안녕하세요. 김지호 전문가입니다.
Q. 안녕하세요. 언제나 당신 편입니다. 사람도 소통하는 것 처럼 동물도 소통을 하는데 나무들은 어떻게 서로 의사소통을 할 수 있을까요? 궁금합니다.
안녕하세요. 나무는 단순히 정적인 존재가 아니라, 여러 방식으로 주변 환경과 소통하며 살아가는데요, 나무의 소통방식에는 화학적, 전기적, 기계적(물리적) 신호 전달이 있습니다. 그중 대표적인 소통방식이라고 할 수 있는 화학적 소통에 대해 말씀드리겠습니다. 나무는 휘발성 유기화합물(VOCs, Volatile Organic Compounds)을 방출하거나 뿌리를 통해 화학물질을 교환하며 다른 생물과 소통하게 됩니다. 예를 들어서 애벌레가 잎을 갉아먹으면, 나무는 휘발성 물질(예: 자스몬산 유도체)을 방출하여 주변 나무들에게 경고하며, 이를 받은 나무들은 방어 물질(탄닌, 페놀류 등)을 증가시켜 해충을 쫓거나 독성을 높이게 됩니다. 또한 나무는 뿌리를 통해 균근(미코리자) 곰팡이와 영양분을 교환하며, 이 균사를 통해 다른 나무들과 정보를 주고받는데요, 이를 "우드 와이드 웹(Wood Wide Web)"이라고도 부릅니다. 일부 나무는 주변 경쟁자를 방해하기 위해 알레로케미컬(allelopathy, 타감작용 물질)을 분비하여 다른 식물의 성장을 억제하기도 합니다.
Q. 안녕하세요. 언제나 당신 편입니다. 해양 동물은 어떻게 빛을 생성할까요? 궁금합니다.
안녕하세요. 해양생물들이 발광할 수 있는 원리에 대해서 설명해드리겠습니다. 대표적으로 발광하는 해양생물로는 해파리가 있는데요, 해파리가 빛날 수 있는 이유는 고유의 발광 단백질인 '에쿼린(aequorin)' 때문입니다. 에쿼린이란 푸른색 빛을 발생시키는 발광 단백질인데요, 이외에도 초록색 빛을 띠는 경우는 '녹색형광단백질(GFP)'를 가지고 있기 때문입니다. 이러한 해양발광생물의 경우에는 포식자로부터 몸을 지키기 위해서, 먹이를 유인하기 위해서, 또는 서로 소통하기 위해서 바닷속에서 빛을 내는 것이라고 보시면 됩니다.
Q. 운동을 할때 인상을 써야 힘이 나는 이유가 무엇일까요
안녕하세요. 무거운 것을 들 때 얼굴을 찡그리는 현상은 신경생리학적, 생체역학적, 그리고 심리적 요인이 복합적으로 작용한 결과라고 보시면 됩니다. 무거운 것을 들 때는 단순히 팔과 다리의 근육뿐만 아니라 전신의 근육이 동시에 긴장하는데요, 이 과정에서 얼굴 근육도 무의식적으로 활성화되어 인상을 쓰게 되는 것입니다. 특히 얼굴과 턱 근육(저작근, 안면근)이 긴장하면 신체 전체의 힘을 효율적으로 전달하는 데 도움이 됩니다. 또한 힘을 쓰려면 뇌의 운동 피질(motor cortex)에서 강한 신호를 보내야 하는데, 이때 얼굴 근육도 함께 자극될 수 있으며, 강한 힘을 내기 위해 얼굴을 찡그리는 것이 자연스럽게 동반됩니다. 이외에도 힘을 내야 하는 순간, 몸은 교감신경을 활성화하여 투쟁-도피(fight-or-flight) 반응을 유도하게 되는데요, 이때 눈썹을 찌푸리고, 입술을 굳히는 표정이 자연스럽게 나타나는데, 이는 집중력과 공격성을 높이기 위한 본능적 반응으로 볼 수 있습니다.
Q. 집단면역은 구성원의 몇 %정도가 항체를 보유할 때를 말하나요?
안녕하세요."집단면역"이란 집단의 대부분이 감염병에 대한 면역력을 가진 상태를 말하는 것인데요, 이러한 집단면역은 감염(infection)이나 예방접종(vaccination)을 통해 집단의 상당 부분이 전염병에 대한 면역을 가진 상태가 되었음을 의미합니다. 이론적으로 집단면역은 구성원의 60~70% 이상이 항체를 가져 집단 내 바이러스 전파가 효과적으로 차단되는 상태를 말합니다. 하지만 항체 양성률이 높더라도 변이가 계속 생기는 코로나19 특성을 고려하면 집단면역에 도달하는 건 불가능하다는 평가도 있습니다. 이는 항체 보유율만 놓고 보면 집단감염이 가능할 것 같지만, 코로나 19의 경우 변이가 계속 발생하였기 때문입니다. 변이가 잇따르는 코로나19 특성을 고려하면, 국민 90% 이상이 항체를 가져도 효과적인 감염 차단은 어렵다는 것입니다.
Q. 바이러스의 치명율이 보통 낮아지는 이유는 무엇인가요?
안녕하세요.새로운 형태의 바이러스가 처음 등장했을 때 치명률이 높더라도, 시간이 지나면서 점점 낮아지는 이유는 바이러스와 숙주(인간)의 상호 적응 과정 때문이라고 보시면 됩니다. 바이러스는 돌연변이를 통해 계속 변이하면서 더 생존에 유리한 방향으로 진화하는데요, 이때 치명률이 높은 바이러스는 감염된 숙주를 빠르게 사망시키기 때문에 전파력이 제한될 수 있습니다. 반면, 숙주를 오래 살아남게 하면서도 전파력이 높은 변이가 진화적으로 더 유리하게 작용합니다. 따라서 시간이 지나면서 자연스럽게 전파력이 높고 치명률이 낮은 변종이 우세종이 될 가능성이 큽니다. 실제로 COVID-19 바이러스(사스코로나바이러스-2, SARS-CoV-2)도 델타 변이(치명률↑)보다 오미크론 변이(전파력↑, 치명률↓)가 우세하게 퍼지면서 치명률이 낮아졌습니다. 이러한 이유 외에도 바이러스에 감염되거나 백신을 접종한 사람들이 많아지면서 면역을 가지게 됩니다. 면역력이 형성된 인구가 많아질수록 바이러스가 전파되더라도 중증으로 진행될 가능성이 줄어듭니다. COVID-19의 경우도 초기에는 백신이 없었지만, 백신 접종이 진행되면서 중증과 사망률이 현저히 감소했습니다.