Doctor of Public Health 전상훈입니다
Q. 이 벌레는 무슨 벌레인지 궁금합니다.
안녕하세요. 사진 속 애벌레는 '큰쥐박각시(Sphinxpinastri)'의 애벌레일 가능성이 높습니다. 큰쥐박각시는 유럽, 아시아, 북아프리카에 걸쳐 널리 분포하는 나방 종으로, 그 애벌레는 두꺼운 녹색 몸체에 가로 줄무늬가 있고, 몸 끝에는 전형적으로 '뿔'처럼 생긴 구조가 있습니다. 이 '뿔'은 실제로는 무해하며 방어 메커니즘의 일부로 여겨집니다. 큰쥐박각시 애벌레는 주로 소나무와 같은 침엽수의 잎을 먹으며 성장하고, 그들이 눈에 띄는 외형은 포식자로부터 자신을 보호하는데 도움이 될 수 있습니다. 해당 애벌레가 관찰된 지역과 환경에 따라, 그들이 선택하는 식물도 다를 수 있습니다.
Q. 사해같은곳은 물에 누워만 있어도 잘 뜨나요?
안녕하세요. 사해에서 사람이 물에 잘 뜨는 현상은 물의 밀도와 관련이 깊습니다. 사해는 세계에서 가장 염분이 높은 자연수역 중 하나로, 그 염분 함량은 일반 해수의 약 8~9배에 달합니다. 이렇게 높은 염분 함량이 사해의 물을 매우 밀도 높게 만들어, 물체가 그 속에서 더 쉽게 뜰 수 있게 합니다. 사해의 물에는 염화나트륨(일반적인 소금)을 포함한 다양한 미네랄과 염류가 포함되어 있습니다. 이러한 물질들이 물에 용해되면서 물의 밀도가 증가하게 됩니다. 밀도가 높은 액체는 물체가 가라앉기 어렵게 만들어, 물체가 물 위에 떠 있기 쉽습니다. 물리학에서, 물체가 물속에서 받는 부력은 그 물체가 밀어내는 물의 무게에 의해 결정됩니다. 아르키메데스의 원리에 따르면, 물체는 그것이 밀어내는 물의 무게만큼의 부력을 받습니다. 사해와 같이 물의 밀도가 매우 높은 곳에서는 더 적은 양의 물을 밀어내고도 동일한 부력을 얻을 수 있으므로, 물체는 더욱 쉽게 뜨게 됩니다. 실제로 사해에서는 사람이 물에 들어갔을 때 몸이 물에 잠기기 어렵고, 누워서 편안하게 더 있을 수 있습니다. 이는 사해의 물이 일반적인 해수보다 훨씬 밀도가 높기 때문이며, 이로 인해 수영을 하지 않고도 물에 떠있는 것이 가능합니다.
Q. 생물 유전학에서 분자시계이란 무엇을 의미하나요
안녕하세요. 분자시계(molecular clock)는 생물 유전학에서 중요한 개념으로, 유전자 또는 단백질 서열의 변화율을 시간과 관련지어 생물 종들의 진화적 분리 시점을 추정하는데 사용됩니다. 이 이론은 유전자 변이가 비교적 일정한 속도로 발생한다는 가정에 기반을 두고 있습니다. 따라서, 분자시계를 통해 서로 다른 종들 간의 유전적 거리를 측정하고, 이를 통해 그들이 공통 조상으로부터 분화된 대략적인 시점을 추정할 수 있습니다. 분자시계의 핵심 가정은 진화적 시간에 따라 DNA, RNA 또는 단백질 서열의 변화가 일정한 속도로 일어난다는 것입니다. 이 변화는 주로 중립적인 돌연변이(neutral mutations)에 의해 발생하는 것으로 간주되며, 이러한 변이는 자연 선택의 직접적인 영향을 받지 않습니다. 분자시계는 다양한 방식으로 활용되고 있습니다. 종들 간의 유젅거 거리를 측정하고, 이를 통해 그들의 진화적 분리 시점을 추정합니다. 예를 들어, 인간과 침팬지의 DNA 서열을 비교 분석하여, 언제 공통 조상에서 분화되었는지 추정할 수 있습니다. 다양한 종의 진화 과정을 이해하고, 과거의 생물 다양성 및 진화 패턴을 재구성하는데 중요한 도구로 사용됩니다. 또, 멸종 위기에 처한 종의 유전적 다양성을 평가하고, 그들의 진화적 역사를 이해함으로써 보존 전략을 개발하는데 도움을 줍니다. 분자시계는 매우 유용한 도구이지만, 몇 가지 한계도 존재합니다. 모든 유전자 또는 단백질 서열이 일정한 속도로 변화하지는 않으며, 다양한 환경적, 생물학적 요인에 의해 돌연변이 속도가 달라질 수 있습니다. 또한, 중립적 돌연변이 이외에도 자연 선택이나 유전적 드리프트 같은 요인이 유전적 변화에 영향을 줄 수 있어, 분자시계를 사용할 때는 이러한 요인들을 고려해야 합니다.
