Doctor of Public Health 전상훈입니다
물리
Q. 소리의 속도는 기온,기압 영향을 받는다는데 그 한계는요?
안녕하세요. 소리의 속도는 기온, 기압, 매질의 밀도에 따라 달라집니다. 예를 들어, 소리는 온도가 높아질수록 더 빠르게 전달되며, 기압이 높거나 매질이 밀도가 클수록 소리의 속도도 증가합니다. 일반적으로 지상의 표준 기온(20°C)에서 소리의 속도는 약 340 m/s 정도로 측정되지만, 이러한 물리적 조건에 따라 다소 변할 수 있습니다. 소리의 속도는 기온, 기압 등 물리적 요인에 영향을 받지만, 소리의 도달 거리와 전파 범위는 다른 요인에 의해 결정됩니다. 소리의 도달 가능 거리는 주로 소리의 에너지와 저파 과정에서의 감쇠(attenuation)에 따라 결정됩니다. 소리는 거리가 멀어질수록 에너지가 감소하여 약해지며, 결국 인간의 귀로 들을 수 없는 정도까지 소멸할 수 있습니다. 소리가 매질을 통과하는 동안 마찰이나 매질 분자들에 의해 에너지를 잃게 되므로, 일정 거리를 지나면 소리가 감지되지 않게 됩니다. 이제, 인간이 낼 수 있는 소리가 얼마나 멀리까지 도달할 수 있는지에 대해 알아보겠습니다. 일반적으로 인간이 낼 수 있는 가장 큰 소리는 약 90~100 데시벨(dB) 수준입니다(ex : 고함). 그러나 소리의 강도는 거리가 멀어질수록 급격히 감소하며, 이는 역제곱 법칙(inverse square law)에 따라 거리에 비례해 소리의 에너지가 급격히 줄어듭니다. 소리의 강도가 6 dB씩 감소할 때마다 거리는 두 배로 증가하게 되며, 결국 소리가 들리지 않는 수준에 이르게 됩니다. 따라서, 인간이 낼 수 있는 가장 큰 소리(100 dB 정도)는 개방된 환경에서 약 100~200미터 정도까지는 여전히 들릴 수 있지만, 그 이후로는 소리의 강도가 급격히 약해져 감지하기 어려워집니다. 주변 환경, 특히 소리를 방해하는 장애물(ex : 건물, 나무)이나 날씨 조건(ex : 바람, 습도)에 따라 소리의 도달 거리는 더 줄어들 수 있습니다. 결론적으로, 인간이 낼 수 있는 가장 큰 소리는 약 100~200미터 정도까지 도달할 수 있지만, 이 이상 거리에서는 소리의 에너지가 감소하여 점차 소멸하게 됩니다.
생물·생명
Q. 계란 구성 요소 중에 병아리에 해당하는 부분은 어디인가요?
안녕하세요. 계란에서 병아리가 발생하는 부분은 배반(胚盤, blastodisc)이라고 불리는 작은 구조로, 이는 노른자 위에 위치한 매우 중요한 부분입니다. 배반은 난자가 수정되엇을 때, 즉 수탉의 정자가 난자와 결합했을때 배아로 발달하는 기초가 됩니다. 병아리는 바로 이 배반에서 세포 분열과 성장이 이루어져 발달하게 되며, 이 과정에서 노른자와 흰자는 병아리의 성장에 필요한 영양을 공급하는 역할을 담당합니다. 노른자(난황, yolk)는 병아리가 성장하는 동안 영양분을 제공하는 저장소 역할을 합니다. 노른자는 주로 지방과 단백질, 비타민 등의 중요한 영양소로 구성되어 있으며, 배아가 발달하는 동안 필요한 에너지와 영양소를 공급합니다. 노른자 자체가 병아리로 발달하는 것은 아니지만, 병아리가 성장하는데 필수적인 자원으로 기능합니다. 흰자(난백, egg white)는 주로 단백질과 수분으로 구성되어 있으며, 배아를 보호하는 동시에 필요한 추가적인 영양소를 제공합니다. 흰자는 또한 병아리가 외부 충격이나 세균으로부터 보호될 수 있도록 도와주는 물리적 장벽 역할을 합니다. 그러나 흰자도 병아리의 발달 구조가 되지는 않으며, 배반과 같은 핵심적인 발달 부위는 아닙니다.
