안녕하세요. 김지호 전문가입니다.
Q. 바이러스와 세균의 차이점은 무엇인가요?
안녕하세요. 네, 말씀하신 것처럼 인간과 같은 동물이나 식물 등의 생명체에서 질병을 유발하여 병원체로 작용할 수 있다는 점에서 바이러스와 세균은 공통점을 갖고 있습니다. 하지만 엄밀히 말해서 세균은 생명체인 반면에 바이러스는 생명체라고 보기 어렵습니다. 생명체는 기본적으로 구조적, 기능적 기본 단위인 세포로 이루어져 있으며, 스스로 독립적인 증식이 가능합니다. 세균은 세포로 이루어져 있으며, 독립적인 증식이 가능하기 때문에 원핵생물에 속합니다. 반면에 바이러스의 경우에는 세포로 이루어져 있지 않으며, 단순히 핵산(DNA 또는 RNA)과 단백질 중합체입니다. 또한 숙주세포에 감염된 상태가 아닌 이상 스스로 증식이 불가능하기 때문에 엄밀히 말해서 생명체라고 보기 어렵습니다. 이외에도 크기 측면에서도 일반적으로 세균이 바이러스에 비해서 훨씬 큽니다.
Q. 고대 생명체가 현재에 있다면 살아 갈수 있을까요?
안녕하세요.고대 생명체가 현대에 다시 등장한다면, 생존할 수 있을지 아니면 다시 멸종할지는 여러 요인에 따라 달라집니다. 중요한 요소로는 환경 변화, 생태계 내 경쟁, 기후 조건, 먹이 공급, 질병 및 면역력 등이 있습니다. 고대 생명체가 번성했던 당시와 현재의 기후, 대기 성분, 온도, 습도는 크게 다릅니다. 예를 들어, 고생대(약 5억 년 전)에는 대기 중 산소 농도가 낮았고, 중생대(약 2억~6,600만 년 전)에는 이산화탄소 농도가 높아 온난한 기후가 지속되었습니다. 하지만 현대의 대기 조성과 기후는 과거와 다르기 때문에, 과거 생명체가 현재 환경에서 적응하지 못할 가능성이 큽니다. 고대 생물은 현대의 생물과 함께 살아본 적이 없습니다. 따라서 오늘날의 포식자나 경쟁 생물과의 상호작용에서 살아남을 수 있을지 알 수 없습니다. 공룡이 현대에 다시 등장한다고 가정하면, 오늘날의 대형 포유류(사자, 호랑이, 늑대)와 경쟁해야 합니다. 또한, 현대의 작은 포식동물들도 공룡의 알이나 새끼를 사냥할 가능성이 큽니다. 고대 바다 생물이 현대의 해양 환경에서 살아남으려면 현재의 강력한 포식자(상어, 범고래 등)와 경쟁해야 하며, 기생충과 질병에도 적응해야 합니다. 고대 생명체가 살아남기 위해서는 현대 생태계에서 적절한 먹이와 서식지가 필요합니다. 하지만 많은 고대 생물들은 멸종하면서 함께 공존하던 먹이 생물들도 사라졌습니다. 정리하자면, 대부분의 고대 생명체는 현재의 환경과 생태계에서 생존하기 어려울 가능성이 높습니다. 극소수의 생명체는 현대 환경에 적응할 수 있겠지만, 기후 변화, 생태계 내 경쟁, 먹이 부족, 질병 등 여러 문제로 인해 멸종할 가능성이 큽니다. 하지만 일부 생명체(예: 바다생물, 미생물, 극한 환경에서 살았던 생물)는 비교적 현대 환경에서도 적응할 수 있을 가능성이 있습니다. 예를 들어, 고대 해양 생물인 삼엽충이 현대의 심해 환경에서 적응할 가능성이 있거나, 공룡 중 일부가 오늘날 새(조류)로 진화하여 살아남은 것처럼 적응할 가능성도 있습니다.
