Doctor of Public Health 전상훈입니다
Q. 유전자검사시 부모와 자식은 99ㆍ9퍼센트 나오는데 형제간은 몇프로 나오나요?
안녕하세요. 유전자 검사에서 친자 확인 시 부모와 자식 간에는 약 99.9%의 일치율을 보이는 것이 일반적입니다. 이는 부모의 유전자가 반씩 자식에게 전달되기 때문에, 유전적으로 매우 높은 일치도를 보입니다. 형제 간의 유전자 일치율은 부모와 자식 간의 일치율보다 낮습니다. 형제는 부모로부터 유전자를 50%씩 공유합니다만, 각자 다른 조합을 받게 됩니다. 일반적으로 형제 간의 유전자 일치율은 약 50% 정도입니다. 이는 형제가 같은 부모로부터 유전자를 상속받았으나, 상속받은 유전자의 조합이 각각 다르기 때문에 발생하는 차이입니다. 다른 친척 관계에서의 유전자 일치율은 더 낮아집니다. 삼촌, 이모, 고모, 조부모와의 일치율은 약 25%입니다. 사촌 간에는 대략 12.5%의 유전자를 공유합니다. 유전자 검사의 정확성과 일치율은 이러한 기본적인 유전학적 계산 외에도 사용되는 검사의 유형, 검사하는 유전자 마커의 수와 종류, 통계적 해석 방법에 따라 달라질 수 있습니다.
Q. 뾰족뒤쥐가 얼마나 주기적으로 음식을 섭취해야하는건가요
안녕하세요. 뾰족뒤쥐(Tenrecidae)는 주로 마다가스카르와 아프리카 일부 지역에 서식하는 작은 포유류입니다. 이들은 다양한 생태적 틈새를 차지하며, 서로 다른 종마다 다양한 식습관을 보입니다. 일반적으로 작은 체구의 동물들은 빠른 대사율을 가지고 있어 자주 음식을 섭취해야 합니다. 특히 뾰족뒤쥐와 같은 종은 그들의 에너지 요구량을 충족시키기 위해 꾸준하고 자주 음식을 섭취해야 할 필요가 있습니다. 뾰족뒤쥐는 주로 곤충, 작은 무척추동물, 때로는 과일과 식물을 먹는 잡식성 동물입니다. 작은 체구의 포유류는 일반적으로 높은 대사율을 지니고 있기 때문에, 에너지를 신속하게 소모합니다. 이로 인해 뾰족뒤쥐는 몇 시간마다 음식을 섭취해야 할 수도 있습니다. 예를 들어, 일부 작은 포유류는 하루에 여러 번에 걸쳐 분할하여 식사를 합니다. 음식 섭취 실패시 바로 죽는 현상은 주로 작은 동물들에서 에너지가 고갈되는 경우 발생할 수 있습니다. 뾰족뒤쥐와 같은 동물이 충분한 음식을 섭취하지 못하면, 그들의 체온을 유지하고 생체 기능을 정상적으로 유지하는데 필요한 에너지가 부족해질 수 있습니다. 특히 체온 조절이 중요한 작은 포유류는 음식 섭취 없이는 체온을 유지하기 어렵습니다. 이는 저체온증이나 심각한 대사 장애를 초래하여 심각한 경우에 사망에 이를 수 있습니다. 또한, 뾰족뒤쥐와 같은 동물들은 빠르게 에너지를 소모하므로 꾸준한 음식 공급이 필수적입니다. 이들의 생존 전략은 신속한 에너지 획득과 소비에 맞춰져 있으며, 이는 그들의 환경에서 생존하기 위해 필수적인 적응입니다.
