Doctor of Public Health 전상훈입니다
생물·생명
Q. 날벌레들도 여름에는 시원한 것을 좋아하나요?
안녕하세요. 날벌레들이 여름철에 시원한 환경을 선호하는 현상은 변온 동물(ectothermic organisms)의 생리적 특성과 밀접하게 관련이 있습니다. 변온 동물은 내부 체온 조절 과정이 상대적으로 미약하여 외부 온도에 크게 영향을 받습니다. 이런 생물들은 특정 온도 범위 내에서 최적의 생리적 기능을 수행하며, 체온이 너무 높아지면 대사율이 급격히 증가하고, 이는 에너지 소모와 스트레스를 유발할 수 있습니다. 따라서 벌레들은 과도한 열로부터 보호받기 위해 시원한 환경을 선호하게 됩니다. 날벌레들이 여름철에 에어컨 주변에 모이는 현상은 이러한 생리적 요구를 반영합니다. 에어컨이 가동되는 실내는 외부보다 현저히 시원한 환경을 제공하며, 이는 벌레들에게 일시적인 피난처를 제공합니다. 시원한 공기는 벌레들의 체온을 낮추어 주며 고온으로 인한 스트레스를 완화시킵니다. 이는 벌레들이 생리적 균형을 유지하고 생존 확률을 높이는 데 도움을 줍니다.
생물·생명
Q. 식물의 광합성으로 전기에너지를 생산할 수 있을까요?
안녕하세요. 식물의 광합성 과정에서 전기에너지를 생산하는 가능성은 최근 몇 년간 흥미로운 연구 주제로 두각을 나타냈습니다. 광합성은 엽록체(chloroplast) 내에서 빛 에너지를 화학 에너지로 변환하는 과정으로, 이 과정에서 전자가 방출 됩니다. 조금 자세히 설명하면 광합성은 명반응(light reactions)과 암반응(dark reactions)의 두 단계로 나눌 수 있습니다. 명반응에서 엽록소(chlorophyll) 분자는 빛을 흡수하여 전자를 방출합니다. 이 전자는 일련의 전자전달계(electron transport chain)를 통해 이동하며, 이 과정에서 에너지가 저장됩니다. 광합성 명반응 동안 방출되는 전자는 NADP+를 NADPH로 환원시키는 데 사용되며, 이는 암반응에서 탄소고정(carbon fixation) 과정에 필요한 에너지를 제공합니다. 이러한 전자 흐름을 직접적으로 이용하여 전기에너지를 생성하는 것은 이론적으로 가능하지만, 이를 실현하기 위해 여러가지 연구를 통해 해결하고 있습니다. 그 중 대표적인 것은 광합성 기반 바이오 전지(bio-photovoltaic cells)입니다. 과학자들은 이를 개발하기 위해 노력하고 있습니다. 이러한 전지는 엽록체 또는 광합성 단백질을 전극에 결합하여 빛 에너지를 전기에너지로 변환합니다. 이러한 시스템의 효율성을 높이기 위해서는 전자전달 과정을 최적화하고 전자의 손실을 최소화 하는 것이 중요합니다. 2H₂O + light energy → O₂ + 4H⁺ + 4e⁻ 이러한 연구는 아직 초기 단계에 있으며, 실제로 유의미한 전기에너지를 생산하기 위해서는 더 많은 연구와 개발이 필요합니다. 현재까지는 소량의 전기를 생산하는 데 성공했지만, 상업적으로 유용한 규모로 확대하기 위해서는 추가적인 기술적 진보가 필요합니다.
생물·생명
Q. 달리는 차에 어느순간 달라붙어 있었는데 이름이 뭔가요?
안녕하세요. 사진을 통해 본 곤충은 왕바다리로 보입니다. 유럽말벌로도 불리는 왕바다리는 크기와 복부의 무늬가 독특한 특징을 가지고 있는데, 특히 큰 몸집과 눈에 띄는 노란색과 검은색의 무늬가 특징입니다. 왕바다리는 유럽과 아시아 일부 지역에서 흔히 발견되며, 강한 독성과 공격성으로 알려져 있습니다.
생물·생명
Q. 바다생물은 어떻게 먹이를 구하나요?
안녕하세요. 해양 생물들은 그들의 생존과 번식을 위해 다양한 먹이 획득 전략을 발전시켜 왔습니다. 대표적인 먹이를 섭취하는 방법에는 여과 급식(Fiter Feeding), 포식(Predation), 저서 급식(Benthic Feeding) 등이 있습니다. 여과 급식하는 생물은 자신들이 거주하는 물 속에서 미세한 입자나 작은 생물들을 걸러내어 먹는 방식으로 영양분을 섭취합니다. 대표적인 여과 급식자로는 크릴을 먹는 대왕고래 같은 일부 고래 종류가 있습니다. 이들은 대량의 물과 함께 플랑크톤(plankton)을 입으로 빨아들인 후, 거대한 발키리(baleen)를 사용하여 물은 배출하고 먹이만을 걸러내어 섭취합니다. 포식자들은 다른 해양 생물을 직접 사냥하여 먹는 방식으로 생존합니다. 몇 종류를 예를 들어보면, 상어는 강력한 턱과 날카로운 이빨을 이용하여 물고기나 바다표범 등을 포획합니다. 포식자들은 일반적으로 빠른 속도, 발달된 감각기관, 효율적인 사냥 기술을 갖추고 있습니다. 저서급식을 하는 생물은 바다 바닥에서 먹이를 찾습니다. 이들은 주로 바닥에 사는 무척추동물, 유기물의 잔해를 섭취하거나 바다 바닥을 뒤져서 먹이를 찾습니다. 가리비와 같은 일부 패류는 이 범주에 속하며, 바닥의 유기물을 흡입하여 영양분을 섭취합니다.
생물·생명
Q. 새들은 어떤 몸의 구조로 하늘을 날수가 있는건가요?
안녕하세요. 새들이 하늘을 자유롭게 날아다닐 수 있는 능력은 그들의 고도로 특화된 해부학적 구조와 생리학적 특성 덕분입니다. 이러한 특성은 과학적으로 다각적으로 연구되어 왔으며, 새들의 비행 능력은 생물학적 적응의 한 예로 광범위하게 인용됩니다. 새들의 골격 구조는 비행에 필수적인 여러 특성을 갖추고 있습니다. 새들의 뼈는 공극성(pneumatized) 구조로, 공기를 포함하고 있어 가볍습니다. 이는 무게를 최소화하면서도 구조적 강도를 유지하는 데 도움을 줍니다. 특히, 흉골(sternum)에는 크고 발달된 흉쇄연골(carina) 이 있는데, 이는 강력한 비행 근육인 가슴근(pectoralis muscles)의 부착점 역할을 합니다. 이 근육은 날개를 하강시키는 주된 힘을 제공하며 비행 중 근육의 집중적인 사용을 가능하게 합니다. 또, 새들의 깃털은 비행에 필수적인 역할을 수행합니다. 깃털은 경량이면서도 공기역학적으로 효율적인 구조를 가지고 있어, 새가 공기 중에서 양력을 생성하고 조종할 수 있게 합니다. 깃털의 배열과 유연성은 새가 속도와 방향을 정밀하게 조절하는 데 중요한 역할을 합니다.