Q. 철새는 어떻게 그 먼곳을 찾아 갈수가 있는건가요?
안녕하세요. 철새는 말 그대로 철(계절)에 따라 이동하는 새를 말하는데요, 이른 봄부터 초여름에 와서 새끼를 낳고 여름을 나면 여름 철새이며, 즉 번식을 위해 따뜻한 곳으로 이동합니다. 예시로는 물총새와 백로, 뻐꾸기 등이 있습니다. 겨울 철새는 러시아 시베리아, 몽골과 같은 추운 지역에서 살다가 월동을 위해 우리나라로 날아가 겨울 한 철(10월~이듬해 3월)을 보내고 다시 고향으로 돌아가는 새를 이르는데요, 비행거리는 보통 3000㎞ 이상입니다. 반면, ‘나그네새’는 어느 한곳에 머무르지 않고 봄가을에 그냥 들렀다가 지나가는(통과하는) 새를 말합니다. 철새들은 해마다 목적지를 잘도 찾아가는데요, 과학자들은 새 몸 안에 특수한 생물시계가 있으며, 그에 따라 움직인다고 보고 있습니다. 몸에 지구의 자기장에 반응해 나침반 기능을 하는 기관이 있어 방향을 일정하게 유지할 수 있다는 것입니다. 낮에 이동하는 새들은 태양을 길잡이로 삼고 해의 위치에 따라 남쪽과 북쪽을 알아내는데요, 산맥이나 강을 지형이나 지물로 읽기도 합니다. 반면, 밤에 나는 새들은 별의 위치(별자리)를 기준으로 방향을 잡으며, 흐린 날에는 지구의 자기장을 길잡이로 삼아 목적지로 이동하기도 하며, 바람과 구름의 흐름을 따르기도 합니다.
Q. 소리의 3요소는 어떻게 되나요?궁금합니다.
안녕하세요.소리의 3요소는 높이, 크기, 음색입니다. 이 세 가지 요소는 우리가 소리를 구별하고 인식하는 중요한 기준입니다.첫 번째 요소인 높이(pitch)는 소리의 높고 낮음을 결정합니다. 이는 주파수(frequency)라는 개념에 의해 정의되며, 주파수는 1초 동안 발생하는 진동의 횟수로 측정됩니다. 높은 주파수를 가진 소리는 높은 음으로 들리고, 낮은 주파수를 가진 소리는 낮은 음으로 들립니다. 예를 들어, 피아노에서 높은 건반을 누르면 높은 음이 나고, 큰 드럼이나 저음의 기계음에서는 낮은 음이 나게 됩니다.두 번째 요소인 크기(loudness)는 소리의 강도를 의미하며, 소리가 얼마나 크게 들리는지를 나타냅니다. 크기는 소리의 진폭(amplitude), 즉 파동의 크기와 관련이 있습니다. 진폭이 클수록 소리는 더 크게 들리고, 진폭이 작을수록 소리는 작고 약하게 들립니다. 소리의 크기는 데시벨(dB)이라는 단위로 측정됩니다. 예를 들어, 부드러운 속삭임은 낮은 데시벨을, 자동차 경적 소리나 큰 음악은 높은 데시벨을 가집니다.세 번째 요소인 음색(timbre)은 소리의 고유한 특성을 말합니다. 같은 높이와 크기를 가진 소리라도 소리의 출처에 따라 다르게 들리는데, 이를 음색이라고 합니다. 음색은 주로 배음(harmonics)과 공명(resonance)에 의해 결정됩니다. 배음은 기본 주파수 외에 소리에 동반되는 다른 주파수들이며, 공명은 소리의 울림입니다. 예를 들어, 같은 음을 낸다 하더라도 피아노와 바이올린은 소리가 다르게 들리고, 사람마다 목소리가 다른 것처럼, 소리의 출처가 다르면 음색도 달라집니다. 이 세 가지 요소가 결합되어 우리가 듣는 다양한 소리가 만들어지며, 높이, 크기, 음색은 소리의 특성을 구별하는 중요한 기준이 됩니다.
Q. 낮에 졸음이 몰릴경우 밖을 나가 햇빛쐬는게 왜 가장 효과적인가요
안녕하세요.낮에 졸음이 몰릴 때 햇빛을 쬐는 것이 가장 효과적인 이유는 생체 시계(서카디안 리듬, Circadian Rhythm)와 멜라토닌 억제 효과 때문입니다. 햇빛을 받으면 뇌 속의 시신경 교차상핵(SCN, Suprachiasmatic Nucleus)이 활성화되어 생체 리듬이 조절됩니다. 졸음의 원인은 멜라토닌(수면 호르몬) 때문인데요, 햇빛을 받으면 망막이 빛을 감지하고, 이를 SCN에 전달하여 멜라토닌 분비를 억제합니다. 특히 청색광(Blue light, 460~480nm)이 멜라토닌 억제 효과가 크기 때문에 낮에 자연광을 받으면 각성이 촉진됩니다. 또한 햇빛을 쬐면 뇌에서 세로토닌(Serotonin) 분비가 증가합니다. 세로토닌은 기분을 좋게 하고 집중력을 높이며, 멜라토닌의 전구체 역할을 합니다. 낮에 세로토닌이 충분히 분비되면, 밤에는 멜라토닌으로 전환되어 수면의 질이 향상됩니다. 햇빛을 받으면 코르티솔(Cortisol, 스트레스 호르몬)이 증가하여 뇌가 더 깨어 있도록 도와줍니다. 또한 아침에 햇빛을 많이 받을수록 코르티솔 분비가 원활해져 낮 동안 졸음이 덜 오게 됩니다.