Q. K3C60 구조에서 사면체 자리와 팔면체 자리의 각각 몇 퍼센트를 포타슘 이온으로 채워야하나요?
안녕하세요. K3C60은 풀러렌 C60 분자 사이에 칼륨 이온(K⁺)이 삽입된 화합물입니다. 이 구조에서는 C60 분자가 FCC(face-centered cubic) 격자를 형성하며, 칼륨 이온은 이 격자의 사면체(Tetrahedral) 자리와 팔면체(Octahedral) 자리에 위치할 수 있습니다. FCC 격자에서는 각 단위 셀 당 , 사면체 자리는 8개, 팔면체 자리는 4개 있습니다. K3C60 구조에서 총 3개의 칼륨 이온이 C60 분자 당 삽입됩니다. 이 칼륨 이온들은 사면체 자리와 팔면체 자리에 분포하게 되는데, 일반적으로 팔면체 자리가 더 많은 칼륨 이온을 수용합니다. 이는 팔면체 자리가 더 넓은 공간을 제공하기 때문에, 이온이 더 안정적으로 위치할 수 있기 때문입니다. 구체적으로 K3C60에서는 각 C60 분자마다 3개의 칼륨 이온이 들어가는데, 이들은 주로 팔면체 자리에 위치하는 경향이 있습니다. 사면체 자리보다 팔면체 자리에서 칼륨 이온의 안정성이 높기 때문입니다. 실험적 데이터와 이론적 계산에 따르면 팔면체 자리에 2개, 사면체 자리에 1개의 칼륨 이온이 위치하는 것이 일반적인 구조로 알려져 있습니다. 각 C60 단위 셀당 팔면체 자리의 수 4개, 사면체 자리의 수 8개 따라서 각 C60 단위 셀에 존재하는 총 칼륨의 이온의 수는 3개이므로, 팔면체 자리에 대략 66.7%, 사면체 자리에 대략 33.3%가 채워집니다. 이 비율은 특정 실험 조건과 합성 방법에 따라 다소 변동될 수 있으나, 일반적으로 이러한 분포를 따르는 것으로 알려져 있습니다. 이러한 구조적 특징은 K3C60의 전기적, 자기적 성질에 중요한 영향을 미치며, 초전도성 등의 물리적 성질 연구에 중요한 기초 데이터를 제공합니다.
Q. 벌새가 호버링이 가능하다고 하는데 호버링이 가능한 이유와 정확히 어떤 형태로 비행한다는건가요
안녕하세요. 벌새가 호버링 능력은 그들의 특별한 생리적 및 구조적 적응에 기인합니다. 벌새는 고도로 발달된 근육과 고유의 날개 운동 방식을 통해 공중에서 정지한 상태로 머무를 수 있습니다. 벌새는 초당 약 50회에서 80회까지 그들의 날개를 진동시킬 수 있습니다. 이러한 빠른 날개 진동은 고유한 근육 조직의 특성으로 가능해지며, 이 근육은 매우 빠르게 수축하고 이완할 수 있는 능력을 가지고 있습니다(수축 근육과 이완 근육의 빠른 교체). 벌새의 날개는 전통적인 새들의 날개 운동과는 다르게, 8자 모양이나 원형의 경로를 따라 움직이는 것이 아니라, 주로 수평 평면에서의 원형 운동을 합니다. 이러한 운동 패턴은 상하 방향으로의 힘을 생성하며, 이는 벌새가 한 위치에서 공중에 머무를 수 있게합니다. 벌새의 날개는 각 날갯짓마다 최대의 추력을 생성하도록 최적화되어 있습니다. 이는 날개 끝에서 발생하는 소용돌이를 통해 추가적인 상승력을 생성함으로써, 에너지 사용을 최소화하고 비행 효율을 극대화 합니다.
Q. 벌새가 하루 섭취하는 꿀양과 많은 꿀을 섭취하는 이유가 무엇인가요?
안녕하세요. 벌새는 매우 높은 대사율을 가진 작은 조류로, 이로 인해 매우 높은 에너지 요구량을 가지고 있습니다. 이들은 하루 종일 활동하며, 특히 그들의 비행 방식인 공중 정지 비행(hovering)은 엄청난 양의 에너지를 소모합니다. 따라서 벌새는 자신의 몸무게와 거의 동등한 양의 꿀을 하루에 섭취하기도 합니다. 구체적으로는, 벌새의 몸무게의 최대 2배까지 섭취할 수 있는 것으로 알려져 있습니다. 이러한 꿀 섭취는 벌새가 유지해야 하는 고에너지 대사를 지원하기 위해 필요합니다. 꿀은 탄수화물의 일종인 단순당(주로 포도당과 과당)을 풍부하게 함유하고 있어, 신속하게 에너지를 제공합니다. 이 에너지는 벌새가 공중에서 정지 비행을 하면서 꽃에서 꽃으로 이동하고, 꽃가루를 수집하며, 먹이를 찾는데 필요합니다. 이러한 높은 에너지 수요는 벌새가 짧은 시간 내에 많은 양의 꿀을 찾아 빠르게 섭취하도록 만듭니다. 또한, 벌새는 일반적으로 매우 작은 체구를 가지고 있으며, 그들의 작은 체구는 열을 빠르게 잃어버릴 수 있기 때문에 지속적으로 에너지를 섭취하여 체온을 유지할 필요가 있습니다. 이러한 생리적 요구 사항은 벌새가 생존하고 번식하는데 필수적입니다. 결론적으로, 벌새의 높은 에너지 섭취는 그들의 생존 전략과 밀접한 관련이 있으며, 이들의 생활 방식과 환경 적응 전략을 이해하는데 중요한 열쇠를 제공합니다.