안녕하세요. 김지호 전문가입니다.
Q. 화석으로 육상 동물 출현시기가 중요한 이유가 뭔가요?
안녕하세요. 화석을 통해 육상 동물의 출현 시기를 밝히는 것이 중요한 이유는, 그것이 생명체 진화의 큰 전환점을 보여주기 때문입니다. 원래 대부분의 생명체는 바다에서 시작되었는데요, 하지만 육지로 진출했다는 것은, 단순한 이동이 아니라 몸 구조, 호흡 방식, 생식 방식 등 여러 생물학적 변화가 함께 일어났다는 뜻입니다. 따라서 어떤 시점에, 어떤 생물이, 어떤 조건에서 육지로 올라왔는지를 알면 지구 생명의 진화 과정을 더 정확히 이해할 수 있습니다. 예를 들어서 물고기에서 양서류로 진화한 시점은, 지느러미가 다리로 바뀌고 아가미 대신 폐로 호흡하게 된 중요한 진화의 순간입니다. 또 육상으로 나간 동물이 생태계를 어떻게 바꾸었는지, 식물과 곤충, 육식동물의 출현과 어떤 연관이 있는지도 알 수 있습니다. 또한, 육지로 나가 살 수 있게 된 동물들이 결국 인간을 포함한 포유류로 진화했기 때문에, 이 시기를 밝히는 것은 인류의 기원과도 연결되는 중요한 단서가 됩니다. 즉 정리하자면, 육상 동물의 출현 시기는 단순히 ‘언제 올라왔는가’를 넘어서, 지구 생명의 진화, 생태계 변화, 인간의 기원을 이해하는 데 핵심적인 열쇠가 되기 때문에 매우 중요한 것입니다.
Q. 만약 인위적으로 조작해서 통증을 못 느끼게 하는 약품이나 장치가 있다면 인간의 능력치가 획기적으로 증가할 수 있을까요?
안녕하세요. 인간의 통증을 인위적으로 차단하면 어느 정도 능력 향상은 가능하지만, 영화나 소설에서처럼 획기적으로 초인적인 힘을 발휘하는 일은 과장된 표현에 가깝습니다. 실제로 통증은 단순히 불편함을 주는 감각이 아니라, 신체에 이상이 생겼다는 경고 시스템입니다. 만약 통증을 느끼지 못하게 되면, 부상이나 과도한 신체 사용으로 인한 손상을 인지하지 못하고 계속해서 활동하게 되어, 오히려 심각한 손상이나 생명 위협까지 이어질 수 있습니다. 예를 들어, 드물게 선천적으로 통증을 느끼지 못하는 질환(CIP: 선천성 무통증)을 가진 사람들은 자주 다치며, 자신이 다쳤는지도 모르기 때문에 큰 부작용을 겪곤 합니다. 즉, 통증이 없다고 해서 더 강해지는 건 아니며, 오히려 신체 보호 능력이 떨어진다고 볼 수 있습니다. 또한, 인간의 근육은 실제로 발휘할 수 있는 힘보다 훨씬 더 큰 힘을 낼 수 있지만, 이 힘을 자의적으로 쓰지 못하게 하는 자기보호 기전이 존재합니다. 통증과 함께 뇌가 이 억제 메커니즘을 통해 무리한 움직임을 막아주는데, 이를 인위적으로 제거할 경우 일시적으로는 강한 힘을 쓸 수 있어도, 근육 파열, 인대 손상, 골절 같은 큰 위험이 따릅니다. 결론적으로, 통증 차단이 잠시 동안 운동 능력이나 지구력 향상에는 도움이 될 수 있어도, 그것이 곧 초인적인 능력으로 이어지지는 않습니다. 오히려 신체에 대한 통제력 상실로 인해 위험해질 수 있으며, 인간의 한계는 단순히 통증이 아니라 조직의 구조적 한계와 생리적 제한에서 비롯된 것이기 때문에 통증을 없앤다고 해서 근본적인 능력이 크게 향상되지는 않는다고 할 수 있습니다.
