Doctor of Public Health 전상훈입니다
생물·생명
Q. 동물들도 흥분을 하면 얼굴이 붉어 지나요?
안녕하세요. 인간이 흥분하거나 화가 날때 얼굴이 붉어지는 현상은 주로 혈관 확장에 의한 것입니다. 이는 감정적 반응에 따라 자율신경계가 혈관을 확장시키기 때문에 발생합니다. 그러나 다른 동물들, 특히 얼굴에 털이 많거나 피부 구조가 인간과 다른 동물들의 경우, 이와 같은 현상이 인간처럼 뚜렷하지 않거나 전혀 나타나지 않을 수 있습니다. 대부분의 포유류를 비롯한 많은 동물들은 인간처럼 노출된 피부가 적고, 털로 덮여 있습니다. 이로 인해 피부의 혈관 변화가 외부에서 쉽게 관찰되지 않습니다. 또한, 동물들의 피부 조직은 인간과 다르게 구성되어 있어 혈관의 확장과 수축이 인간처럼 시각적으로 뚜렷하게 나타나지 않습니다. 동물들은 감정 상태를 표현할 때 주로 몸짓, 소리, 행동 변화 등을 사용합니다. 예컨데, 개는 꼬리를 흔들거나 짖는 것으로, 고양이는 귀의 위치나 꼬리의 움직임으로 감정을 표현합니다. 흥분이나 스트레스를 받은 동물들은 더 공격적인 행동을 보이거나 경계 태세를 취할 수도 있습니다. 일부 동물에서는 피부색 변화가 감정이나 건강 상태와 연결되어 나타날 수 있습니다. 예컨데, 일부 종류의 도마뱀이나 파충류는 환경이나 상태에 따라 피부색을 변화시킬 수 있습니다. 그러나 이는 인간의 얼굴이 붉어지는 현상과는 다르며, 이들의 색 변화는 보다 복잡한 생물학적 조절 메커니즘에 의해 결정됩니다.
화학
Q. 표면적이 큰것과 활성탄의 기능의 관계
안녕하세요. 활성탄(activated carbon 또는 activated charcoal)의 특징 중 하나는 매우 큰 표면적입니다. 활성탄의 표면적이 클수록, 더 많은 물질을 흡착할 수 있는 능력이 향상됩니다. 이 특성은 활성탄이 다양한 정화, 정제, 필터링 과정에서 효과적으로 사용되게 하는 주요 이유입니다. 활성탄은 일반적인 탄소 소재와는 달리, 매우 다공성 구조를 가지고 있습니다. 이 다공성 구조는 활성탄이 미세한 구멍과 채널로 이루어져 있음을 의미합니다. 이 구멍들은 활성탄의 내부에 수많은 표면을 생성하여, 물리적으로는 매우 작은 부피를 가지면서도 실제 표면적은 매우 크게 만듭니다. 실제로, 한 스푼의 활성탄은 축구장 면적과 비슷한 표면적을 가질 수 있습니다. 활성탄의 흡착(adsorption) 능력은 이 거대한 표면적에 의해 직접적으로 영향을 받습니다. 흡착은 물질이 고체의 표면에 붙어 물리적으로 또는 화학적으로 고정되는 현상을 말합니다. 활성탄의 경우, 이 다공성 구조로 인해 많은 양의 화학 물질이나 오염 물질이 그 표면에 달라붙을 수 있습니다. 이는 물, 공기, 화학 물질 등에서 불순물을 제거하는데 매우 효과적입니다. 일반적인 물질과 비교할때, 활성탄은 동일한 부피의 다른 물질보다 훨씬 더 큰 표면적을 가집니다. 예컨데, 일반적인 나무 탄과 활성탄을 비교해 보면, 두 물질 모두 탄소 기반입니다. 그러나 일반탄은 활성탄처럼 처리되지 않아 내부 구조가 상대적으로 덜 다공성입니다. 따라서 일반 탄의 표면적은 활성탄에 비해 훨씬 작으며, 그 결과 흡착 능력도 크게 낮습니다. 결국 활성탄의 뛰어난 흡착 능력은 그 고유의 구조적 특성인 매우 큰 표면적에 기인합니다. 이로 인해 활성탄은 불순물을 효과적으로 제거하고 다양한 산업 분야에서 광범위하게 사용됩니다.
화학
Q. 지진이 일어 나면 금 덩어리가 만들어 진다고 합니다
안녕하세요. 지진이 금 덩어리를 형성하는 현상은 지각 변동 동안 발생하는 압력 변화와 관련이 깊으며, 석영 자체가 금으로 변환되는 것이 아닌, 지진으로 인해 생성된 균열을 통해 금 이온들이 침전되는 과정입니다. 지진이 발생하면, 지각 내부의 암석에서 급격한 압력 변화가 일어나고, 이는 균열을 생성하거나 확장시킵니다. 이 균열들은 물과 함께 용해된 금 이온들이 이동할 수 있는 통로를 제공합니다. 균열 내의 호나경에서는 수압이 급격히 감소하며, 이는 용액 상태의 금 이온들이 과포화 상태에 이르게 합니다. 과포화 상태는 용액 내의 금 이온들이 불안정해지며, 결국 고체 금 입자로 침전되는 조건을 만듭니다. 이러한 금의 침전 과정은 특히 물이 풍부한 균열 내에서 빠르게 진행될 수 있습니다. 금 이온들이 고체 금 입자로 침전되면서, 균열의 벽면에 금 덩어리나 결정이 형성됩니다. 이 과정은 지진이 자주 일어나는 지역에서 금 매장량이 비교적 높게 나타나는 현상을 설명할 수 있습니다. 결론적으로, 지진은 석영을 금으로 직접 변환시키는 것이 아니라, 지진에 의한 지각의 물리적 변화가 금 이온들의 침전을 촉진하여 금 덩어리를 형성하는데 기여하는 중요한 요인입니다. 이러한 지질학적 프로세스는 자연 환경에서 금이 어떻게 형성되고 분포하는지에 대한 이해를 높여 줍니다.
