Doctor of Public Health 전상훈입니다
생물·생명
Q. 매미가 계속 우는 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 매미가 여름철에 지속적으로 울음소리를 내는 현상은 생물학적 및 생태적 관점에서 매우 중요한 의미를 지닙니다. 매미의 울음소리는 주로 수컷 매미에 의해 발생하며, 이는 주로 짝짓기 신호로 작용합니다. 수컷 매미는 특유의 울음소리를 통해 암컷 매미를 유인하며, 이 소리는 각 종마다 고유한 특성을 지니고 있어 암컷 매미가 같은 종의 수컷을 구별하는 데 도움을 줍니다. 울음소리는 매미의 복부에 위치한 발음기(tymbal)라는 구조에서 생성되며, 발음기의 진동을 통해 소리를 발생시키고 매미의 몸 전체를 공명체로 사용하여 소리를 증폭시킵니다.
화학
Q. 염산에 성분은 무엇으로 이루어져 있나요?
안녕하세요. 염산(Hydrochloric acid)은 물(H₂O)에 염화수소(Hydrogen chloride ; HCl) 기체를 용해하여 만든 강산입니다. 염산은 본질적으로 염화수소 분자가 물에 녹아 수소 이온(H⁺)과 염화 이온(Cl⁻)으로 해리된 상태로 존재합니다. 이 강력한 산성 용액은 다양한 물질을 용해할 수 있는 능력을 가지고 있으며, 주로 산업적 용도나 실험실에서 사용됩니다. 사람이나 동물의 위액과 염산은 상당한 유사성을 가지고 있지만, 위액은 단순한 염산 용액보다 복잡한 성분으로 이루어져 있습니다. 위액에는 염산뿐만 아니라 펩신(소화 효소)과 점액도 포함되어 있습니다. 염산은 위액에서 매우 중요한 역할을 하며, 단백질 분해를 돕고 위의 pH를 낮추어 병원균을 제거하는 데 기여합니다. 위액의 pH는 보통 1.5에서 3.5사이로, 이는 매우 강한 산성을 나타냅니다. 염산은 위 내에서 이러한 산성을 유지하며, 소화 과정에서 음식물을 분해하고 위를 감염으로부터 보호하는 중요한 역할을 합니다. 그러나 순수한 염산은 위액보다 훨씬 더 강한 부식성을 가지고 있으며, 실험실에서 사용하는 농축된 염산은 금속을 포함한 다양한 물질을 빠르게 용해할 수 있습니다.
화학
Q. 용암은 어떤화학적반응으로 인해서 그렇게 뜨거워지는건가요?
안녕하세요. 용암의 고온은 화학적 반응의 결과라기보다는 지구 내부에서 일어나는 열역학적 과정에 의해 주로 발생합니다. 지구 내부의 열은 다양한 원천으로부터 기인하는데, 이 중 주요한 것은 지구 형성초기에 축적된 원시 열과 방사성 물질의 붕괴로 인해 발생하는 열, 그리고 지구 내부의 압축에 의한 열 입니다. 이들 열원은 지구의 맨틀과 핵에서 열을 지속적으로 생성하여, 이러한 열이 마그마의 형태로 지표면으로 이동하면서 용암이 형성됩니다. 마그마가 지표면으로 상승하는 과정에서 주변 암석을 녹이고, 높은 온도와 압력 하에서 다양한 물리적 변화가 일어납니다. 이 과정에서 마그마의 온도는 수백에서 수천도까지 올라갈 수 있으며, 이는 마그마가 지표면에 도달했을 때 관찰할 수 있는 용암의 높은 온도를 설명합니다. 또한, 용암이 땅 표면에 노출될 때 공기와 접촉하면서 방출되는 열은 주변 환경에도 영향을 미칩니다. 이러한 과정은 지구의 지질 활동을 이해하는 데 중요한 열쇠이며, 화산 활동과 같은 자연 재해의 원인을 규명하는 데에도 기여합니다.
생물·생명
Q. 매미가 비가 올때는 울지 않고 비가 그치면 우는이유는 무엇인가요? 또 비올땐 어디에 있나요?
안녕하세요. 매미가 비가 내리는 동안 울지 않는 현상과 비가 그친 후 다시 우는 행동은 그들의 생태적 적응과 밀접한 연관이 있습니다. 비가 오는 동안 매미는 주로 활동을 줄이고, 자신을 보호하기 위해 나무 껍질 아리내 나뭇잎 사이와 같은 비교적 보호된 장소에 숨어 있습니다. 이는 매미가 비로 인한 물리적 손상과 저체온증을 피하기 위한 생존 전략의 일환입니다. 또한, 매미의 발성 기관인 "막"은 습기에 약해 비가 많이 오는 환경에서는 효과적으로 소리를 내지 못할 수 있습니다. 비가 그치고 환경이 건조해지며 기온이 상승하게 되면, 매미는 다시 활동을 시작합니다. 이 시점에서 매미는 소리를 내어 짝짓기를 위한 신호를 보내거나 자신의 영역을 다른 매미에게 알리기 위해 울기 시작합니다. 이러한 소리 내기는 매미에게 에너지 소비가 큰 행동이므로, 기상 조건이 적합할때만 행해지는 것입니다.
생물·생명
Q. 염생식물의 근권미생물이 식물의 염 스트레스를 저감한다는 근거가 적절할까요?
안녕하세요. 염생식물의 근권 미생물이 염 스트레스를 저감하는 데 도움을 줄 수 있다는 주장은 과학적으로 상당히 타당한 주장입니다. 이러한 미생물은 특히 염분이 높은 환경에서 자라는 식물들의 뿌리 근처에서 발견되며, 이들은 생존하기 위해 삼투 조절 물질과 항산화 효소를 비롯한 여러 방어 메커니즘을 발달시킵니다. 삼투 조절 물질은 뿌리 세포의 내부 삼투압을 조절하여 높은 염분 농도에서도 수분을 유지할 수 있도록 돕고, 항산화 효소는 환경 스트레스로 인해 발생하는 활성 산소 종으로부터 세포를 보호합니다. 이러한 물질들이 식물로 이동하거나 식물이 이용할 수 있는 형태로 변환되어, 식물이 염분 스트레스를 더 잘 견디도록 도와줍니다. 따라서, 이러한 미생물은 식물의 스트레스 저항성을 증가시키는 중요한 역할을 하며, 특히 염분에 의한 스트레스가 심한 환경에서 자라는 식물들에게 필수적일 수 있습니다. 이와 같은 연구 결과들은 염생시물이 그들의 근권 미생물과 어떻게 상호작용하여 극한 환경에서 생존하는지에 대한 이해를 높이는 데 기여하고 있습니다.