안녕하세요. 김지호 전문가입니다.
Q. 땀은 어떤 성분으로 이루워져 있을까요?
안녕하세요.땀을 만들어내는 피부의 외분비선을 땀샘이라고 하는데요, 에크린 땀샘과 아포크린 땀샘으로 나눌 수 있으며 우리 몸의 노폐물과 수분을 땀의 형태로 배설해주고 체온을 일정하게 유지시켜주는 역할을 합니다. 이러한 땀샘에서 분비되는 땀의 주요 기능은 체온 조절과 노폐물 배출이며, 땀은 체온이 높아졌을 때 체내 열을 발산시켜 체온을 낮추는 역할을 하며, 땀샘 주위의 모세혈관을 통해 혈액 속 노폐물을 일부 걸러내 배출하는 기능도 합니다.이와 같은 땀은 주로 물로 구성되어 있으며, 소량의 염분(나트륨, 염소)과 칼륨, 암모니아, 젖산, 요소, 글루코스, 기타 유기물질 등을 함유하고 있는데요, 이때 물이 땀의 약 99%를 차지하게 됩니다. 즉 말씀하신 것처럼 땀은 거의 대부분 물로 구성되어 있다고 볼 수 있으며, 나머지 약 1%가 기타 노폐물로 구성되어 있는 것입니다.
Q. 곤충들이 사냥을 할 때 페로몬을 뿌려 유인한다고 하던데 모든 곤충들은 페로몬이 존재하나요?
안녕하세요.질문주신 것처럼 곤충들이 사냥이나 의사소통에 사용하는 페로몬(pheromone)은 매우 중요한 화학신호이지만, 모든 곤충이 페로몬을 뿌리거나 사용하는 것은 아닙니다! 또한, 모든 곤충이 페로몬을 이용해 먹이를 유인하거나 사냥하는 것도 아닙니다. 페로몬은 같은 종의 개체들 사이에서 의사소통을 위해 분비되는 화학물질을 말하는데요, 대표적으로는 짝짓기, 경고, 길찾기, 집단행동 조절 등을 위해 사용되며, 대부분은 같은 종의 개체를 대상으로 합니다. 이때 거의 대부분의 곤충은 어떤 형태로든 페로몬 시스템을 갖고 있지만 사용하는 방식과 목적은 다양한데요, 어떤 곤충은 짝을 찾을 때 성페로몬만 사용하며, 어떤 개미나 흰개미는 페로몬으로 길을 표시하고, 어떤 나방류는 수 km 밖에서도 페로몬 냄새로 짝을 찾습니다. 먹이를 유인하기 위해 페로몬을 사용하는 곤충이 있는가?에 대해 답해보자면 사냥을 위한 페로몬 사용은 일부 곤충에서만 발견됩니다. 예를 들어, 몇몇 포식성 곤충(예: 특정 딱정벌레류, 맨드라미파리 등)은 다른 곤충의 페로몬을 모방하거나, 자신만의 유인물질로 먹이를 끌어들이는 행동이 보고된 적 있습니다. 그러나 대부분의 포식성 곤충은 시각, 진동, 냄새 등 다른 감각기관을 통해 먹이를 추적합니다.
