안녕하세요. 옥성민 전문가입니다.
생물·생명
Q. 곤충이 과거 날개가 6장에서 현재 4장 그리고 2장까지의 모습으로 거치는건가요?
안녕하세요. 옥성민 과학전문가입니다.파리나 벌과 같은 특정 곤충 그룹의 날개 수가 조상에 비해 감소한 것은 향상된 비행 효율성과 기동성을 위한 진화적 적응의 결과로 생각됩니다. 이유를 들어보면 아래와 같습니다.비행 효율성: 많은 경우 날개 수가 적으면 비행 효율성이 향상될 수 있습니다. 날개 수를 줄임으로써 곤충은 비행 중에 항력과 난기류를 덜 경험하여 공기 중에서 더 빠르고 원활하게 날아갈 수 있습니다.조종성: 날개 수가 적으면 비행 중 기동성과 민첩성이 향상됩니다. 파리나 벌과 같이 빠른 공중 기동에 의존하는 곤충은 더 적은 수의 날개로 유선형의 몸체를 가짐으로써 방향을 빠르게 바꾸고 포식자를 피하거나 복잡한 환경을 더 효과적으로 탐색할 수 있는 이점을 누릴 수 있습니다.무게 감소: 날개는 유지하는 데 에너지 비용이 많이 들고 곤충의 몸에 상당한 무게를 더할 수 있습니다. 날개 수를 줄임으로써 곤충은 전체 체중을 줄일 수 있으며, 이는 비행 성능을 향상시키고 비행 중 에너지 소비를 줄일 수 있습니다.특수 기능: 어떤 경우에는 날개 수의 감소가 특수 비행 적응의 진화와 연관될 수 있습니다. 예를 들어, 파리의 날개가 두 개로 줄어든 것은 공기 역학적 성능과 기동성을 향상시키는 특수 비행 근육 및 날개 구조의 발달과 관련이 있는 것으로 생각됩니다.생태적 틈새: 환경과 생태적 틈새의 변화는 곤충의 날개 수의 진화에도 영향을 미칠 수 있습니다. 초목이 빽빽하거나 비행 공간이 제한된 서식지에서는 날개가 적은 곤충이 경쟁 우위를 가질 수 있어 더 효과적으로 탐색하고 자원을 더 효율적으로 이용할 수 있습니다.답변이 도움이 되길 바랍니다.
생물·생명
Q. 절지동물들은 왜 주기적으로 탈피과정을 거치나요?
안녕하세요. 옥성민 과학전문가입니다.탈피라고도 알려진 탈피 과정은 가재를 포함한 절지동물의 성장과 발달의 기본 측면입니다. 이는 절지동물의 생리 및 생활주기와 관련된 여러 요인으로 인해 주기적으로 발생합니다.성장: 절지동물은 지지와 보호를 제공하는 단단한 외부 덮개인 외골격을 가지고 있습니다. 그러나 이러한 외골격은 절지동물의 몸과 함께 성장하지 않습니다. 절지동물이 커짐에 따라 외골격은 너무 작아지고 제한적이 됩니다. 더 많은 성장을 수용하기 위해 절지동물은 오래된 외골격을 버리고 새롭고 더 큰 외골격을 생성해야 합니다.번식: 탈피는 번식 성숙도 및 짝짓기 행동 시작과 관련된 호르몬 변화에 의해 촉발되는 경우가 많습니다. 가재와 같은 갑각류와 같은 일부 절지동물에서는 짝짓기와 번식을 촉진하기 위해 탈피가 번식 주기와 동기화될 수 있습니다.복구 및 재생: 탈피를 통해 절지동물은 손상되거나 부상당한 조직을 복구하고 손실된 신체 부위를 재생할 수 있습니다. 절지동물은 오래된 외골격을 벗어남으로써 손상되거나 낡은 구조를 새로운 구조로 대체하여 지속적인 생존과 기능을 보장할 수 있습니다.변태: 많은 절지동물에서 탈피는 발달 과정에서 신체 형태와 기능의 극적인 변화를 수반하는 변태 과정과 밀접하게 연관되어 있습니다. 탈피는 유충이나 님프와 같은 미성숙 절지동물이 생활주기의 다음 단계로 전환하고 성체에 필요한 신체적 변화를 겪을 수 있게 해줍니다.환경적 단서: 탈피는 온도, 광주기(낮의 길이), 먹이 가용성 등 다양한 환경 요인의 영향을 받을 수 있습니다. 이러한 신호는 계절 변화와 생태적 조건에 따라 탈피 시기와 빈도를 조절하는 호르몬 변화를 유발할 수 있습니다.전반적으로 가재와 같은 절지동물의 탈피 과정은 성장, 번식, 복구 및 발달에 필수적입니다. 이를 통해 동물은 변화하는 환경 조건에 적응하고 신체적 온전성을 유지하며 생활주기의 다양한 단계를 통해 발전할 수 있습니다.답변이 도움이 되길 바랍니다.
