안녕하세요. 김지호 전문가입니다.
생물·생명
Q. 동물중에서 가장 많은 수면시간을 갖는 동물은 무엇인가요?
흔히 가장 많이 자는 동물을 생각하면 곰의 겨울잠을 떠올리기 쉬운데요, 사실 겨울잠은 깊은 휴면 상태, 즉 대사 억제이지 일반적인 수면과는 조금 다른 생리 현상입니다. 하루 동안에 가장 많은 수면 시간을 갖는 동물로는 '코알라'를 말씀드릴 수 있는데요, 코알라는 하루 평균 18~22시간 정도를 수면에 소모하고 있으며 이는 영양가가 낮고 독성이 있는 먹이인 유칼립투스 잎을 소화하는 데 많은 에너지를 쓰기 때문에 에너지 소비를 줄이기 위함입니다. 감사합니다.
생물·생명
Q. 약품에대해 궁금해서질문합니다..
전통적인 농약이나 제초제의 경우에는 대부분 합성 화학물질 기반이기 때문에 잡초나 해충에는 효과적이지만, 인체, 토양, 수질, 생태계에 독성 및 잔류 문제가 발생하는데요, 이에 WHO, FAO, 각국의 환경/보건 기관들이 사용 규제 강화를 점점 확대하고 있습니다. 생물학적인 제제에 속하는 바이오 제초제, 농약이 연구개발 중인데요, 이는 미생물, 곰팡이, 바이러스, 천적 곤충 등을 활용한 것으로 예를 들자면 해충을 공격하는 세균(Bt), 잡초 성장을 억제하는 곰팡이가 있으며, 인체나 환경에 비교적 안전하다는 장점이 있습니다. 또한 천연물에서 유래한 제초제 역시 연구 중인데요, 식물에서 추출한 정유, 시네올이나 리모넨 등의 특정 대사산물을 활용하는 방식입니다. 물론 완전히 인체에 무해하면서 효과적인 제초제나 농약은 아직은 어려움이 크지만, 위험성이 낮고, 환경에 빨리 분해되는 친환경 대체제는 이미 상용화되고 있고, 앞으로 10~20년 내에 더 확대될 전망입니다. 감사합니다.
생물·생명
Q. 강아지나 개가 호감있는 사람 앞에서 벌러덩 눕는 것은 모든 개나 강아지들의 공통적인 특징인가요?
야생의 늑대나 개 무리에서, 서열이 낮은 개는 지배적인 개에게 배를 드러내며 공격하지 않겠다는 의사를 표현하는데요, 따라서 배를 보이는 것은 위협을 가하지 않겠다라는 본능적인 의사 표현입니다. 또한 보호자 앞에서 배를 보이고 눕는 건 믿는다는 신호이며, 개에게 배는 가장 취약한 부위이기 때문에, 이 행동은 상당한 신뢰가 있어야 가능한 일입니다. 이처럼 보호자가 배를 긁어주거나 쓰다듬어주면 개가 즐거움을 느끼고 반복적으로 같은 행동을 하게 되는데요, 즉, 본능에 더하여 학습이 결합된 행동으로 볼 수 있습니다. 물론 이와 같은 행동이 대부분의 견종에서 나타나는 행동이지만, 모든 개가 반드시 그런 것은 아닌데요, 개체별로 성격 차이가 존재하고 사회화 경험이 다르기 때문에 개체마다의 차이가 존재할 수 있습니다. 감사합니다.
