Doctor of Public Health 전상훈입니다
생물·생명
Q. 공룡이 화석으로 될 수 있었던 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 공룡이 화석으로 남을 수 있었던 이유는 여러 지질학적 과정들이 복합적으로 작용한 결과입니다. 화석 형성 과정은 매우 특별한 환경 조건 하에서 일어나며, 이러한 조건들이 만족될 때에만 오랜 시간 동안 생물체의 일부 또는 전체가 보존될 수 있습니다. 화석 형성의 첫 번째 단계는 생물체가 사망한 후 신속하게 퇴적물에 의해 덮이는 것입니다. 이 과정을 '매장(burial)'이라고 하며, 이는 생물체가 공기와 접촉을 차단하고 미생물에 의한 분해를 방지하는 역할을 합니다. 공룡의 경우, 그들이 죽은 후 자연적인 환경 변화나 갑작스런 사건(ex : 홍수, 무너짐 등)에 의해 신속하게 흙, 모래, 진흙에 묻히는 경우가 많았습니다. 매장된 후, 화석 형성의 두 번째 단계로 '미네랄화(mineralization)' 과정이 진행됩니다. 이 과정에서 생물체의 원래 구성 요소, 특히 뼈와 같은 단단한 조직들은 주변의 물과 미네랄이 침투하면서 점차적으로 원래의 유기 물질이 미네랄로 대체되는 현상을 경험합니다. 이는 화석을 형성하는 기본 메커니즘 중 하나로, 이 과정을 통해 원래의 생물학적 구조가 수백만 년 동안 보존될 수 있습니다. 마지막으로, 이러한 화석들은 지질학적 변화를 겪으며, 때로는 지표로 다시 드러나게 됩니다. 이 과정은 '지질학적 역전(geological uplift)'과 '침식(erosion)'에 의해 이루어집니다. 이러한 과정을 통해 오랜 시간이 지난 후에도 과학자들이 이 화석들을 발견하고 연구할 수 있는 기회를 얻게 됩니다. 따라서 공룡이 화석으로 남을 수 있었던 이유는 이러한 복합적인 지질학적 조건과 과정들의 결과로 이해할 수 있으며, 이는 생물학적 유산을 연구하는 데 있어 매우 중요한 자료를 제공합니다.
생물·생명
Q. 인종마다 눈색이 다른 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 눈의 색깔이 인종마다 다른 현상은 주로 유전학적 요인에 기인합니다. 눈의 색을 멜라닌이라는 색소의 양과 분포에 의해 결정되며, 이는 각 인종의 유전적 배경과 밀접하게 관련이 있습니다. 눈의 색깔은 홍채에 존재하는 멜라닌 색소의 양과 그 색소가 눈 속에서 얼마나 널리 퍼져 있는지에 따라 달라집니다. 멜라닌은 피부, 머리카락, 눈의 색을 결정하는 주요 색소입니다. 아시아와 아프리카 사람들은 멜라닌이 많이 함유된 홍채를 가지는 경향이 있습니다. 멜라닌의 높은 농도는 빛을 더 많이 흡수하여 홍채에 갈색 또는 거의 검은색을 나타내게 합니다. 서양인 중 일부는 상대적으로 낮은 멜라닌 농도를 가지며, 이는 홍채가 빛을 산란시키는 방식을 변경하여 푸른색 또는 초록색의 눈을 가지게 합니다. 이러한 색상은 멜라닌이 적을 때 콜라겐 섬유에 의한 빛의 산란과 반사에 의해 나타납니다. 눈 색깔을 결정하는 유전자는 여러 개 있으며, 이들 유전자의 다양한 조합이 다양한 눈 색깔을 만들어냅니다. 유전자 변이의 지리적 분포는 인간의 이동과 진화 과정에서 적응의 결과로 볼 수 있습니다. 예를 들어, 북유럽과 같은 일부 지역에서 밝은 눈 색깔이 더 흔하게 발생하는 것은 이 지역에서 유전적으로 이런 특성이 유리했을 수 있음을 시사합니다. 과학자들은 밝은 눈 색깔이 낮은 빛 조건에서 시각적 감지를 향상시킬 수 있다고 가정하기도 합니다. 적은 빛에서 시각적 성능을 최적화하는 것이 북유럽과 같은 고위도 지역에서 생존의 중요한 요소가 되었을 수 있습니다. 결론적으로, 인종마다 눈의 색깔이 다른 것은 유전적 다양성과 역사적, 지리적 진화의 결과로 볼 수 있습니다. 이러한 특성은 각 인종과 지역의 독특한 유전적 메이크업을 반영하며, 시간이 지남에 따라 다양한 환경에서의 적응과 생존 전략으로 발전해 왔습니다.
