답변 내역

안녕하세요. 질문해주신 것처럼 식물은 모두 물과 햇빛이 필수입니다. 하지만 선인장의 경우에는 사막이라는 건조하고 고온의 극한 환경에 적응한 예시이기 때문에 많은 양의 물을 필요로 하지 않습니다. 선인장의 줄기를 잘라 보면 내부가 단단하지 않고, 스펀지처럼 물을 머금을 수 있는 조직으로 이루어져 있으며 이 조직을 저수 조직이라고 하는데요, 비가 올 때 짧은 시간에 대량의 물 흡수하여 줄기 내부에 저장하고 있다가 수개월 이상 서서히 사용합니다. 그래서 겉보기에는 말라 있어도 내부에는 상당량의 수분이 남아 있는 경우가 많습니다. 또한 선인장의 뿌리는 깊게 내려가지 않는데요, 대신 지표면 바로 아래로 매우 넓게 퍼져 있는 형태입니다. 따라서 물을 너무 많이 주게 될 경우에 오히려 뿌리가 썩을 수 있습니다. 감사합니다.

안녕하세요.말씀하신 것처럼 빗물이나 오염된 물을 직접 끓여 마시는 것보다, 수증기를 모아 응축시키는 증류 방식이 가장 안전한 방법 중 하나입니다. 물을 끓이면 분명히 많은 위험 요소가 제거되지만, 한계가 있는데요 세균이나 바이러스 등의 병원체는 사멸할 수 있으나 중금속이나 농약을 비롯한 각종 화학물질은 제거되지 않습니다. 증류는 매우 단순한 자연 원리를 이용하는데요 우선 물을 가열하면 수증기가 되고 수증기는 순수한 H₂O 분자 위주이며 무거운 오염물질, 염분, 미생물의 경우에는 증발하지 못하고 남습니다. 이때 수증기를 식혀 다시 물로 만들면 상대적으로 매우 깨끗한 물을 얻을 수 있는 것입니다. 냄비를 이용한 방법이 있는데요, 냄비 바닥에 오염된 물을 붓습니다. 냄비 중앙에 빈 컵을 놓고 냄비 뚜껑을 거꾸로 덮습니다. 이때 중앙이 가장 낮아지도록 물을 끓이고 수증기가 뚜껑에 맺혀 물방울이 되면, 중앙으로 떨어져 컵에 모입니다.이때 컵에 모이는 물이 바로 증류수입니다. 감사합니다.

안녕하세요. 질문해주신 것처럼 I₂가 F₂보다 끓는점이 훨씬 높은 이유는 분자량 자체보다는 전자 구름의 크기와 분극성에 의해 결정되는 분산력의 차이 때문입니다. 끓는점은 본질적으로 분자와 분자 사이를 붙잡고 있는 힘인 분자 간 인력을 끊는 데 필요한 에너지의 크기인데요, F₂와 I₂는 모두 이원자 비극성 분자이고 수소 결합과 쌍극자–쌍극자 상호작용을 하지 않기 때문에 유일하게 작용하는 분자 간 인력은 분산력이라고 볼 수 있으며, 따라서 두 물질의 끓는점 차이는 분산력이 얼마나 강한가로 설명해야 합니다. 분산력은 순간적인 전하 불균형에서 시작되는데요, 전자는 항상 움직이고 있기 때문에 어느 순간 한쪽으로 쏠리면 순간 쌍극자가 생성되고 이 쌍극자가 이웃 분자의 전자 분포를 왜곡하면서 그 결과 생기는 약한 인력을 분산력이라고 하는 것입니다. 이때 I₂는 순간 쌍극자가 더 크게 형성되고 이웃 분자에 미치는 영향도 크며 분자 간 인력이 훨씬 강합니다. 즉, I₂는 전자 수가 많고 전자 구름이 크며 쉽게 왜곡되기 때문에, 분자 간 분산력이 매우 강해 높은 끓는점을 가지는 것입니다. 감사합니다.