Q. 군산 앞바다에서 그물에 걸려 잡힌 밍크고래가 3,600만원에 낙찰되었다는데, 고래는 죽어도 비싸네요?
안녕하세요. 전북 군산 앞바다에서 밍크고래 1마리가 혼획되었는데요, 14일 전북 군산해양경찰서에 따르면 전날 오후 8시30분쯤 전북 군산시 옥도면 말도 남서쪽 22㎞ 해상에서 9.7t급 어선 A호가 조업 중 밍크고래를 혼획했다고 신고했습니다. 이때 혼획은 특정 어종을 잡기 위해 쳐놓은 그물에 다른 어류가 섞여 잡히는 것을 말합니다. 고래를 불법으로 포획할 경우 3년 이하의 징역 또는 3000만원 이하의 벌금에 처할 수 있으나 혼획된 고래는 유통과 판매가 가능해 어민들 사이에서는 ‘바다의 로또’라고 불리는데요, 이번에 혼획된 밍크고래는 길이 약 5ｍ, 둘레 2.5ｍ, 무게 1t으로 측정되었습니다. 해경은 이 밍크고래에서 불법 포획 흔적이 발견되지 않아 A호 선장에게 ‘고래류 처리 확인서’를 발급하고 고래를 인계했는데요, 이 밍크고래는 이날 오전 군산 비응항 위판장에서 3610만원에 낙찰되었습니다. 즉 이처럼 자연사하거나 혼획된 고래는 고래류 유통 신고제도에 따라 관련 기관에 신고 후, 합법적으로 경매에 부쳐질 수 있으며, 그 수익은 고래를 발견하거나 신고한 어민에게 돌아갑니다. 하지만 고래는 생물학적으로 매우 귀중한 존재이고, 멸종위기나 감소 위기에 놓인 해양 포유류이기 때문에 이러한 유통은 매우 엄격히 제한되며, 의도적으로 잡는 것은 불법입니다. 죽은 고래가 이렇게 비싼 이유는 고래고기가 일부 지역에서 여전히 전통적인 별미나 고급 식재료로 취급되기 때문입니다. 그러나 고래의 포획이나 유통에 대한 윤리적·생태적 논의도 활발하게 이어지고 있습니다. 보호해야 할 야생동물이기에, 우연한 혼획조차도 해양 생태계 보호의 관점에서 조심스럽게 접근해야 할 사안입니다.
Q. 식물에게 물줄때 찬물이나 따뜻한물이나 똑같을까요?
안녕하세요.식물에게 물을 줄 때 물의 온도는 생각보다 중요한 요소입니다. 일반적으로는 실온의 미지근한 물(약 20도 전후)이 식물에게 가장 적절하다고 여겨집니다. 반면, 너무 차가운 물이나 너무 뜨거운 물은 식물에 스트레스를 줄 수 있습니다. 차가운 물, 특히 냉장고에서 바로 꺼낸 물처럼 10도 이하의 물은 식물 뿌리 세포에 충격을 주고, 뿌리의 흡수 능력을 떨어뜨리거나 일시적으로 생장 활동을 둔화시킬 수 있는데요, 특히 열대성 식물의 경우 차가운 물에 민감하게 반응하기 때문에 잎이 시들거나 노랗게 변할 수도 있습니다. 반대로 따뜻한 물도 좋지 않습니다. 특히 30도 이상의 따뜻한 물은 뿌리세포를 손상시킬 수 있으며, 흙 속 유익한 미생물 환경을 깨뜨릴 가능성도 있습니다. 심한 경우에는 뿌리가 데이거나 썩을 수 있어 주의가 필요합니다. 즉 정리해보자면 식물에게 줄 물은 너무 차갑지도, 너무 뜨겁지도 않은 실온의 미지근한 물이 가장 좋습니다. 물 온도는 식물의 뿌리 건강과 전체 생장에 영향을 미치므로 계절에 따라 물 온도에 조금 신경 써 주는 것이 식물 건강에 도움이 됩니다.
Q. 녹조류에서 베타카로틴을 추출하는 방법이 있나요?
안녕하세요. 김지호 박사입니다.녹조류에서 베타카로틴을 추출하는 방법은 실제로 존재하며, 비교적 간단한 실험 장비로도 학교에서 수행할 수 있는 수준입니다. 베타카로틴은 지용성 색소로, 특히 클로렐라(Chlorella)나 스피룰리나(Spirulina) 같은 녹조류에 포함되어 있습니다. 이를 추출하기 위해 가장 일반적으로 사용되는 방법은 유기용매를 이용한 추출법입니다. 실험 과정은 다음과 같이 진행할 수 있습니다. 먼저, 건조된 녹조류 시료를 준비합니다. 이후 이를 분쇄하여 표면적을 넓힌 다음, 아세톤이나 에탄올 같은 유기용매에 넣고 일정 시간 동안 침지하거나 교반하여 색소를 추출합니다. 베타카로틴은 지용성이므로 물에는 잘 녹지 않지만 아세톤이나 헥세인, 에탄올 등에는 잘 녹습니다. 추출 후에는 여과를 통해 고형물을 제거하고, 얻어진 추출액에서 스펙트로포토미터로 흡광도를 측정하여 베타카로틴의 농도를 추정할 수도 있습니다. 이 실험은 학교 실험실 수준에서도 비교적 안전하게 진행할 수 있으며, 사용하는 유기용매에 대한 안전지침만 잘 지킨다면 교내에서도 충분히 수행 가능한 탐구 주제입니다. 단, 스펙트로포토미터가 없을 경우 색의 변화나 농도 차이를 육안으로 비교하거나 간단한 색 비교 키트를 활용할 수도 있습니다. 실험 전에는 용매의 종류, 추출 시간, 온도 등 다양한 변수들을 미리 정해두고 실험계획을 수립하는 것이 중요합니다. 따라서 녹조류에서 베타카로틴을 추출하는 실험은 가능하며, 과학 탐구 주제로도 적절한 수준입니다. 추가적으로 관련된 학술자료나 논문은 "chlorella beta-carotene extraction" 혹은 "green algae pigment extraction" 등의 키워드로 해외 논문 검색 사이트(Google Scholar, PubMed 등)에서 검색하면 참고할 수 있는 자료를 찾을 수 있습니다.