Doctor of Public Health 전상훈입니다
생물·생명
Q. 호주에 사는 웜뱃이 네모난 변을 보는 유일한 동물인가요?
안녕하세요. 호주에 사는 웜뱃은 세계에서 유일하게 네모난 형태의 변을 보는 동물로 알려져 있습니다. 웜뱃의 이러한 독특한 변의 형태는 그들의 장 구조와 소화 과정의 특징 때문에 형성됩니다. 웜뱃의 장은 매우 길며, 소화 과정이 매우 느리게 진행됩니다. 이로 인해 음식물 쓰레기는 장 내에서 오랜 시간 동안 압축되며, 장의 마지막 부분에서 건조되고 단단해집니다. 웜뱃의 대장은 특이하게도 일정한 간격으로 늘어선 근육 띠가 있어, 이 구조가 변의 각진 형태를 만드는 데 기여합니다. 이 근육 띠들 변을 네모나게 밀어내면서 규칙적인 모양이 형성됩니다. 웜뱃의 네모난 변은 그들의 생활 환경과도 관련이 있습니다. 웜뱃은 자신의 영역을 표시하기 위해 변을 사용하며, 네모난 형태의 변은 경사면에서도 굴러가지 않고 제자리에 잘 남아 있어 영역 표시에 효과적입니다. 이러한 생태적 필요성이 웜뱃이 네모난 변을 갖게 된 또 다른 이유로 추측됩니다.
생물·생명
Q. 인간의 DNA는 몇 개의 염기로 구성되어 있나요?
안녕하세요. 인간의 DNA는 약 30억 쌍의 염기로 구성되어 있습니다. 이 염기들은 아데닌(A), 티민(T), 구아닌(G), 시토신(C)의 네 가지 타입으로, 이들은 DNA 이중나선 구조에서 서로 보완적인 쌍을 형성하며, 이 구조가 유전 정보의 저장과 전달의 기본 단위 역할을 합니다. 각 염기의 역할을 좀 더 구체적으로 살펴보면 : 아데닌(A)과 티민(T)은 수소 결합을 이용해 두 개의 결합을 형성하며 서로 쌍을 이룹니다. 구아닌(G)과 시토신(C)은 세 개의 수소 결합을 형성하며 서로 쌍을 이룹니다. 이 염기들의 서열은 유전자를 구성하며, 유전자는 단백질을 만드는 데 필요한 정보를 제공합니다. 각 유전자의 염기 서열은 특정 단백질의 아미노산 순서를 결정하고, 이 아미노산의 배열이 단백질의 구조와 기능을 결정합니다. 이 과정을 통해 유전자는 세포의 구조와 기능에 필요한 단백질과 효소의 생산을 조절하게 됩니다. 또한, DNA 염기 서열은 인간의 신체적, 생리적 특성뿐만 아니라, 개인의 유전적 차이를 결정짓는 중요한 요소입니다. 이로 인해 각 개인의 독특한 유전적 메이크업을 가지며, 이는 개인의 건강, 질병에 대한 감수성 및 다양한 유전적 특성에 영향을 미칩니다. 따라서 DNA의 염기 서열은 생명의 본질을 이해하고, 유전 질환의 진단 및 치료, 개인 맞춤 의학, 진화적 연구에 중요한 기초 자료를 제공합니다. DNA 기술의 발전은 유전학, 생물학, 의학 및 법의학 등 다양한 분야에서 혁신적인 발전을 이끌고 있습니다.
화학
Q. 음식물 장기방치했을때 어떻게 변화되는건지요?
안녕하세요. 장기간 방치된 음식물 쓰레기에서 발생하는 변화는 생물학적 분해 과정을 통해 이해할 수 있습니다. 미생물의 대사 활동이 진행됩니다. 음식물 쓰레기 내의 유기물은 박테리아와 곰팡이와 같은 미생물에 의해 분해되며, 이 과정에서 단백질, 탄수화물, 지방과 같은 복합 유기 분자들이 더 작은 분자로 쪼개집니다. 이 분해 과정은 부패(biodegradation)라고 하며, 이를 통해 생성된 간단한 유기화합물은 미생물에 의해 추가적으로 분해되어 에너지로 전환됩니다. 발효(Fermentation) 및 부패 과정이 복합적으로 작용합니다. 발효는 혐기성 미생물(anaerobic microoragnisms)이 산소가 부족한 조건에서 유기물을 에너지로 전환할 때 일어납니다. 이 과정에서 메탄(CH₄), 이산화탄소(CO₂), 그리고 때로는 황화수소(H₂S; 고농도에서 독성이 있는 가스)와 같은 가스들이 방출됩니다. 부패는 특히 단백질이 풍부한 물질에서 발생하며, 암모니아(NH₃) 또는 다른 암모늄 화합물 같은 냄새 나는 가스가 방출됩니다. 화학적 변화로 인해 물리적 상태 변화가 수반됩니다. 미생물 활동으로 인한 고체 물질의 분해는 점차적으로 액체 형태로의 변화를 촉진할 수 있으며, 이는 부패 과정 중 자연적으로 발생하는 현상입니다. 이 과정에서 생성된 부산물은 주변 환경에 영향을 미칠 수 있으며, 특히 액체상의 레치에이트(leachate ; 물이 쓰레기와 반응하여 생성한 침출수)는 환경 오염의 원인이 될 수 있습니다.