생물·생명
Q. 일반적으로 아시아쪽 사람들이 서양인에 비해 체구 및 키가 작은편인데 그 이유가 식습관 때문인가요?
안녕하세요. 아시아인과 서양인의 평균 키 및 체구 차이에 영향을 미치는 요인은 다양하며, 식습관도 그 중 하나의 요인으로 볼 수 있습니다. 그러나 이러한 차이를 설명할 때는 유전적 요인, 영양 상태, 환경적 요인 등을 종합적으로 고려해야 합니다. 키와 체구에 영향을 미치는 가장 큰 요인 중 하나는 유전입니다. 각 인종과 민족 그룹은 수천 년의 진화와 적응 과정을 통해 특정 환경에 최적화된 유전적 특성을 발달시켰습니다. 예컨데, 일부 아시아 인종은 서양 인종에 비해 상대적으로 작은 체구를 유전적으로 가지고 있는 경우가 많습니다. 식습관 역시 중요한 역할을 합니다. 성장기에 섭취하는 영양소의 종류와 양은 키 성장에 중요한 영향을 미칩니다. 예컨데, 고단백질 및 필수 미네랄을 충분히 섭취하는 것이 성장판의 발달을 촉진할 수 있습니다. 서양 국가들에서는 육류와 유제품의 섭취가 많은 편이며, 이는 높은 단백질 섭취와 관련이 있습니다. 반면, 전통적인 아시아 식단은 식물성 단백질과 탄수화물을 중심으로 구성되어 있어 단백질 섭취량이 상대적으로 낮을 수 있습니다. 성장과 발달에 영향을 미치는 환경적 요인도 중요합니다. 이는 생활 방식, 건강 관리 접근성, 경제적 조건 등을 포함합니다. 또한, 국가별 영양 상태와 공중 보건 정책이 성장기 어린이와 청소년의 키와 체구 발달에 중요한 영향을 미칠 수 있습니다.
생물·생명
Q. 식물은 물을 스스로 공급할 때 뿌리로만 하나요?
안녕하세요. 식물의 물 흡수는 주로 뿌리를 통해 이루어집니다. 이는 뿌리계(root system)가 물과 미네랄을 흡수하는 주된 기관으로 설계되었기 때문입니다. 뿌리의 세근(hair roots)은 토양 내 물과 용해된 영양분을 효율적으로 흡수하는 데 특화되어 있으며, 이를 통해 식물 전체로 수송하는 기능을 합니다. 그러나 식물의 잎이나 줄기에서도 일정 정도 물을 흡수할 수 있는 능력을 갖추고 있다는 점은 주목할 만합니다. 특히, 일부 식물은 잎의 표면에 있는 기공(stomata)이나 작은 털(trichomes)을 통해 공기 중의 수분을 흡수할 수 있습니다. 이러한 흡수는 주로 습한 환경에서 더 활발하게 일어나며, 대기 중의 상대습도가 높을 때 더 효과적입니다. 하지만, 이 방식으로 흡수되는 물의 양은 전체 필요량에 비해 상대적으로 매우 적습니다. 대부분의 식물은 토양으로부터의 물 흡수에 의존하는 것이 일반적이며, 잎과 줄기를 통한 물의 흡수는 보조적인 역할을 수행하고 주로 극심한 습도나 이슬을 통해 소량의 추가 수분을 얻는 데 기여합니다. 따라서 식물에 물을 주는 경우, 햇빛이 강하게 내리쬐는 상황에서도 잎이나 줄기를 통한 물 흡수보다는 뿌리를 통한 흡수가 훨씬 중요하고 효과적입니다. 이는 뿌리가 물을 흡수하고 이를 식물의 다른 부분으로 전송하는 기본적인 메커니즘을 가지고 있기 때문입니다. 따라서, 식물에 물을 주는 최적의 방법은 뿌리 부근의 토양을 직접적으로 축축하게 하는 것입니다.
생물·생명
Q. 무기 양분과 유기 양분의 차이가 무엇인가요?
안녕하세요. 무기 양분은 일반적으로 탄소를 포함하지 않은 화합물로 정의 됩니다. 이들은 주로 미네랄과 물, 일부 가스로 구성되며, 식물과 동물에게 필수적인 다양한 기능을 수행합니다. 예컨데, 칼슘은 동물의 뼈 구조와 신경 전달에 중요하며, 식물에서는 세포벽의 강화 및 신호전달에 기여합니다. 또한, 인(P)은 ATP(adenosine triphosphate)의 형태로 에너지를 저장하고 전달하는데 필수적인 요소입니다. 무기 이온들은 효소 활성화 및 전해질 균형을 조절하는 등의 생화학적 과정에서도 중요한 역할을 합니다. 반면, 유기 양분은 하나 이상의 탄소 원자를 포함하며, 대체로 생물학적으로 합성된 복잡한 분자입니다. 주요 유기 양분에는 탄수화물, 단백질, 지방, 비타민 및 기타 유기산이 포함됩니다. 이들은 주로 에너지원으로서의 역할을 하며, 신체 구조와 기능을 유지하는 데 필수적입니다. 예를 들어, 포도당은 중요한 에너지 원이며, 아미노산은 단백질의 기본 구성 단위로서 세포 및 조직의 구조적 구성 요소를 형성합니다. 비타민류는 대사 과정을 촉진하고, 생체 내 다양한 화학 반응에 필수적인 조효소(coenzymes)로 기능합니다.