생물·생명
Q. 곤충의 번데기상태에서 주변 환경에 어떻게 보호하나요?
안녕하세요. 옥성민 과학전문가입니다.곤충 번데기는 움직이지 않고 비교적 부드러운 외골격으로 인해 포식자와 환경 위험에 실제로 취약합니다. 그러나 많은 곤충 종은 번데기 단계에서 자신을 보호하기 위해 다양한 전략을 발전시켜 왔습니다.위장: 일부 번데기는 포식자의 발각을 피하기 위해 주변 환경과 비슷하게 진화했습니다. 그들은 서식지에 있는 나뭇잎, 나뭇가지 또는 기타 물체의 모습을 모방하여 포식자에게 눈에 띄지 않게 만듭니다.굴 파기: 특정 곤충 번데기는 포식자와 환경적 위험을 피하기 위해 땅 속으로 파고들거나 다른 안전한 장소로 피난처를 찾습니다. 지하나 식물 잔해 속에 숨어 있으면 잠재적인 위협에 대한 노출을 줄일 수 있습니다.보호 덮개: 일부 번데기는 포식자와 환경 위험으로부터 자신을 보호하는 보호 덮개 또는 구조를 생성합니다. 예를 들어, 어떤 나방 번데기는 번데기 단계에서 명주 고치를 뽑거나 식물 재료나 기타 물질로 보호 케이스를 만들어 자신을 감싸줍니다.화학적 방어: 일부 곤충 번데기는 포식자를 저지하는 방어 화학 물질이나 독소를 분비합니다. 이러한 화학 물질은 잠재적인 포식자에게 맛이 없거나 자극적이거나 독성이 있을 수 있어 포식으로부터 보호해 줍니다.행동 적응: 곤충 번데기는 번데기 단계에서 생존을 향상시키기 위해 행동 적응을 나타낼 수 있습니다. 예를 들어, 포식자의 관심을 끌지 않기 위해 휴면 상태를 유지하거나 움직이지 않을 수도 있습니다. 일부 번데기는 위험을 최소화하기 위해 유리한 환경 조건과 함께 출현할 수도 있습니다.부모의 보살핌: 특정 곤충 종의 경우 성충은 번데기 단계에서 자손에게 부모의 보살핌을 제공합니다. 여기에는 번데기를 보호하고 보호 대피소를 건설하거나 생존을 향상시키기 위한 자원을 제공하는 것이 포함될 수 있습니다.전반적으로 곤충 번데기는 생활주기의 취약한 단계에서 포식자와 환경 위험으로부터 자신을 보호하기 위해 다양한 전략을 사용합니다. 이러한 적응은 곤충과 환경 사이의 복잡한 상호 작용을 반영하여 곤충이 다양한 서식지에서 생존하고 번성할 수 있도록 합니다.답변이 도움이 되길 바랍니다.
지구과학·천문우주
Q. 비가 올때 산에 안개처럼 생기는건 왜 그란건가요
안녕하세요. 옥성민 과학전문가입니다.산악 지역에 비가 내리고 구름이 안개로 사라지지 않고 봉우리를 감싸는 것처럼 보이는 경우 이는 지형 융기 때문일 가능성이 높습니다. 작동 방식은 다음과 같습니다.오로그래픽 리프팅(Orographic Lifting): 습한 공기가 강제로 산맥 위로 상승함에 따라 오로그래픽 리프팅이라는 과정을 거칩니다. 이는 산이 공기 흐름을 방해하는 장벽 역할을 하여 공기가 산의 경사면을 만날 때 상승하도록 하기 때문에 발생합니다.단열 냉각: 공기가 상승함에 따라 더 높은 고도에서 대기압이 감소하여 단열적으로 팽창하고 냉각됩니다. 단열 냉각으로 인해 공기 중의 수분이 물방울이나 얼음 결정으로 응결되어 구름이 형성됩니다.지속적인 구름 덮음: 어떤 경우에는 비가 내리지 않더라도 지형 융기로 인해 산봉우리가 지속적으로 구름으로 뒤덮일 수 있습니다. 이는 공기가 산 위로 이동하면서 구름 형성을 유지하면서 계속해서 상승하고 냉각되기 때문에 발생합니다.응결 및 증발: 구름 내에서 물방울이 지속적으로 응축되고 증발하여 구름이 산봉우리 주위에 머무르는 것처럼 보이는 동적 평형을 이룰 수 있습니다. 이 현상은 극적이고 아름다운 분위기를 조성하여 강우 시 산의 매력을 더욱 돋보이게 합니다.요약하면, 산간 지역에 비가 내리고 구름이 봉우리를 덮는 것처럼 보일 때, 이는 종종 지형 융기에 의한 것입니다. 이로 인해 습한 공기가 산의 경사면을 만나 상승하여 구름을 형성하게 됩니다. 이 과정으로 인해 봉우리 위에 구름이 지속적으로 덮이게 되어 강우 중에 산의 경치를 더욱 아름답게 만들 수 있습니다.답변이 도움이 되길 바랍니다.