Q. 털을 뽑아도 계속 자라나는 이유가 궁금합니다.
안녕하세요. 털이 뽑혀도 다시 자라나는 현상은 털의 성장 주기와 털을 생성하는 모낭의 생물학적 특성 때문입니다. 모낭은 피부 아래에 위치한 작은 구조로, 털의 성장을 촉진하는 주요 기관입니다. 털을 뽑았을때 겉으로 보이는 부분과 뿌리 부분이 제거되더라도, 모낭 자체가 완전히 파괴되지 않았다면 여전히 털을 생성할 수 있는 능력을 보유하고 있습니다. 모낭은 여러 층으로 이루어진 복잡한 구조입니다. 모낭의 하부에는 모구(모낭 구)라고 불리는 세포가 집중되어 있는 지역이 있는데, 여기서 털의 성장이 시작됩니다. 모낭의 기저부에는 모낭유두라는 영양분을 공급하는 조직이 있으며, 털이 성장하는데 필요한 혈액 공급이 이루어집니다. 털을 뽑으면, 모낭의 일부는 손상을 입을 수 있지만, 모낭유두와 모구가 손상되지 않는 한 새로운 털이 다시 자랄수 있습니다. 실제로 털을 뽑는 행위는 때때로 모낭을 자극하여 털의 성장을 촉진할 수 도 있습니다. 하지만 반복적으로 털을 뽑는 행위는 모낭을 영구적으로 손상시켜 털이 더 이상 자라지 않게 할 수도 있습니다.
Q. 화산 활동이 생물에 미치는 영향은 무엇인가요?
안녕하세요. 화산 활동은 지구 생태계에 복합적이며 광범위한 영향을 미칩니다. 이러한 영향은 화산재의 분출, 용암 흐름, 독성 가스 방출 등과 같은 직접적인 현상뿐만 아니라, 이들 현상이 초래하는 간접적인 환경 변화를 통해서도 나타납니다. 화산 활동이 생물에 미치는 영향은 종종 파괴적이지만, 일정한 조건 하에서는 생태계의 새로운 기회를 제공하기도 합니다. 먼저, 화산재는 대량으로 대기 중으로 방출될 때, 태양 빛을 차단하고 지표의 온도를 낮추는 효과가 있습니다. 이는 식물의 광합성 작용(photosynthesis)을 감소시켜 식물 기반의 식량망에 영향을 줄 수 있습니다. 또한, 미세한 화산재 입자는 호흡기 질환(respiratory issues)을 유발할 수 있는데, 이는 인간과 동물 모두에게 건강 상의 위험을 초래합니다. 또, 용암 흐름은 그 경로에 있는 모든 생명체와 구조물을 파괴할 수 있는 매우 높은 온도를 가지고 있습니다. 용암이 굳으면서 형성된 새로운 토양은 종종 비옥하긴 하지만 초기에는 생명체가 서식하기 어려운 환경을 조성합니다. 이는 일시적으로는 생물 다양성 감소(biodiversity loss)를 초래하지만 장기적으로는 새로운 생태계 발달의 기반을 마련할 수 있습니다. 끝으로, 화산 가스 방출은 주로 이산화황(SO₂), 이산화탄소(CO₂), 불화수소(HF)와 같은 독성 가스들을 포함합니다. 이러한 가스들은 대기와 상호 작용하여 산성 비(acid rain)를 형성할 수 있으며, 이는 수중 생태계와 토양, 식물에 해로운 영향을 미칠 수 있습니다. 또한, 이산화탄소는 호수나 바다에서 물에 녹아 들어가 수중 생물의 생존 환경을 변화시킬 수 있습니다.