을 둡니다. 이러한 행동은 높은 수준의 조직화와 분업을 필요로 하며, 균류 농장은 군락의 주요 식량원으로 기능합니다. 잎자르기 개미는 자른 잎을 자신들의 둥지로 운반하여 균류의 배양 매체로 사용합니다. 이 균류는 잎 조각에서 자라며, 개미들은 이 균류를 직접 섭취함으로써 영양을 얻습니다. 이 과정에서 균류는 개미에게 필수 아미노산과 영양분을 제공하며, 개미는 균류에게 성장에 필요한 잎 조각을 지속적으로 공급합니다. 이 상호 의존적 관계는 개미와 균류 사이에 공생 관계(symbiosis)를 형성합니다. 이러한 농사 활동은 개미 군락이 자연 환경에서 직면하는 식량 확보의 불확실성을 감소시키는 전략적 행동입니다. 균류 농장을 통해 개미들은 식량원을 안정적으로 관리하고, 군락의 규모와 생존 가능성을 향상시킬 수 있습니다. 또한, 잎자르기 개미의 농업 활동은 그들의 생태계에서 중요한 역할을 하며, 식물의 생장 패턴과 토양 조성에 영향을 미칠 수 있습니다. 진화적 관점에서 보면, 잎자르기 개미의 농사 활동은 군락의 번식 성공과 직결되며, 이러한 행동은 수백만 년에 걸쳐 선택적 압력 하에 발전해 왔을 것입니다. 이들의 농업은 개미가 주변 환경과 상호 작용하며 진화하는 과정에서 발생한 복잡한 적응의 한 예로 볼 수 있습니다.
Q. 어떻게 양력이 중력을 이길 수 있나요?
안녕하세요. 비행기가 양력을 생성하여 중력을 극복하는 메커니즘은 항공 역학의 기본 원리에 근거합니다. 비행기 날개의 고유한 형상(airfoil)은 앞쪽이 둥글고 뒤쪽이 날카로운 경사진 모양을 하고 있습니다. 이 형태는 날개르 통과하는 공기 흐름에 영향을 미쳐, 날개 상단의 공기가 날개 하단의 공기보다 빠르게 흐르도록 합니다. 이러한 속도 차이는 베르누이 원리(Bernoulli`s Principle)에 의해 공기의 압력 차이를 발생시키며, 상단의 낮은 압력과 하단의 높은 압력 사이에서 발생하는 상향 힘이 바로 양력입니다. 양력을 발생시키는 또 다른 요소는 날개의 공격각(attack angle)입니다. 공격각은 날개가 공기를 맞이하는 각도를 말하며, 이 각도를 조절함으로써 날개에 작용하는 공기의 방향과 속도, 결과적으로 발생하는 양력의 크기를 조절할 수 있습니다. 적절한 공격각은 날개에 더 많은 양력을 생성하도록 하며, 비행기가 중력을 이겨내고 공중에 뜰 수 있게 합니다. 비행기의 날개와 엔진은 이러한 양력을 최대화하도록 설계되어 있습니다. 엔진은 비행기에 필요한 추진력을 제공하며, 이는 비행기가 공기 중을 지속적으로 전진하게 하여 날개가 지속적으로 양력을 생성할 수 있도록 합니다.