Doctor of Public Health 전상훈입니다
생물·생명
Q. 수족관에서 상어와 작은 물고기들이 함께 있을 수 있는 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 수족관에서 상어와 작은 물고기들이 함께 평화롭게 공존할 수 있는 이유는 주로 수족관의 조건과 관리, 그리고 상어의 특성에 기반을 두고 있습니다. 수족관에 있는 상어 중 많은 종류는 비교적 작고, 평화로운 성향의 상어들입니다. 이런 상어들은 큰 육식성 상어들보다 공격성이 덜하며, 자연 상태에서도 작은 물고기를 주로 사냥하지 않는 종들이 많습니다. 수족관에서 상어들은 정기적으로 충분한 양의 사료를 제공받습니다. 이는 상어가 굶주림에 의해 공격적으로 변할 가능성을 크게 줄여 줍니다. 배가 불러 있는 상어는 사냥 본능이 크게 감소하므로, 같은 수조의 작은 물고기들에게 위협이 되지 않습니다. 수족관은 일반적으로 상어와 작은 물고기들이 서로 간섭을 최소화할 수 있도록 설계됩니다. 크고 복잡한 구조물, 식물, 바위 등이 마련되어 작은 물고기들이 숨을 곳을 제공하며, 이러한 환경은 포식자로부터의 보호 역할을 합니다. 수족관의 관리자들은 상어와 다른 물고기들의 상호 작용을 지속적으로 관찰합니다. 상어가 공격적인 행동을 보일 경우, 즉시 다른 수조로 옮기는 등의 조치를 취할 수 있습니다. 또한, 수족관에서 기른 상어는 인공 환경에 잘 적응하여 자연 상태보다 훨씬 더 온화한 성향을 보일 수 있습니다.
생물·생명
Q. CT촬영의 원리에 대해서 알려주세요.
안녕하세요. CT(Computed Tomography)촬영은 방사선 영상 기술의 일종으로, X선을 사용하여 인체의 여러 단면 이미지를 얻는 과정입니다. 이 과정에서 방사선원에서 방출된 X선이 인체를 투과하여 감약된 정보가 검출기에 도달하여 획득된 데이터들을 쌓아서(적분) 영상으로 재구성하는 것 입니다. X선이 발생하는 X선 튜브가 환자를 중심으로 회전하면서 X선을 방출합니다. X선은 인체를 관통할 때 다양한 조직의 밀도에 따라 다르게 흡수되며, 이러한 흡수된 X선의 양은 환자의 내부 구조에 대한 중요한 정보를 담고 있습니다. X선이 몸을 통과한 후, 반대편에 위치한 검출기가 이를 감지합니다. 검출기는 흡수된 X선의 양을 전기적 신호로 변환하며, 이 신호들은 컴퓨터에 의해 처리되어 이미지로 재구성됩니다. 이 과정에서 생성된 이미지는 인체의 횡단면을 보여주며, 의료 전문가는 이를 분석하여 질병의 유무를 판단할 수 있습니다. 재구성된 이미지는 흡수된 X선의 패턴을 기반으로 만들어집니다. 이 패턴은 컴퓨터 알고리즘에 의해 분석되어, 각 조직의 위치와 크기, 형태 등을 정확하게 표현합니다. 이러한 고해상도의 이미지는 병변, 종양, 이상 구조 등을 식별하는데 매우 유용합니다. CT 촬영은 높은 진단적 가치를 가지고 있으며, 특히 복합적인 내부 손상이나 질병의 정확한 진단에 필수적인 방법으로 평가받고 있습니다. 이 기술은 고속으로 진행되므로 환자의 부담을 최소화하면서도 필요한 의료 정보를 신속하게 제공할 수 있습니다.
생물·생명
Q. 해파리와 같이 촉수로 쏘는 동물은 또 무엇이 있나요?
안녕하세요. 해파리를 비롯한 여러 해양 동물들이 촉수를 이용하여 독성 물질을 분비하는 방어 및 사냥 메커니즘은 생물학적으로 복잡하면서도 효과적인 생존 전략을 제공합니다. 해파리의 촉수에는 수많은 촉수세포(또는 촉각 세포, nematocytes)가 포함되어 있으며, 이들 세포는 독성 화합물을 함유한 작은창(harpoon) 같은 구조를 발사하여 먹이를 마비시키거나 위협으로부터 자신을 방어합니다. 이러한 기능은 주로 포식자로부터의 방어와 먹이의 포획을 위해 사용됩니다. 해파리 외에도 다양한 촉수를 사용하는 해양 동물들이 있습니다. 예컨데, 상자해파리(Box jellyfish)는 특히 강력한 독을 가지고 있어, 그 촉수를 통해 매우 빠르게 독을 전달할 수 있습니다. 또한, 산호와 같은 촉수동물(Anthozoa)들도 그들의 촉수를 사용하여 작은 플랑크톤을 포획하며, 이들은 주로 물리적인 방법으로 먹이를 사냥하며 상대적으로 독성은 약합니다. 담수 환경에서는 히드라(Hydra)와 같은 생물들도 비슷한 방식으로 촉수를 활용하여 먹이를 잡습니다. 히드라는 물리적인 방법 뿐만 아니라 화학적 방법을 통해서도 먹이를 사냥하는 능력을 지니고 있습니다.