화학
Q. 각 원자에서 발생하는 빛의 스펙트럼은 다 다른건가요?
안녕하세요. 옥성민 과학전문가입니다.원자에서 스펙트럼을 방출하는 원리는 원자 주변을 도는 전자의 궤도 변화에 따라 고유 스펙트럼을 방출하는 원리 입니다.각 원자마다 가지는 전자의 궤도가 다르기 때문에 그 고유 스펙트럼이 달라지는 것입니다.위 그림을 보시면 각 원자마다 궤도에 존재하는 전자수가 달라짐을 알 수 있습니다. 이와같이 전자가 에너지를 흡수하고 방출하여 스펙트럼이 형성되는데 이 전자의 분포가 모두 다르기 때문에 원자의 방출 스펙트럼도 고유한 것입니다.답변이 도움이 되길 바랍니다.
지구과학·천문우주
Q. 냉동 화석이 나타나는 원리에 대해서 ?
안녕하세요. 옥성민 과학전문가입니다.안녕하세요! 특히 시베리아와 같은 지역의 영구동토층에 얼어붙은 매머드를 보존하는 것은 고생물학의 흥미로운 측면입니다. 매머드가 수천 년 동안 온전한 상태로 유지되는 방법은 다음과 같습니다.영구동토층: 영구동토층은 2년 이상 연속으로 어는 온도 이하로 유지되는 영구적으로 얼어붙은 토양, 퇴적물 또는 암석층입니다. 매머드 화석이 발견된 시베리아와 같은 지역에서는 영구 동토층이 매머드 잔해와 같은 유기 물질을 보존하는 천연 냉동고 역할을 합니다.빠른 매장: 추운 기후에서 매머드가 죽으면 상대적으로 빠르게 눈, 얼음 또는 퇴적물에 묻힐 수 있습니다. 이러한 신속한 매장은 시체를 청소부, 부패 및 요소에 대한 노출로부터 보호하는 데 도움이 됩니다.낮은 온도: 영구 동토층 지역의 지속적으로 낮은 온도는 부패와 분해로 이어질 수 있는 미생물 활동과 생화학적 과정을 억제합니다. 결과적으로 연조직, 모발, 피부, 심지어 내부 장기를 포함한 유기 물질은 수천 년이 지나도 놀라울 정도로 잘 보존될 수 있습니다.무산소 환경: 영구 동토층은 종종 산소가 부족한(무산소) 환경을 만들어 분해 과정을 더욱 느리게 만듭니다. 산소가 없으면 미생물 활동이 크게 감소하여 유기물의 분해를 방지합니다.자연 미라화: 어떤 경우에는 추운 온도, 빠른 매장 및 무산소 조건이 결합되어 매머드 유해가 자연적으로 미라화될 수 있습니다. 이 과정을 통해 매머드의 연조직, 모피 및 기타 섬세한 특징이 보존되어 매머드의 해부학, 생리학 및 환경에 대한 귀중한 통찰력을 얻을 수 있습니다.전반적으로, 시베리아와 같은 지역의 영구 동토층 조건의 독특한 조합은 매머드 화석과 기타 고대 유기 물질의 보존을 위한 이상적인 환경을 제공합니다. 수천 년 동안 얼어붙은 채로 비교적 교란되지 않은 상태로 남아 있는 이 얼어붙은 화석은 과학자들에게 고대 생태계, 기후 변화, 매머드와 같은 멸종된 종의 생물학을 연구할 수 있는 귀중한 기회를 제공합니다.답변이 도움이 되길 바랍니다.
