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생물·생명
Q. 사람이나 동물들의 신체는 1년에 한번씩 어느정도씩 성장하는 것이 일반적인가요?
사람이나 동물의 성장은 종에 따라서도 크게 차이가 나지만, 개체에 따라서도 차이가 큰 부분입니다.먼저 사람의 경우 보통 18~19세쯤 육체적인 성장이 완료됩니다. 성인 키에 도달하는 시기는 여자는 만 14~16세, 남자는 16~18세 정도입니다.특히 출생 후 약 2세까지가 제1의 급성장기로, 성장이 급속하게 이루어지며 2세부터 사춘기 전까지는 비교적 천천히 자라며, 연간 4~6cm 정도 성장합니다.그리고 사춘기~16세정도까지가 제2의 급성장기로 성장 속도가 다시 증가하는데, 사춘기 시작 시기는 개인차가 매우 큰 부분이죠. 그리고 사춘기 이후~성숙기까지 성장 속도가 급격히 줄어들다가, 연간 2cm 미만으로 자라면서 성장이 멈추게 됩니다.동물은 워낙 종류가 많으니.. 가장 흔하게 볼 수 있는 개를 예로 들어보면 개들 역시 종에 따라 상당한 차이가 있습니다.그렇지만, 보통 소형견은 생후 약 12개월까지 성장하고 중형견은 생후 약 12~16개월까지, 대형견은 생후 약 18~24개월까지 성장하며, 초대형견은 생후 약 24~36개월까지 성장하는 경우가 많습니다.그리고 사람과 동물의 성장에 필수적인 영양분은 매우 다양하며, 그 종류만큼이나 균형 잡힌 섭취가 중요합니다.대표적으로 단백질, 칼슘, 비타민류, 아연, 철분, 칼륨, 마그네슘, 지방산 등이 있고, 이 외에도 성장기에는 충분한 에너지 공급이 필요한데, 이를 위해 밥과 같은 곡류 등이 주된 에너지 공급원 역할을 합니다.
생물·생명
Q. 사람이나 동물들은 일정하게 체온유지를 해주는데, 체온을 유지해주는 신체기능은 무엇이 있는지 궁금합니다.
체온 조절은 주로 뇌의 시상하부가 중심적인 역할을 합니다.시상하부는 우리 몸의 온도 조절 중추로, 몸의 내부 온도와 피부 온도를 감지하여 체온이 너무 높거나 낮을 때 적절한 반응을 지시하는 것이죠.만일 몸이 추위를 느끼면 시상하부는 혈관을 수축시키거나, 떨림, 대사율 증가, 닭살과 같은 입모근 수축 등의 반응으로 열 생산을 늘리고 열 손실을 줄이도록 명령합니다.반대로 더위를 느끼면 시상하부는 열 손실을 늘리고 열 생산을 줄이도록 명령합니다. 대표적인 반응이 혈관 확장, 땀 분비, 대사율 감소, 호흡수의 증가 등이죠.결론적으로 사람과 동물은 뇌의 시상하부를 중심으로 자율신경계와 호르몬 조절, 그리고 다양한 행동적 변화를 통해 체온을 일정하게 유지하는 것입니다.
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.