Q. 백상아리는 왜 차가운 바다에서도 잘 견디나요?
안녕하세요.백상아리(White shark, Carcharodon carcharias)는 말씀하신 것처럼 커다란 체구와 강력한 이빨, 해양 포유류를 먹이로 하는 포식 습성을 가진 특별한 상어인데요, 백상아리는 단순히 열대 바다에만 사는 상어가 아닙니다. 오히려 온대와 한대의 찬 바다까지 활동 영역을 넓히는 몇 안 되는 상어 중 하나인데요, 차가운 바다에서도 잘 견딜 수 있는 가장 핵심적인 이유는 바로 부분적인 온혈성(warm-blooded trait)을 갖고 있기 때문입니다. 대부분의 상어는 냉혈성(외부 온도에 따라 체온이 변함)이지만, 백상아리는 근육 활동을 통해 체온을 일정 수준 이상으로 유지할 수 있는 메커니즘을 가지고 있는데요, 망상혈관계열(Rete mirabile)이라는 특수한 혈관 구조가 열을 보존하여 내부 기관과 근육의 온도를 외부 수온보다 최대 10~15°C 더 따뜻하게 유지할 수 있습니다. 이 구조 덕분에 백상아리는 추운 물속에서도 근육 활동과 소화, 신경 반응 속도를 유지할 수 있습니다. 또한 이와 같은 능력은 일부 참치, 대왕고래상어, 대서양청새치 등에도 나타나는 희귀한 진화적 특성으로, 바다의 넓은 온도 범위에 적응할 수 있게 해줍니다. 게다가 백상아리가 즐겨 사냥하는 물개, 바다사자, 돌고래 등 해양 포유류는 대부분 차가운 바다(예: 캘리포니아 연안, 남아프리카, 뉴질랜드, 남극 근처)에 집중돼 있으며, 백상아리는 이런 먹이를 따라 계절에 따라 대규모 이동을 하며, 수천 km를 넘나듭니다. 남아프리카 → 서호주, 미국 캘리포니아 → 멕시코의 ‘화이트 샤크 카페’ 등으로 이동하는데요 즉, 찬 바다는 백상아리에게 사냥의 기회가 많은 ‘풍요로운 지역’인 것입니다.
Q. 상어가 바다에서 독보적인 포식자인 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 김지호 박사입니다.상어가 바다에서 오랜 시간 동안 독보적인 최상위 포식자(Top Predator)로 자리 잡을 수 있었던 이유는 다양한 생물학적, 생태학적, 진화적 강점 덕분인데요, 우선 상어는 감각능력이 매우 발달해 있어 사냥에 최적화된 생물이며 수 km 거리에서도 아주 적은 양의 피 냄새를 감지할 수 있습니다. 일부 상어는 1억 분의 1 농도의 혈액도 감지합니다. 또한 전기수용기(Ampullae of Lorenzini)로 다른 동물의 근육이 움직일 때 발생하는 약한 전기 신호를 감지하며, 모래 속에 숨어 있는 먹이도 찾을 수 있습니다. 게다가 상어는 여러 줄의 이빨을 가지고 있으며, 이빨은 계속 교체되는데요, 공격 후 이빨이 부러지더라도 새로운 이빨이 빠르게 자랍니다. 이빨의 구조는 먹이 종류에 따라 다양하게 진화했으며, 이를 통해 물고기나 바다표범처럼 빠르게 움직이는 먹이를 잡거나, 갑각류나 거북처럼 껍질이 단단한 먹이를 부수거나, 고래 사체 같은 큰 먹이를 뜯어내는 데 능숙한 것입니다.
Q. 우리나라 여름기온이 45도가 평균기온이 되게 되면 생태계에서 가장 멸종위기인 생물은 어떤 것이라 할 수 있나요?
안녕하세요. 말씀하신 것처럼 만약 우리나라의 여름철 평균기온이 45도까지 상승한다면, 이는 현재의 기후 시스템을 완전히 벗어난 초고온 상태이며, 생태계 전체가 심각한 타격을 입게 될 수 있습니다. 특히 서늘하고 습한 환경에 적응한 생물, 기온 상승에 민감한 양서류, 고산 생물, 기온 상승에 따라 먹이원이 사라지는 종들이 가장 먼저 멸종위기에 처할 가능성이 높은데요, 우리나라 여름철 평균 기온이 만약 평균이 45도라면, 낮에는 50도 이상, 밤에도 35도 이상의 극한 온도가 지속된다는 뜻이며 이는 열대 사막기후와 유사한 조건으로, 우리나라 생물군이 진화한 환경과는 전혀 다른 생태 환경이 될 수 있습니다. 멸종위기 생물 예상 1순위는 양서류 (개구리, 두꺼비, 도롱뇽 등)인데요, 이들은 피부 호흡을 하며 수분 손실에 매우 취약하고 물가와 서늘한 곳에서 서식하는데, 고온건조로 서식처 상실할 수 있습니다. 또한 동물 이외에도 식물 생태계도 붕괴될 수 있는데요, 산림의 주요 수종인 소나무, 전나무, 참나무 등이 고온건조로 생육 부진 및 고사될 것입니다. 이처럼 특정 생물이 사라지면 먹이사슬 붕괴, 포식자나 경쟁자도 도미노 멸종을 유발할 수 있습니다. 예를 들어보자면 개구리 사라짐 → 모기·해충 급증 → 조류 감소 → 농업 피해 증가될 수 있습니다.