Doctor of Public Health 전상훈입니다
Q. 부모가 수학적 머리가없는데 그 자식이
안녕하세요. 지능과 특정 학문 분야에 대한 재능, 여기서는 수학적 능력의 경우, 유전적 요인과 환경적 요인이 복합적으로 작용하여 개인의 능력을 형성합니다. 부모가 수학적으로 탁월하지 않다고 해서 그 자녀가 반드시 수학적 능력이 부족하다는 것은 아닙니다. 지능은 상당 부분 유전적으로 결정됩니다. 유전적 요인은 개인의 지능 발달 잠재력의 범위를 설정하지만, 이것이 특정 학문 분야에 대한 구체적인 능력을 직접적으로 결정하는 것은 아닙니다. 유전자는 다양한 뇌의 구조와 기능에 영향을 미치는데, 이는 학습 능력과 문제 해결 능력 등에 영향을 줄 수 있습니다. 개인의 교육 경험, 가정 환경, 교사의 영향, 동기부여, 접근 가능한 자원 등 환경적 요인도 매우 중요합니다. 수학적 재능이 부모에게서 뚜렷하지 않더라도, 자녀가 좋은 수학 교육을 받고, 적극적으로 학습에 참여하며, 수학적 사고를 장려하는 환경에서 성장한다면, 수학적 능력을 개발할 수 있습니다. 또한, 유전적으로는 부모가 보여주지 않은 특성이 자녀에게 나타날 수도 있습니다. 이는 유전적 재조합과 돌연변이, 세대 간 유전자의 다양한 조합 때문에 발생할 수 있습니다. 이는 부모가 가지지 않은 특정 능력이나 특성ㅇ ㅣ자녀에게 나타날 수 있음을 의미합니다. 따라서, 부모의 수학적 능력이 낮다 하더라도 자녀가 수학에서 뛰어난 능력을 보일 수 있으며, 이는 여러 유전적, 환경적 요인의 복합적인 결과로 볼 수 있습니다.
Q. 사람의 키 후천적인 영향이 무슨 뜻인가요?
안녕하세요. 사람의 키에 영향을 미치는 후천적인 요인이란 유전적으로 정해진 키의 잠재력을 환경이나 생활 습관의 변수들이 어떻게 변화를 시키는지 설명하는 개념이라 생각합니다. 예컨데, 부모로부터 높은 키 성장 잠재력을 유전적으로 물려받았음에도 불구하고, 어린 시절의 영양 부족이나 충분한 수면을 취하지 못하는 등의 생활 조건이 키 성장에 부정적인 영향을 미칠 수 있습니다. 이러한 경우, 유전적으로 가능한 최대 키에 도달하지 못할 것입니다. 유전자가 키의 최대 한계를 어느 정도 설정한다고는 하지만, 이는 '절대적인 최대치' 라기보다는 '잠재적 범위' 내에서 변동될 수 있습니다. 어떤 개인이 유전적으로 180cm 까지 성장할 수있는 잠재력을 가지고 있을 수 있지만, 실제로 그 키에 도달하느냐는 그 사람의 생활 환경, 영양 상태, 건강 상태 등 여러 외부 요인에 의해 영향을 받습니다. 따라서, 유전적 잠재력이 키의 절대적인 한계를 완전히 결정하지는 않으며, 다양한 후천적 요인에 의해 그 잠재력이 달성되거나 미달성될 수 있습니다. 키 성장에 관한 연구에 따르면, 개인의 최종 성인 키는 유전적 요인과 환경적 용인이 복합적으로 작용하는 결과라고 볼 수 있습니다. 유전적 요인은 전체 키 변동의 약 60%~80%를 차지하는 것으로 추정되고 있습니다. 그 외의 부분은 영양상태, 건강 관리, 생활습관 등의 환경적 요인에 의해 결정됩니다.