생물·생명
Q. 황초롱이와 수리부엉이는 어떤 관계인가요?
안녕하세요. 황초롱이(Asio falmmeus, Short-eared owl)와 수리부엉이(Bubo bubo, Eurasian eagel-owl)는 모두 대한민국에서 천연기념물로 지정된 부엉이류입니다. 이 두 종은 생태적으로 다시 차이가 있으며, 일반적으로 서로 다른 먹이 사슬에서 활동합니다. 수리부엉이는 매우 큰 부엉이 종으로, 먹이 범위가 매우 넓습니다. 이들은 쥐와 같은 작은 포유류에서 시작하여 고양이나 심지어는 작은 사슴과 같은 상대적으로 큰 동물까지 사냥할 수 있는 능력을 가지고 있습니다. 또한, 수리부엉이는 그들의 먹이 범위에 따라 다른 새들을 사냥할 수도 있습니다. 반면에 황초롱이는 수리부엉이보다 훨씬 작으며, 주로 개방된 지역에서 생활합니다. 황초롱이의 주된 먹이는 작은 설치류와 곤충입니다. 이들은 주로 낮과 황혼에 활동하며, 땅 근처에서 사냥을 하는 것을 선호합니다. 수리부엉이와 황초롱이 사이에 직접적인 포식자와 피식자 관계가 있다고 보기는 어렵습니다. 물론 수리부엉이가 이론적으로는 황초롱이를 포식할 가능성을 완전히 배제할 수는 없으나, 실제로 이러한 사례가 자주 발생하거나 일반적인 상황은 아닙니다. 이는 주로 두 종이 다른 환경에서 생활하고, 먹이 선택에 있어서도 차이가 있기 때문입니다. 수리부엉이는 보다 크고 튼튼한 먹이를 선호하는 반면, 황초롱이는 작은 먹이를 더 선호하기 때문에 자연적으로 먹이사슬에서 겹치는 부분이 적습니다. 따라서, 수리부엉이와 황초롱이는 각가 독립적인 생태계 내에서 중요한 역할을 하며, 서로 간에 직접적인 먹이사슬의 연결고리는 약한 편입니다. 이들은 상호 작용보다는 각각의 생태적 역할과 보존에 주목할 필요가 있습니다.
생물·생명
Q. 일반적으로 덩치가 큰 동물들이 오래 사는 것이 아닌가요?
안녕하세요. 일반적으로 대형 동물이 소형 동물에 비해 더 긴 수명을 가진다는 것은 생물학적 대사율과 관련된 고전적인 이론에서 비롯됩니다. 예컨데, 코끼리나 고래와 같은 대형 동물은 낮은 대사율을 특징으로 하며, 이는 세포 수준에서의 느린 에너지 소모로 이어져 세포의 노화와 손상이 늦게 일어나므로 수명이 길어집니다. 그러나 이러한 경향은 개와 같은 동물에서는 다르게 나타납니다. 개의 경우, 크기가 큰 개들이 작은 개들보다 수명이 짧은 경향을 보이는데, 이는 여러 가지 요인에 의해 설명될 수 있습니다. 유전적 요인으로 대형견은 유전적으로 짧은 수명을 가질 수 있는 경향이 있으며, 이는 종종 크기와 관련된 건강 문제로 이어집니다. 예컨데, 대형견은 관절 문제, 심장 질환 및 특정 유형의 암이 발병할 확률이 높습니다. 이러한 질병들은 대형견의 수명을 단축시킬 수 있는 주요 요인으로 작용합니다. 또, 생리적 요인으로 대형견은 그들의 크기를 지탱하기 위해 더 많은 생체 에너지를 소모하며, 이는 내부 장기에 더 큰 부담을 주어 수명에 부정적인 영향을 미칠 수 있습니다. 또한, 선택적 육종 과정에서 인간의 개입으로 인해 대형견은 외모나 성능을 강조하기 위해 번식되었을 가능성이 있으며, 이 과정에서 건강보다는 다른 특성이 우선시되엇을 수 있습니다. 이는 대형견의 건강 문제와 짧은 수명에 기여할 수 있습니다. 결국, 개에서 관찰되는 크기와 수명 사이의 역관계는 복합적인 요인들의 상호 작용 결과로 볼 수 있으며, 이는 생물학적 다양성과 복잡성을 잘 보여주는 예입니다. 이러한 특이한 현상은 다른 동물군과 비교할 때 개의 생물학적 및 유전적 특성을 더욱 잘 이해할 필요가 있음을 시사합니다.