Doctor of Public Health 전상훈입니다
생물·생명
Q. 공룡이 날개가 생겨 새가 된 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 새들의 조상인 공룡이 어떻게 날개를 갖게 되었는지에 대한 의문은 고생물학과 진화생물학의 중요한 주제 중 하나입니다. 과학자들은 이 의문을 해소하기 위해 화석 기록과 현대의 생물학적 데이터를 종합하여 연구하고 있습니다. 공룡에서 새로 진화한 과정은 주로 작은 육식 공룡인 조류류 공룡(théropod dinosaurs)에서 시작되었습니다. 이들 중 일부는 점차 작은 몸집과 발달된 깃털을 갖게 되었는데, 이 깃털은 처음에는 보온 목적으로 발달했을 가능성이 높습니다. 날개는 이러한 깃털이 변화하고 진화하는 과정에서 점차 형성되었습니다. 초기의 깃털이 단순한 보온용에서 점차적으로 공기역학적 기능을 갖게 됨으로써 비행 능력을 제공하기 시작했습니다. 날개의 진화는 먹이 활동, 포식자로부터의 도피, 빠른 이동 수단 등 다양한 생태적 이점을 제공했을 것입니다. 비행 능력은 자연 선택에 의해 강화되었습니다. 비행이 가능한 동물은 먹이를 찾고, 새로운 서식지로 이동하며, 포식자로부터 더 효과적으로 도망칠 수 있는 등의 생존상의 이점을 얻었습니다. 이러한 이점은 비행 능력을 지닌 개체들이 더 많은 후손을 남길 수 있게 하여, 이 특징이 강화되도록 만들었습니다. 따라서, 공룡에서 새로의 진화는 깃털의 초기 형태가 생존에 유리한 변화를 제공하면서 점차 발달한 결과로 볼 수 있습니다. 이러한 변화는 자연 선택과 환경적 요인들이 상호 작용하는 복잡한 과정을 통해 이루어졌습니다. 이 과정에서 가장 중요한 측면은 생존과 번식의 우위를 확보하기 위한 다양한 적응의 발달이었습니다.
생물·생명
Q. 날치는 어떤 생물에서 진화한 것이라 할 수 있나요?
안녕하세요. 날치는 기원이 깊은 어류로서, 다양한 어류의 진화과정을 거쳐 형성되었습니다. 특히 날치와 같은 '비행하는 물고기'는 보통 특정한 환경적 압박, 예컨데, 포식자로부터의 회피 능력을 개선하기 위한 자연 선택의 결과로 발달한 것으로 보입니다. 날치의 경우, 그들의 물 밖으로의 도약 또는 비행은 주로 생존 기술로 활용되며, 이는 포식자로부터 도망칠 수 있는 중요한 수단을 제공합니다. 날치의 진화적 기원에 대해 보다 구체적으로 살펴보면, 현대의 날치는 수백만 년의 진화 역사를 가지고 있으며, 이는 초기 어류에서부터 점차 발전된 형태로 나타나는 것입니다. 초기 어류들은 주로 물속에서 생활하는 단순한 구조를 가진 반면, 날치는 물 밖으로의 능동적인 움직임을 가능하게 하는 복잡한 지느러미 구조를 발전시켰습니다. 날치가 물 밖으로 튀어오르는 행동은 두 가지 주요 목적을 가집니다. 첫째, 이 행동은 포식자로부터 빠르게 도망칠 수 있는 방법으로 활용됩니다. 물 밖으로의 빠른 이동은 포식자가 예상치 못한 상황에 직면하게 만들어, 날치에게 도망칠 시간을 제공합니다. 둘째, 일부 연구에 따르면 이러한 도약은 먹이 사냥과 관련이 있을 수 있습니다. 특정 상황에서 날치는 물 밖의 곤충이나 다른 작은 동물들을 먹이로 삼기 위해 이러한 동작을 사용할 수 있습니다. 이처럼 날치의 독특한 생태적 특성과 진화적 적응은 그들이 서식하는 환경 내에서 생존과 번식을 최적화하는 데 기여하며, 날치의 행동과 구조는 생물학적 진화의 다양성과 복잡성을 잘 보여주는 예입니다.
화학
Q. 리튬폴리머배터리 배부름현상 문의.
안녕하세요. 리튬폴리머 배터리의 팽창 현상은 배터리 내부에서 화학적 반응이 이상적으로 진행되지 않아 가스가 축적되는 결과로 발생합니다. 이러한 상태는 과충전, 과방전, 과열, 내부 손상과 같은 비정상적인 운영 조건에 의해 유발될 수 있습니다. 팽창은 배터리 케이싱의 구조적 무결성을 저하시키고, 궁극적으로 내부 단락을 일으킬 위험을 증가시킬 수 있으므로, 심각한 안전 위험을 야기할 수 있습니다. 배터리가 팽창한 상태에서 계속 사용할 경우, 과열 또는 내부 압력 증가로 인해 화재나 폭발로 이어질 수 있습니다. 따라서, 팽창한 배터리를 계속 사용하는 것은 매우 위험하며 권장되지 않습니다. 배터리가 팽창한 것을 발견했다면 즉시 사용을 중단하고, 안전하게 처리하는 것이 필요합니다. 배터리의 안전한 폐기 방법은 일반적으로 지역 폐기물 관리 기관의 지침을 따르는 것이 좋습니다. 많은 지역에서는 특수 배터리를 위한 회수 프로그램을 운영하고 있으며, 이를 통해 환경에 해를 끼치지 않고 안전하게 배터리를 폐기할 수 있습니다. 요약하자면, 배터리가 팽창하는 것은 잠재적으로 심각한 위험을 수반하므로, 팽창한 배터리를 계속 사용하지 말고, 안전한 방법으로 폐기해야 합니다. 또한, 배터리를 취급할 때는 항상 제조사의 안전 지침과 사용 가이드를 따르는 것이 중요합니다.