안녕하세요.질문해주신 것처럼 실제로 초기의 냉동 기술에서는 난자가 많이 손상되었고 성공률도 매우 낮았지만 현재 임상에서 사용되는 냉동난자 기술은 생물학적으로 상당히 정교한 원리에 기반해 발전해 왔습니다.요즘 냉동난자는 천천히 얼리는 방식이 아니라 유리화라는 방법으로 얼립니다. 난자는 인체에서 가장 큰 단일 세포 중 하나이며, 내부에 물이 매우 많은데요 물이 천천히 얼면 얼음 결정이 만들어지는데, 이 얼음 결정은 세포막과 세포 내부 구조를 찢어버립니다. 그래서 과거에는 냉동 난자의 생존률이 낮았습니다. 유리화 냉동은 말 그대로 얼음이 되지 않고 유리처럼 굳게 만드는 방식인데요, 우선 난자 안의 물을 극단적으로 줄입니다. 난자를 바로 얼리지 않고, 동결보호제라는 물질에 단계적으로 담그고 이 물질은 세포 안의 물을 밖으로 빼내고, 대신 얼지 않는 물질로 채웁니다. 이후 영하 196도의 액체질소에 순간적으로 넣어 너무 빨리 얼어버리기 때문에 물 분자가 정렬할 시간조차 없고, 얼음 결정이 만들어지지 않습니다. 이 결과, 난자 내부는 결정 구조가 없는 고체 상태, 즉 유리처럼 굳은 상태가 됩니다. 이 상태에서는 세포 구조가 거의 손상되지 않는 것입니다. 중요한 점은, 난자가 죽었다가 살아나는 것이 아니라 애초에 생물학적 손상이 거의 없는 상태로 정지되어 있다가 다시 정상 온도로 돌아오는 것입니다. 이후 해동 과정도 매우 빠르게 진행하며, 동결보호제를 단계적으로 제거해 삼투압 충격을 최소화합니다. 이 과정을 잘 거친 난자는 형태나 염색체, 세포막 기능이 신선 난자와 거의 동일하게 회복됩니다. 감사합니다.

안녕하세요.원숭이는 기본적으로 체온 조절 능력이 약한 편이며, 열대, 아열대 환경에 최적화된 진화 경로를 거쳐 왔는데요 물론 일본원숭이처럼 추위에 적응한 예외적인 종도 존재하지만, 이들은 두꺼운 털과 행동적 적응이라는 매우 특수한 조건을 갖추고 있습니다. 한반도는 빙하기 동안 혹독한 한랭과 건조 환경을 반복적으로 겪었고, 숲이 크게 축소되는 시기가 많았는데요 이런 환경은 나무 위 생활에 의존하는 영장류에게 매우 불리합니다.중국 남부에는 현재도 원숭이가 다양하게 분포하지만, 이들은 주로 산림이 연속된 지역을 따라 이동하며 확산합니다. 빙하기 동안 한반도는 육지로 연결되긴 했지만, 그 연결 구간은 초원, 툰드라에 가까운 환경이었을 가능성이 높으며 즉 땅은 이어졌지만 숲은 이어지지 않았다는 점이 중요합니다. 숲이 끊긴 구간은 원숭이에게 사실상 장벽과 같습니다.인류의 영향도 완전히 배제할 수 없는데요 한반도는 비교적 이른 시기부터 인구 밀도가 높았고, 산림 이용과 사냥 압력이 강했습니다. 만약 소규모 원숭이 집단이 존재했더라도, 농경 사회 확장 과정에서 빠르게 소멸되었을 가능성이 있습니다. 실제로 세계 여러 지역에서 원숭이는 인간 활동에 매우 취약한 종으로 알려져 있습니다. 감사합니다.