생물·생명
Q. 부엉이와 올빼미를 구분하는 법이 있나요?
안녕하세요. 부엉이와 올빼미는 둘 다 야행성 맹금류로서 외형적으로 매우 비슷하지만, 이들을 구분할 수 있는 몇 가지 주요 특징이 존재합니다. 부엉이와 올빼미는 모두 올빼미과(Strigidae)에 속하는 새들로, 생물학적으로는 동일한 과에 속하지만, 종과 특정 외형적 특성에 따라 구분됩니다. 이 두 종류의 차이를 구분하는 주요 방법은 외형적 특징, 특히 귀깃(ear tuft)의 존재 여부와 생태적 차이에 기반합니다. 부엉이는 눈 위에 귀깃(ear tufts)이라는 깃털이 솟아 있는 것이 가장 큰 특징입니다. 이 귀깃은 실제귀와는 상관없이 눈 위쪽에 위치한 깃털 모양의 장식으로, 부엉이의 고유한 외형적 요소로 간주됩니다. 예를 들어, 수리부엉이(Bubo bubo)는 눈 위쪽에 뚜렷한 귀깃을 가지고 있어 쉽게 부엉이로 구분할 수 있습니다. 반면 올빼미는 이와 같은 귀깃이 없습니다. 올빼미는 더 둥글고 매끄러운 머리 모양을 가지고 있으며, 외형상 부엉이에 비해 덜 공격적인 인상을 줍니다. 대표적인 예로 쇠올빼미(Strix aluco)는 귀깃없이 둥근 얼굴을 가지고 있습니다. 부엉이와 올빼미는 생물학적으로 모두 올빼미목(strigiformes)에 속하지만, 일부 종이 외형적 차이에 따라 구분됩니다. 생태적으로는 크게 차이가 없으며, 둘 다 야행성이며 뛰어난 청력과 시력을 통해 어두운 환경에서 사냥을 합니다. 먹이와 사냥 방식도 유사하지만, 부엉이는 대체로 더 큰 몸집을 가진 종으로, 사냥하는 먹이의 크기가 상대적으로 크며, 때로는 작은 포유류나 조류까지 사냥할 수 있습니다. 반면, 올빼미는 대체로 작은 동물, 곤충, 설치류 등을 사냥합니다.
생물·생명
Q. 암탉이 계란을 계속 낳을 수 있는 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 암탉이 수탉 없이도 계속해서 계란을 낳을 수 있는 이유는 암탉의 생리적 특성에 있습니다. 닭은 수정을 하지 않아도, 즉 수탉의 정자와 결합하지 않더라도 배란 과정을 통해 계란을 생산할 수 있습니다. 이 과정은 인간을 비롯한 다른 동물들이 주기적으로 난자를 배출하는 것과 유사합니다. 암탉의 생식 기관에는 난소가 있으며, 이 난소에서 난자가 발달합니다. 암탉은 성숙하면서 난소에 난자를 생산하고, 이 난자는 난관을 따라 이동하며, 이 과정에서 단백질과 껍질이 차례로 덧붙여지면서 계란이 형성됩니다. 난자는 배란 후 일정 시간이 지나면 암탉의 체외로 배출되는데, 이 배출된 것이 우리가 흔히 알고 있는 계란입니다. 이 과정에서 수탉이 필요하지 않은 이유는, 암탉이 생산하는 계란은 수정되지 않은 무정란(無精卵, unfertilized egg)이기 때문입니다. 수탉이 있으면 암탉의 난자가 수정되어 수정란(有精卵, fertilized egg)을 생산할 수 있지만, 수탉이 없더라도 암탉의 난소는 여전히 주기적으로 난자를 배출하며 계란을 형성합니다. 수탉의 역할은 난자의 수정 여부에만 관련이 있을 뿐, 계란이 생산되는 배란 과정 자체와는 무관합니다. 암탉이 계란을 계속해서 낳는 주기는 빛과 온도와 같은 환경적 요인에 의해 조절됩니다. 일조시간이 길어지면, 암탉의 뇌에서 배란을 촉진하는 호르몬이 분비되어 배란 주기가 활성화됩니다. 이로 인해 사육 환경에서 암탉은 일년 내내 거의 매일 계란을 낳을 수 있게 되는 것입니다. 특히, 인공적인 빛 조절을 통해 일조시간을 늘리면 더 많은 계란을 생산할 수 있습니다.
생물·생명
Q. 닭이 먼저일까요, 계란이 먼저일까요?
안녕하세요. '닭이 먼저일까, 계란이 먼저일까?' 라는 질문은 철학적이고 흥미로운 논제이자, 생물학적으로도 깊이 생각할 만한 주제입니다. 이 질문에 대한 답을 생물학적으로 접근하면, 계란이 먼저라는 결론을 도출할 수 있습니다. 그 이유는 진화론(evolution)과 유전자 변화(mutation)를 통해 설명할 수 있습니다. 생물학적으로 보면, 현재 우리가 알고 있는 닭(갈루스)은 장기간의 진화 과정에 다양한 변화를 겪어 왔습니다. 닭의 조상은 현대 닭과는 다른 조류였으며, 진화 과정에서 여러 유전적 변이를 통해 오늘날의 닭이 탄생하게 되었습니다. 이러한 진화 과정에서 중요한 역할을 하는 것은 돌연변이와 자손의 유전적 변화입니다. 돌연변이는 생물이 자손을 낳을 때 그 유전 물질(DNA)에 발생하는 작은 변화로, 이러한 변화가 축적되면서 새로운 종이 생겨날 수 있습니다. 따라서, 원래 닭과 비슷한 조류가 계란을 낳았고, 이 계란 안에서 작은 유전적 변화, 즉 돌연변이가 발생하여 최초의 현대 닭이 태어났다고 볼 수 있습니다. 이 관점에서 보면, 최초의 현대 닭이 태어나기 이전에 그 조상에 의해 만들어진 계란이 먼저라고 할 수 있습니다. 이 계란 안에서 유전적 변이가 발생하여 현대 닭으로 진화한 것이므로, 생물학적 측면에서는 계란이 먼저인 셈입니다. 이와 같은 논리는 진화론적 관점에 근거한 것으로, 생명체는 세대를 거듭하며 유전적 변이를 통해 점진적으로 진화한다는 이론에 기초합니다. 따라서, 계란이 먼저라는 결론은 진화론적 원리에 따른 논리적 해석입니다.