Q. 사람의 물리적인 부분은 모두 유전인가요?
안녕하세요. 인간의 물리적 특성은 유전적 요인과 환경적 요인의 복합적인 상호작용에 의해 결정됩니다. 유전적 요인은 DNA에 저장된 정보를 바탕으로 개인의 신체적 형태와 기능을 크게 좌우합니다. 부모로부터 물려받은 유전자는 개인의 키, 머리 색, 눈 색, 이목구비의 형태 등을 결정하는데 중요한 역할을 합니다. 특히, 유전자는 단백질의 합성을 지시하여 신체의 다양한 구조와 기능을 형성하는 기본 요소로 작용합니다. 또한, 환경적 요인도 신체의 발달에 중요한 영향을 및비니다. 영양 상태, 운동량, 생활 환경, 사회적 상호작용 등이 개인의 건강과 신체적 특성에 영향을 줄 수 있습니다. 예컨데, 영양소의 섭취가 충분하지 않으면 성장 발달이 제한될 수 있으며, 충분한 운동과 건강한 생활 습관은 신체적 조건을 최적화하는데 기여할 수 있습니다. 유전자와 환경의 상호작용은 매우 복잡하며, 이러한 상호작용을 통해 각 개인의 독특한 물리적 특성이 형성됩니다. 유전학적 연구에서는 이러한 현상을 '표현형의 가소성'이라고 설명하며, 이는 유전적 요소가 다양한 환경적 조건에 따라 다르게 표현될 수 있음을 의미합니다. 따라서 ,신체의 모든 물리적 특성이 유전적으로 예정되어 있다고 보기보다는 유전적 가능성이 환경적 요인에 의해 다양하게 변형될 수 있음을 인지하는 것이 중요합니다. 이와 관련된 자세한 내용은 생물학, 유전학, 발달학 등의 분야에서 연구되고 있으며 심도있는 내용을 확인하고 싶으시다면 Genentics 또는 Developmental Biology와 같은 저널을 추천드립니다.
Q. 식물이 자라기 위해서 필요한 요소들에는 어떤 것들이 있을까요?
안녕하세요. 식물이 건강하게 자라기 위해 필요한 여러 요소 중 가장 중요한 것은 빛, 물, 영양소, 적정 온도, 공기, 적절한 토양의 pH입니다. 빛은 식물의 광합성 과정에서 필수적인 에너지 원입니다. 광합성을 통해 식물은 태양광을 화학 에너지로 변환하고, 이 에너지를 사용하여 영양분을 생성합니다. 또, 물은 식물 세포의 주요 구성 요소이며, 영양소의 용해 및 수송, 광합성 과정에서도 중요한 역할을 합니다. 질소(N), 인(P), 칼륨(K)과 같은 영양소는 식물의 성장과 발달에 중요한 역할을 합니다. 이러한 영양소는 식물이 건강하게 성장하고, 꽃을 피우며, 열매를 맺는데 필요합니다. 추가로, 적정 온도는 식물의 효율적인 대사 활동과 성장을 결정짓습니다. 식물 종에 따라 최적의 성장 온도가 다르기 때문에, 각 식물에 맞는 온도를 유지하는 것이 중요합니다. 공기 중의 이산화탄소는 광합성에서 중요한 원료이며, 식물의 호흡 과정에도 필요합니다. 마지막으로, 토양의 pH는 식물이 토양에서 영양소를 흡수하는 능력에 영향을 및비니다. 적절한 pH 조건은 영양소의 가용성을 높여 식물이 필요로 하는 미네랄을 쉽게 흡수하게 돕습니다.
Q. 수소는 핵이 1개, 헬륨은 핵이 2개입니다. 과학영상에서는 수소 4개가 모여서 헬륨이 된다고 하는데 핵의 갯수가 왜 다를까요?
안녕하세요. 수소 원자핵이 헬륨 원자핵으로 변환되는 과정은 핵융합 반응을 통해 이루어집니다. 이 반응은 주로 태양과 같은 별의 내부에서 발생하며, 매우 높은 온도와 압력 조건 하에서만 가능합니다. 수소 원자핵ㅡ포로톤ㅡ들이 충돌하여 결합하면서 헬륨이 형성되는 과정에서 에너지가 방출됩니다. 태양의 핵에서는 수소 원자핵 4개가 결합하여 하나의 헬륨 원자핵을 형성하는데, 이 과정을 프로톤-프로톤 체인 반응이라고 합니다. 간단히 설명하면, 두 개의 수소 원자핵이 합쳐저 중수소를 형성하고, 중수소와 또 다른 수소 원자핵이 합쳐져 헬륨-3을 만들며, 최종적으로 두 개의 헬륨-3 원자핵이 결합하여 헬륨-4를 형성하고, 이 과정에서 두 개의 프로톤이 다시 방출됩니다. 이러한 핵융합 반응에서 중요한 점은, 원자핵이 결합하는 과정에서 질량의 일부가 에너지로 변환된다는 것입니다. 이는 아인슈타인의 질량-에너지 등가원리(E=mc²)에 따라, 질량의 소실이 에너지 방출로 이어집니다. 따라서 실제로는 수소 원자핵 네 개의 질량이 헬륨 원자핵 하나의 질량과 완전히 동일하지 않으며, 그 차이만큼의 에너지가 태양에서 방출되는 것입니다.