안녕하세요.질문해주신 것처럼 나이가 들수록 시간이 더 빠르게 지나간다고 느끼는 데에는 심리적 요인뿐 아니라 생물학적 이유가 함께 작용하는데요, 이때 뇌의 정보 처리 방식 변화가 중요한 역할을 합니다. 어린 시절에는 새로운 자극이 매우 많습니다. 처음 가는 학교, 처음 배우는 규칙, 처음 만나는 사람들처럼 매일이 새로운 정보로 가득 차 있기 때문에 뇌는 많은 장면을 세밀하게 저장하는데요, 이때 기억의 밀도가 높아지면서, 나중에 돌아보면 시간이 길게 느껴집니다. 반면 성인이 될수록 일상은 반복적이 되고 예측 가능해집니다. 뇌는 익숙한 자극을 효율적으로 처리하며 세부 정보를 덜 저장하게 되고, 그 결과 회상할 때 남아 있는 기억의 표식이 줄어들어 시간이 압축된 것처럼 느껴집니다. 또한 인간은 시간을 시계처럼 정확히 저장하지 않고, 기억된 사건의 수와 강도를 통해 시간을 추정하는데요 새로운 경험이 많을수록 많은 일이 있었다고 느끼며 시간이 길게 인식되고, 반대로 특별한 사건이 적으면 벌써 이렇게 지났나라는 느낌이 강해집니다. 나이가 들수록 기억에 남을 만한 사건의 빈도가 상대적으로 줄어들기 때문에, 주관적 시간은 빨라지는 방향으로 왜곡되는 것입니다. 감사합니다.

안녕하세요. 질문해주신 것처럼 과거에는 산에서 나오는 물은 깨끗하다는 인식이 강했지만, 현대 과학과 환경 변화의 관점에서 보면 그냥 마시는 것은 권장되지 않습니다. 과거에는 인구 밀도가 낮았고 가축 사육 규모가 작았으며 산업 오염원이 거의 없었기 때문에 산속 물에 병원성 미생물이 섞일 확률이 상대적으로 낮았습니다. 또한 당시에는 위생 개념이나 미생물에 대한 인식이 지금처럼 정교하지 않았기 때문에, 실제로 가벼운 설사나 감염이 발생해도 원인을 물로 인식하지 못한 경우가 많았습니다. 하지만 요즘에는 그냥 산속에 있는 물을 마시는 것은 권장되지 않는데요, 산에서 흐르는 물이 위험해진 가장 큰 이유는 미생물 오염입니다. 이러한 미생물들은 야생동물의 배설물, 가축의 분뇨, 토양 침출수를 통해 물에 유입됩니다. 물이 맑다고 해서 세균이나 기생충이 없다는 뜻이 아니며, 오히려 차갑고 맑은 물에서도 병원성 미생물은 충분히 생존합니다. 또한 비료 성분, 비소나 카드뮴과 같은 중금속, 도로·시설물에서 유입되는 오염물과 같은 화학적 오염도 문제가 됩니다. 감사합니다.

안녕하세요. 질문해주신 불멍용 가루가 다양한 색을 내는 원리는 금속 원소의 불꽃 반응 때문인데요, 가루 속에 포함된 특정 금속 이온들이 불꽃의 열에 의해 들뜬 상태가 되었다가 다시 안정 상태로 돌아오면서 고유한 파장의 빛을 방출하는 것입니다. 불멍용 가루에는 염화구리, 황산구리, 염화나트륨, 염화칼륨, 붕산염 등의 금속염과, 연소를 돕는 안정적인 무기 담체가 들어있는데요, 이 가루들이 폭발하거나 연료 역할을 하는 물질이 아니라 이미 타고 있는 불에 색만 추가하는 역할을 하는 물질이라는 것입니다.불꽃 속 온도는 수백~수천 도에 이르며, 이 열에 의해 가루 속 금속 원자의 전자가 에너지를 흡수해 더 높은 에너지 준위로 이동하는데요, 하지만 이 상태는 매우 불안정하기 때문에, 전자는 곧 다시 원래 자리로 돌아오며 그 차이만큼의 에너지를 빛의 형태로 방출합니다. 이때 방출되는 빛의 파장, 즉 색깔은 원소마다 전자 구조가 다르기 때문에 항상 일정하고 그래서 같은 물질은 언제나 같은 색을 냅니다. 불멍용 가루에서 흔히 나타나는 색은 나트륨(Na) → 선명한 노란색, 칼륨(K) → 연보라색, 구리(Cu) → 파란색, 청록색, 붕소(B) → 밝은 초록색, 칼슘(Ca) → 주황빛 붉은색, 스트론튬(Sr) → 진한 붉은색이며 이때 여러 금속염을 혼합하면, 하나의 불꽃 안에서도 파랑·초록·보라가 섞인 오묘한 색 변화가 나타나게 됩니다. 감사합니다.