생물·생명
Q. 과거 지구에서 대산소화 진행으로 바다생물에 어떤 영향을 미칠까요?
안녕하세요. 대산소화(Great Oxidation Event ; GOE)는 지구의 초기 역사에서 매우 결정적인 사건으로, 약 24억년 전에 발생하여 대기 중의 산소 농도가 상승하였습니다. 이 산소의 증가는 바다 생태계에 극적인 변화를 가져왔으며, 생물학적 다양성 및 생태계의 복잡성에 광범위한 영향을 미쳤습니다. 먼저, 산소의 증가는 원시 바다에 서식하던 많은 혐기성 미생물에게 치명적이었습니다. 산소는 이들에게 독성을 나타내기 때문에, 많은 혐기성 생물들이 멸종의 길을 걸었습니다. 반면, 이 환경 변화는 산소를 이용할 수 있는 새로운 생명 형태들, 즉 호기성 미생물의 출현을 촉진시켰습니다. 이들은 산소를 이용하여 에너지를 보다 효율적으로 생성할 수 있는 호기성 호흡(aerobic respiration)을 수행함으로써 더 크고 복잡한 생물체로 진화할 기반을 마련하였습니다. 또, 산소 농도의 증가는 해양 화학을 변화시켜 철과 같은 무기 물질이 산회되어 퇴적물로 침전되는 현상을 촉진시켰습니다. 이는 '반드철광(banded iron formations)'의 형성으로 이어졌으며, 이러한 변화는 지질학적 기록에서도 명확히 관찰됩니다. 끝으로, 산소의 증가는 바다의 영양 역학을 재편하였습니다. 호기성 조건에서는 더 효율적인 영양소 순환과 물질의 재활용이 가능해졌으며, 이는 식물플랑크톤 같은 기초 생산자들이 번성하는 환경을 조성하였습니다. 결과적으로, 해양 생태계의 생물학적 생산성이 증가하였으며, 이는 고등 포식자를 포함한 다양한 해양 생물들의 진화와 다양성 증가로 이어졌습니다.
생물·생명
Q. 초식동물들은 고칼륨혈증 왜 안걸리나요
안녕하세요. 초식동물들이 고칼륨혈증에 걸리지 않는 이유는 그들의 생리학적 적응과 진화적 발달에 기인합니다. 초식동물들의 식단은 주로 식물성이며 이는 칼륨을 비롯한 다양한 미네랄이 풍부하게 함유되어 있습니다. 이에 따라 초식동물은 이러한 고칼륨 환경에서 살아남기 위해 특수한 생리적 메커니즘을 발달시켰습니다. 이러한 적응에는 특히 신장 기능의 고도화가 포함됩니다. 초식동물의 신장은 과도한 칼륨을 효과적으로 여과하고 배출할 수 있는 능력이 탁월하며, 이를 통해 혈중 칼륨 수치를 안정적으로 유지할 수 있습니다. 또한, 초식동물의 세포 내 수송 시스템은 칼륨의 세포 내 축적을 조절하고, 과잉 칼륨을 세포 외로 효율적으로 이동시킬 수 있도록 발달되었습니다. 이 과정은 나트륨-칼륨 펌프(Sodium-potassium pump)와 같은 세포막 단백질의 역할을 통해 이루어집니다. 이와 더불어, 초식동물의 대사 과정은 식물성 식품에서 얻은 탄수화물과 지방을 효율적으로 에너지로 전환시키는 고유의 경로를 갖고 있습니다. 이 과정에서 생성되는 대사 산물들은 체내의 화학적 환경을 조절하는데 기여하며, 이는 칼륨의 독성 효과를 완화하는데 중요합니다. 따라서, 초식동물이 고칼륨혈증에 걸리지 않는 것은 그들의 생리학적 및 대사적 적응이 칼륨의 과도한 섭취에 효과적으로 대처할 수 있도록 진화했기 때문입니다. 이러한 적응은 과학적으로 그들이 고칼륨 환경에서 생존하고 번성할 수 있음을 설명해 줍니다.