생물·생명
Q. 제초제에대해궁금해서질문합니다.
조경 업무에서 제초제나 농약을 사용하는 경우가 많은데요, 잡초 제거용 화학물질인 제초제의 대표적인 예시로는 글리포세이트가 있으며, 곤충이나 진드기, 균류 등의 해충 방제용 농약의 대표적인 예시로는 유기인계가 있습니다.이때 제초제나 농약과의 장기적 노출은 체내 축적, 만성 독성, 발암 위험 증가와 관련이 있는데요, 급성 노출의 경우에는 구토, 설사, 피부 발진, 호흡곤란 등이 문제 될 수 있으며, 만성적으로 일부 제초제나 농약은 발암성 가능성(IARC 등급) 보고되었습니다. 따라서 노출 정도와 개인 보호구 사용 여부가 결정적인 요소인데요, 적절한 PPE(장갑, 보호복, 마스크, 고글) 착용 시 위험은 크게 감소할 수 있습니다. 또한 바람이 있는 날 분무를 피하고 혼합 및 취급 시 환기 좋은 장소에서 사용하셔야 합니다. 감사합니다.
화학
Q. 방향족에도 이중결합이 존재하는데 첨가 반응을 안 하는 이유는?
벤젠과 같은 방향족 화합물이 이중결합을 갖고 있음에도 알켄과 달리 첨가반응을 잘 하지 않고 치환반응을 하는 이유는 방향족 화합물 특유의 안정성 때문입니다. 방향족의 경우 대표적인 예시인 벤젠으로 예를 들어보자면, 모든 C–C 결합은 동일한 길이와 전자 구름이 비편재화 되어 있습니다. 이 때문에 벤젠의 π 전자는 특정 C=C 결합에 국한되지 않고 전체 고리로 분포되어 있습니다. 이때 벤젠은 첨가반응 시 방향족 고리 안정성을 잃게 되므로, 열역학적으로 불리해지므로 알켄과는 달리 첨가반응을 잘 하지 않는 것입니다. 감사합니다.
화학
Q. 17족 원소에서 번호가 커질 수록 이탈기의 반응성이 좋은 이유는?
할로겐 원소들이 포함된 17족 원소를 포함한 유기화합물에서 친핵성 치환 반응이나 제거 반응 시 이탈기의 반응성이 원자 번호가 커질수록 증가하는 이유는 전자의 구조와 관련있습니다.이탈기란 화합물에서 떨어져 나가는 그룹으로, 반응 중 전자를 가져가 안정화되는 정도가 중요한데요, 좋은 이탈기일수록, 반응 속도를 빠르게 하고, 안정적인 음이온 혹은 분자 상태로 존재할 수 있습니다. 이때 17족 원소에서는 주기가 커질 수록, 원자의 크기가 증가하기 때문에 결합이 약해지면서 떨어져 나가기 좋은 것입니다. 또한 음이온 상태가 되어도 크기가 크기 때문에 전자가 더 넓은 공간에 비편재화될 수 있으므로 이탈기의 반응성이 증가하는 것입니다. 감사합니다.
생물·생명
Q. 박쥐는 알을 낳지 않고 새끼를 낳는 포유류라던데 모든 박쥐가 전부 새끼를 낳나요?
네 맞습니다. 박쥐는 인간과 동일한 포유류로서 기본적으로 새끼를 낳는 특징을 가지지만, 그 안에도 여러 종과 생태적 특성이 다양하기 때문에 번식 방식에도 약간의 차이가 있습니다.우선 박쥐는 모든 종이 포유류이기 때문에 알을 낳지 않고 새끼를 낳는 난태생의 특징을 지니는데요, 이때 대부분의 박쥐는 단태생으로 한 번에 1마리의 새끼를 낳습니다. 흡혈박쥐의 기본적인 번식 방식 역시 일반적인 박쥐와 동일한데요, 다만 새끼의 성장은 빠른 편이 아니며 어미는 흡혈로 얻은 단백질과 수분을 새끼에게 제공하여 양육합니다.즉 박쥐의 종류에 따라서 양육 방식에는 차이가 있을 수 있으나, 박쥐는 모두 포유류에 해당하기 때문에 새끼를 낳습니다. 감사합니다.