안녕하세요. 질문해주신 브로콜리는 세포 하나하나가 특별히 더 많이 분열했다기보다는 분열이 가장 활발한 조직이 멈추지 않은 채 반복적으로 증식한 구조라고 보시면 될 것 같습니다. 우리가 먹는 브로콜리는 잎이나 줄기가 아니라 개화 직전의 꽃봉오리인데요, 즉 브로콜리는 꽃이 피기 직전 상태가 덩어리로 모여 있는 구조이며, 각 돌기 하나하나가 사실상 아직 피지 않은 작은 꽃봉오리에 해당합니다. 이 지점에서 핵심이 되는 것이 바로 분열조직인데요, 식물의 세포분열은 몸 전체에서 무작위로 일어나는 것이 아니라, 생장점이라는 특정 조직에서만 집중적으로 일어납니다. 브로콜리의 표면을 구성하는 대부분의 조직은 정단 생장점, 화서 생장점이 계속해서 활성화된 상태를 유지한 경우입니다. 브로콜리는 정상적인 발달 과정이라면 생장점 → 꽃봉오리 → 꽃 개화 → 열매 형성으로 이어져야 하지만, 브로콜리는 개화 단계로 넘어가기 직전에서 생장이 정지된 채 유지되도록 품종 개량이 되어 있습니다. 그 결과 화서 생장점이 계속해서 새로운 작은 생장점을 만들어내고 각각이 또 미성숙 꽃봉오리로 분화하면서 프랙탈처럼 반복된 구조를 형성하게 된 것입니다. 감사합니다.

안녕하세요.질문해주신 것처럼 거북이는 수명이 인간에 비해서 훨씬 길고 장수하는 생명체로 알려져 있습니다. 거북이가 십장생의 상징이 된 이유는 단순한 민속적 이미지가 아니라, 실제로 생물학적으로도 매우 장수하는 동물군이기 때문인데요, 모든 거북이가 100년을 사는 것은 아니지만, 일부 종은 실제로 그에 근접하거나 이를 초과합니다. 예를 들어 갈라파고스육지거북, 알다브라육지거북은 자연 상태에서도 100~150년 이상 사는 사례가 보고되어 있습니다. 우선 거북이는 변온동물이며, 체온과 대사 속도가 외부 환경에 크게 의존하는데요, 따라서 산소 소비량이 낮고 에너지 사용 속도가 느리며 이로 인해 활성산소 생성량이 적습니다. 활성산소는 세포 노화의 주요 원인 중 하나인데, 거북이는 대사 자체가 느려 세포 손상이 누적되는 속도가 극히 느린 것입니다. 또한 거북이는 단순히 대사가 느린 것뿐 아니라, 유전적으로도 노화에 강한 특성을 가지고 있는데요, DNA 손상 복구 능력이 뛰어나기 때문에 암 발생률이 낮고 세포분열 시에 오류율도 낮습니다. 또한 일반적으로 텔로미어는 나이가 들수록 짧아지는데요, 거북이는 텔로미어 단축 속도가 매우 느리며 일부 종은 성체 이후에도 비교적 안정적으로 유지되기 때문에 수명이 긴 것입니다. 감사합니다.