생물·생명
Q. 물달팽이, 다슬기를 잘 키울 수 있는 환경 조건이 어떻게 되나요?
안녕하세요. 물달팽이와 다슬기를 효과적으로 키우기 위한 환경 조건은 이 두 종의 생태학적 요구사항과 생물학적 특성에 근거하여 설정되어야 합니다. 물달팽이와 다슬기는 수질, 온도, 먹이, 일반적인 수조 관리 측면에서 각기 다른 요구사항을 가지고 있습니다. 물달팽이는 일반적으로 깨끗하고 산소가 풍부한 물에서 잘 살아갑니다. 이들은 물의 pH가 약간 산성에서 중성 사이일 때 최적의 성장을 보이며, 온도는 대략 18-28°C 범위가 적합합니다. 물달팽이는 조류, 죽은 식물 잔해, 물고기 사료의 잔여물 등을 먹이로 하며, 이들에게 충분한 영양을 제공하는 것이 중요합니다. 또한, 물달팽이의 번식력이 높기 때문에 개체 수를 조절하는 관리가 필요할 수 있습니다. 반면에, 다슬기는 보다 엄격한 수질 관리가 필요합니다. 다슬기는 수질이 깨끗하고 안정적인 pH 조건을 유지할 때 건강하게 유지됩니다. 일반적으로 pH는 6.5에서 8 사이가 이상적입니다. 다슬기의 경우 냉수를 선호하는 경향이 있어, 온도는 10-22°C 범위를 유지하는 것이 좋습니다. 다슬기는 미세 조류, 박테리아, 유기물을 섭취하며, 이들의 먹이 공급도 중요합니다. 두 종 모두 과도한 먹이 공급을 피하고, 정기적인 수질 검사와 수조 청소를 통해 최적의 생활 환경을 제공하는 것이 중요합니다. 수질의 변화에 민감하므로, 수질을 안정적으로 유지하는 것이 두 생물의 건강을 위해 핵심적입니다. 이러한 조건들을 충족시킬 때, 물달팽이와 다슬기는 번성할 수 있으며, 수족관의 생태계에 긍정적인 영향을 미칠 수 있습니다.
생물·생명
Q. 세포는 어떤 구조로 이루어져 있는 건가요?
안녕하세요. 세포의 구조는 복잡하고 기능적으로 특화된 여러 세포기관으로 이루어져 있으며, 이들은 세포의 생존과 활동을 지원하는데 필수적인 역할을 합니다. 각 세포기관은 특정한 기능을 수행하며, 세포 내에서 협력적으로 작용합니다. - 세포막(cell membrane) : 이중 지질층으로 구성되어 있으며, 세포 내외의 환경을 구분하고, 물질의 이동을 조절하는 역할을 합니다. 세포막은 세포의 물리적 통합성을 유지하며, 다양한 신호 분자의 수용체 역할도 수행합니다. - 핵(necleus) : 세포의 유전 정보가 저장된 중심 기관으로, DNA와 관련 단백질, RNA를 포함하고 있습니다. 핵은 유전자 발현의 조절과 세포 분열을 관리하는 중추적인 역할을 담당합니다. 핵막은 핵과 세포질을 구분하며, 핵 속에서 RNA가 합성되고, 이 RNA는 세포질로 전송되어 단백질 합성에 사용됩니다. - 미토콘드리아(mitochondria, 미토콘드리온) : '세포의 발전소'로 불리며, 산소를 사용하여 세포의 에너지를 생산합니다. 이 과정은 세포 호흡이라고 하며, ATP(adenosine triphosphate, 아데노신 삼인산) 형태로 에너지를 저장합니다. 미토콘드리아는 또한 세포 사멸, 열 생성 등 다양한 생리적 과정에 관여합니다. - 골지체(Golgi apparatus, 골지 복합체) : 세포 내에서 합성된 단백질을 수정, 분류하고, 필요한 위치로 운반하는 역할을 합니다. 이 기관은 단백질의 최종 형태를 결정하고, 세포 외부로 분비할 준비를 합니다. - 소포체(endoplasmic reticulum, ER) : 조면소포체와 거친소포체로 구분되며, 거친소포체는 리보솜이 부착되어 있어 단백질 합성을 주도합니다. 조면소포체는 주로 지질 합성에 관여하며, 세포 내 다양한 생화학적 경로에 필수적입니다. 이와 같은 세포의 구조적, 기능적 복잡성은 생명 현상을 이해하는데 있어 근본적인 기초를 제공하며, 각 기관의 상호작용을 통해 세포는 생명을 유지하고 다양한 생물학적 과정을 수행할 수 있습니다. 현미경을 통한 세포 관찰은 이러한 미세 구조를 시각화하여 생명 과학의 중요한 통찰을 제공합니다.