생물·생명
Q. 날파리는 왜 자꾸 제 주위에 멤도는걸까요
날파리는 발효 냄새, 음식물 부패 냄새, 체취 등에 민감한데요 우선 쓰레기통이나 음식물 쓰레기에서 발생하는 알코올, 아세트산, 유기산 등을 탐지하여 접근합니다. 또한 사람은 체취, 땀, 호흡에서 이산화탄소를 방출하는데, 날파리는 이를 감지하고 먹이 또는 산란 장소로 오인합니다. 또한 사람은 날파리가 좋아하는 따뜻하고 습한 환경을 제공하는데요 체표면의 수분과 땀, 그리고 숨에서 나오는 수증기는 날파리를 유인하는 요소가 됩니다. 즉, 날파리가 인간 주변을 맴도는 것은 먹이와 산란 장소를 찾는 행동이 체취, CO₂, 습도와 결합된 결과입니다.이때 날파리가 특정 사람에게 더 몰리는 것 같기도 하는데요, 날파리는 사실 사람 개개인 차이를 크게 구분하지는 못하지만, 체취, 땀 성분, 이산화탄소 방출량 등 미세한 차이를 감지합니다. 따라서 활동이 많거나 땀을 많이 흘리는 사람, 음식물을 손에 들고 있는 사람 주변에 집중될 수 있습니다. 또한, 날파리의 시각적·화학적 탐지 범위가 제한적이어서 눈앞에서 자주 보이게 느껴지는 것입니다. 감사합니다.
생물·생명
Q. 농업 해충 방제 측면에서 잠자리가 가지는 이점은 무엇일까요?
잠자리는 농업에서 직접적인 천적 역할을 통해 해충 방제에 기여할 수 있는 곤충 중 하나인데요, 우선 잠자리와 그 유충 모두 육식성에 해당합니다. 수중에서 서식하는 잠자리 유충의 경우 물속에서 다양한 곤충 유충과 작은 무척추동물을 잡아먹으며 논이나 수로 주변에서 모기, 날벌레, 작은 해충 유충을 감소시키는 효과가 있습니다. 또한 성충의 경우에는 날아다니며 공중 곤충, 특히 날개가 있는 해충류를 포식하기 때문에 이를 통해 농작물 주변에서 활동하면 해충 개체 수를 자연적으로 조절할 수 있습니다.농업 해충 방제 측면에서 잠자리가 가지는 이점은 잠자리는 자연 포식자이므로 농약 사용량을 줄이는 데 도움이 되며 이는 환경 오염 감소, 토양과 수질 보호, 천적 균형 유지로 이어질 수 있다는 점입니다. 또한 잠자리는 특정 해충만 포식하는 것이 아니라, 다양한 작은 곤충을 먹기 때문에 농작물 주변 해충 개체 수를 균형 있게 조절할 수 있습니다. 감사합니다.
생물·생명
Q. 잠자리의 유충 호흡 방식은 수생 생물 연구에 어떤 단서를 줄 수 있을까요?
잠자리 유충은 수생 생물 중에서도 독특한 호흡 방식을 가지고 있어, 수중 생물의 진화, 생리, 생태 연구에 여러 단서를 줄 수 있습니다. 우선 대부분의 곤충과 마찬가지로 기관지를 통해 산소를 흡수하며, 잠자리 유충은 항문 부위에 발달한 직장 아가미를 이용하여 산소를 흡수하고, 물을 내보내면서 추진력도 얻습니다. 즉, 어류와 달리 아가미가 아닌 기관지를 이용하면서, 물속에서도 충분한 산소 공급을 받을 수 있는 구조를 가지고 있으며, 호흡과 이동을 동시에 수행할 수 있습니다. 게다가 잠자리는 수질의 지표 종으로도 활용될 수 있는데요, 잠자리 유충은 산소 농도, 수온, 오염물질에 민감하기 때문에 유충 개체수와 성장 상태를 통해 강이나 호수 수질 평가가 가능합니다. 감사합니다.