안녕하세요
생물·생명
Q. 미생물 mfc 발전기에서 유산균으로 전기를 생산하지 못하나요?
김치나 요구르트처럼 pH가 3 정도로 낮은 환경에서는 대부분의 미생물이 생존하기 어렵습니다.이러한 환경에서는 산성에 강한 유산균과 같은 특정 미생물만 우점적으로 살아남을 수 있죠.유산균은 주로 발효를 통해 에너지를 얻고 젖산을 생성합니다. 이 과정에서 전자를 외부 전극으로 직접 전달하여 전기를 생산하는 능력이 매우 제한적이거나 거의 없다고 봐도 무방합니다.그리고 미생물 연료전지에서 전기를 생산하는 주요 미생물은 외부 전자 수용체로 전극을 활용할 수 있는 전기생성 미생물 또는 전극활성 미생물입니다. 대표적으로 Geobacter, Shewanella 같은 특정 세균들이 이에 해당합니다.다시 말해 현재로서는 유산균 자체를 직접적으로 전기 생산 능력이 있는 미생물로 전환하는 것은 매우 어렵습니다. 유산균은 대사 경로 자체가 전극을 통한 전자 전달과는 거리가 있기 때문입니다.물론 앞서 말씀드린 전기생성 미생물을 첨가하고, pH를 조절하고, 전력 생산 미생물이 필요로 하는 적절한 탄소원과 질소원 등 영양분을 충분히 공급하여 미생물 활성을 극대화한다면 다시 시도해 볼 수는 있습니다.결론적으로 발효식품 자체에 내재된 미생물만으로는 효율적인 전력 생산이 어렵습니다만, 전기생성 미생물을 접종하고, 최적의 환경 조건을 조성하며, MFC의 구조적 문제를 개선한다면 어느정도 가능성은 있습니다. 다음 실험에서는 pH 조절과 함께 전력 생산 미생물 접종을 고려해 보시는 것을 추천합니다.
생물·생명
Q. 어두운곳에서 잘 자라는 식물도 있나요?
완전한 어둠 속에서 자라는 식물은 없습니다.하지만, 햇빛이 거의 없어도 생존하고 자랄 수 있는 식물들이 존재합니다. 이런 식물들은 광합성을 하지 않는다는 의미가 아니라 매우 적은 빛에도 적응하거나, 다른 방식으로 영양분을 얻는 경우입니다.이런 식물들 대부분은 매우 약한 빛에서도 효율적으로 광합성을 할 수 있도록 진화했는데, 숲의 바닥처럼 햇빛이 적게 드는 곳에서 흔히 볼 수 있는 식물들입니다. 또 극히 일부 식물은 죽은 유기물을 분해하거나, 곰팡이와 공생하며 영양분을 얻기도 하는데, 이런 식물들은 빛이 거의 없는 환경에서도 생존할 수 있습니다.다만, 빛이 부족하면 광합성 효율이 떨어지기 때문에, 어두운 곳에서 잘 자라는 식물들은 일반적으로 성장이 매우 느립니다.혹시 이끼와 같은 선태식물을 생각하신 것일 수도 있는데, 이끼도 매우매우 약한 빛에 광합성을 합니다. 이끼는 햇빛이 거의 없는 어두운 곳에서 잘 자라는 것처럼 보이지만, 사실은 매우 적은 빛에도 광합성을 효율적으로 할 수 있는 식물입니다. 다만, 관다발 조직이 없고 헛뿌리를 가지고 있으며 포자로 번식한다는 점에서 고등 식물과는 차이가 있지만, 분명 광합성을 하는 식물입니다.
생물·생명
Q. 상위 포식자일수록 체내 중금속이 많잖아요?
말씀하신 대로 먹이 사슬의 상위에 있을수록 중금속이 축적될 가능성이 높으며, 이를 생물 농축 또는 생물 확대라고 합니다. 그리고 육해공 동물 중에서는 바다 생물, 특히 대형 포식성 어류와 해양 포유류가 중금속을 가장 많이 함유하고 있을 가능성이 높습니다.왜냐하면, 산업 활동이나 광업, 폐기물 처리 등으로 인해 중금속이 강이나 대기를 통해 바다로 유입되게 되고, 또한 바다 먹이 사슬은 육상 먹이 사슬보다 길고 복잡한 경우가 많은데, 플랑크톤이 중금속을 흡수하고, 이를 작은 물고기가 먹고, 다시 큰 물고기가 먹는 식으로 중금속이 계속 농축되는 것입니다.특히 참치나 상어, 황새치 등 대형 포식성 어류는 주로 작은 물고기들을 먹고 살기 때문에 먹이 사슬 최상위에서 수은과 같은 중금속을 고농도로 축적합하는데 그 중에서도 메틸수은은 신경 독성이 강해 인체에 해로울 수 있습니다.
생물·생명
Q. 거북이들은 알을 낳기 위해서 바다에서 생활을 하다가 육지 모래속에 알을 낳고 다시 바다로 가는데, 이 회귀본능은 어떤 원리인지 궁금합니다.
바다거북이 알을 낳기 위해 육지로 돌아오는 것은 생존 원리 때문입니다.먼저 바다거북의 알은 물속에서 숨을 쉴 수 없습니다.알 속의 배아는 산소를 흡수해야 하는데, 물속에서는 이것이 불가능하죠. 그래서 알이 육지, 특히 모래 속에 묻혀 있을 때 알껍질을 통해 산소가 공급됩니다. 또한, 알이 정상적으로 발달하려면 따뜻한 온도가 필요한데, 해변의 모래는 이러한 조건을 만족하는 환경인 것입니다.따라서 바다거북은 바다에서 알을 낳을 수 없습니다.암컷 바다거북은 자신이 태어난 해변으로 돌아와 알을 낳는 본능이 있습니다. 이는 유전적으로 프로그래밍된 행동으로, 태어날 때 해변의 독특한 지자기 신호를 기억하여 나중에 번식기가 되면 그 신호를 따라 되돌아오는 것으로 알려져 있습니다. 자신이 성공적으로 태어난 곳이라면 자식들도 성공적으로 태어날 가능성이 높다고 알고 있는 진화 전략인 셈이죠.
생물·생명
Q. 조류의 경우에도 희귀종류는 보호종으로 보호를 받는데, 전세계적으로 각각의 희귀종에 대한 개체수를 어떻게 확인하나요?
사실 상당히 의외의 과학적 방법이 있는 것은 아닙니다.가장 기본적이고 직접적인 방법은 직접 관찰하고 조사하는 것입니다. 즉, 전문가들이나 숙련된 조류 관찰자들이 현장에서 새들을 직접 관찰하고 기록하는 것이죠.또는 개체 식별을 통해 이동 경로, 수명, 번식 성공률 등 심층적인 정보를 얻는 방법도 있으며, 일반 대중의 참여를 통해 방대한 데이터를 수집하는 말 그대로 인해전술로 데이터를 수집하는 경우도 많습니다.