생물·생명
Q. 하마와 코뿔소는 코끼리보다 지능도 낮을까요?
안녕하세요. 코끼리는 확실히 높은 수준의 사회성, 도구 사용, 기억력 등으로 알려져 있습니다. 이는 그들의 큰 뇌와 복잡한 뉴런 연결 때문에 가능합니다. 코끼리는 그들의 사회적 상호작용과 문제 해결 능력에서 높은 지능을 보여 줍니다. 반면, 코뿔소와 하마의 경우 이들은 주로 힘과 생존 본능에 의존하여 적응해 왔습니다. 코뿔소는 시각보다 후각과 청각이 발달했으며, 주로 이러한 감각을 사용하여 주변 환경과 상호작용합니다. 그들의 뇌는 주로 이러한 감각을 처리하는 데 특화되어 있습니다. 하마도 비슷하게, 물속에서의 생활에 적합한 감각과 행동 패턴을 발달시켰습니다. 하마는 물에서의 생존과 영역 방어에 필요한 감각과 행동을 갖추고 있으며, 이는 다소 공격적인 성향으로 나타날 수 있습니다. 이러한 동물들의 지능을 '낮다'고 평가하기보다는, 그들의 생태계에서 필요로 하는 생존 기술과 행동에 더 초점을 맞추는 것이 적절합니다. 예를 들어, 하마와 코뿔소는 각각의 환경에서 생존하기 위해 특화된 능력을 갖추고 있으며, 이는 그들의 생존과 번식에 꼭 필요한 지능의 형태입니다. 따라서 이들 동물의 지능을 다른 방식으로 평가할 필요가 있습니다. 각 동물의 지능은 그들의 생활 방식과 생태적 요구에 맞춰 최적화되어 있으므로, 각기 다른 기준으로 평가될 수 있습니다.
화학
Q. 염색약이 머리카락에 스며들어 염색을 해주는 원리는 무엇인가요?
안녕하세요. 염색약이 머리카락에 작용하여 색을 변화시키는 원리 몇 가지 화학적 반응과 물리적 변화를 포함하며, 이는 매우 섬세하게 조정됩니다. 대부분의 영구 염색약에는 암모니아(NH₃)가 포함되어 있습니다. 암모니아는 머리카락의 큐티클(외피층을) 부풀게 하여 열어줌으로써 염료 분자들이 머리카락의 내부 구조인 피질까지 도달할 수 있도록 합니다. 큐티클이 열림으로써 머리카락의 내부로의 투과성이 증가하고, 염료 분자들이 피질층에 위치한 멜라닌 색소(멜라닌은 머리카락의 자연적 색소로 작용)와 상호 작용할 수 있는 경로가 마련됩니다. 염료 분자들은 머리카락의 피질층에 도달한 후, 화학적 반응을 통해 멜라닌 색소와 결합하거나 그 위를 덮습니다. 이러한 과정은 주로 산화제의 존재 하에 일어나며, 일반적으로 과산화수소(H₂O₂)가 사용됩니다. 과산화수소는 염료 분자들을 활성화시켜 멜라닌의 자연 색을 변화시키거나, 새로운 색소를 형성하는 데 필요한 산화 반응을 촉진합니다. 염색 후, 머리카락은 새로운 색상으로 안정화되며, 이는 큐티클이 다시 닫히면서 완성됩니다. 큐티클이 닫히면 염료 분자들이 머리카락 내부에 더욱 견고하게 고정되어, 색상이 빠지거나 바래는 것을 방지합니다. 이 과정은 샴푸나 물리적 마모에도 머리카락의 색상을 유지하도록 돕습니다.