지구과학·천문우주
Q. 목성의 위성 이오의 화산활동이 활발한 이유가 무엇인가요?
안녕하세요. 옥성민 과학전문가입니다.극심한 화산 활동은 주로 이오, 목성 및 이웃 달 사이의 중력 상호 작용으로 인해 발생하는 현상인 조수 가열에 의해 발생합니다. 작동 방식은 다음과 같습니다.조석력: Io는 약간 타원형 궤도로 목성을 공전하며 목성의 엄청난 중력으로 인해 강한 조석력을 경험하게 됩니다. 이러한 조석력은 Io의 모양을 변형시켜 궤도를 따라 이동할 때 표면이 부풀어 오르고 구부러지게 만듭니다.마찰 가열: 조석력으로 인해 이오 내부가 반복적으로 늘어나고 압축되면서 달 내부에 마찰 가열이 발생합니다. 이 가열은 클립을 반복적으로 앞뒤로 구부릴 때 가열되는 방식과 유사합니다. 이오 내부의 마찰열은 암석을 녹이고 화산 활동을 일으킬 만큼 강력합니다.마그마 저장소: 조수 가열로 발생하는 열은 이오 내부의 암석을 녹여 표면 아래에 마그마 저장소를 만듭니다. 마그마 저장소 내에 압력이 높아지면서 화산 폭발이 일어나 녹은 용암, 황 및 기타 화산 가스가 이오 표면에 방출됩니다.지질학적 재활용 부족: 판 구조론과 지질학적 재활용을 겪는 지구와 달리 이오는 표면을 재활용하는 과정이 부족합니다. 결과적으로 이오 표면의 화산 퇴적물은 지질학적 시간 규모에 걸쳐 상대적으로 온전한 상태로 유지되어 지속적인 화산 활동의 증거를 보존합니다.화학 성분: 이오의 화산 활동은 내부의 규산염 암석과 황 화합물의 조합에 의해 촉진됩니다. 황 화합물은 밝은 노란색 유황 퇴적물과 어두운 용암 흐름을 포함하는 이오 화산 폭발의 독특한 색상과 구성에 기여합니다.전반적으로 이오의 극심한 화산 활동은 목성과 이웃 위성과의 중력 상호 작용으로 인해 발생하는 조수 가열의 직접적인 결과입니다. 이 과정은 이오의 내부에서 지속적으로 열을 발생시켜 지속적인 화산 폭발을 일으키고 이오를 태양계에서 가장 역동적이고 지질학적으로 활동적인 천체 중 하나로 만듭니다.답변이 도움이 되길 바랍니다.
전기·전자
Q. 전기에 사용량은 어떤 원리로 측정이 가능한건가요?
안녕하세요. 옥성민 과학전문가입니다.전기 사용량을 전력이라고 표현하며, 전력은 전기기에 인가된 전압과 전류의 곱으로 표현합니다.즉 전자기기에 들어가는 전기의 전압과 전류를 알면 전력을 알 수 있습니다.하지만 일반적으로 가정에서 사용하는 전기기의 경우 220V를 사용하므로 220V* 전류량으로 사용 전력을 계산할 수 있습니다.이와같은 원리로 5V전압을 사용하는 전자기기의 경우 5V*전류량을 이용하면 사용전력을 계산할 수 있습니다.답변이 도움이 되길 바랍니다.
생물·생명
Q. 유충인 애벌레가 상처나 절단이 날경우 성충에서도 문제가 되나요?
안녕하세요. 옥성민 과학전문가입니다.곤충의 유충 단계에서 입은 부상이나 상처는 부상의 심각도와 성격, 종과 개인의 회복력에 따라 성충으로의 발달에 영향을 미칠 수도 있고 그렇지 않을 수도 있습니다. 가능한 시나리오는 다음과 같습니다.경미한 부상: 중요한 기능이나 구조를 손상시키지 않는 경미한 부상이나 상처는 유충이 건강한 성체로 성장하는 능력에 거의 또는 전혀 영향을 미치지 않을 수 있습니다. 그러한 경우 곤충은 발달 단계에서 부상을 성공적으로 치료하고 완전한 기능을 갖춘 성충으로 나타날 수 있습니다.심각한 부상: 신경계, 호흡기계 또는 소화계와 같은 중요한 구조나 생리적 과정에 영향을 미치는 심각한 부상은 발달 이상을 초래하거나 심지어 유충의 사망을 초래할 수도 있습니다. 그러한 경우, 부상당한 유충은 생존하여 성체가 될 수 없습니다.보상 메커니즘: 일부 곤충에는 유충 단계에서 부상이나 발달 이상을 극복할 수 있는 보상 메커니즘이 있을 수 있습니다. 예를 들어, 환경 조건이나 부상에 반응하여 발달을 조정하는 표현형 가소성을 나타낼 수 있습니다. 어떤 경우에는 부상당한 유충이 부상을 보상하기 위해 형태학적 또는 행동적 변화를 겪고 여전히 생존 가능한 성체로 성장할 수 있습니다.체력에 미치는 영향: 부상당한 유충이 성공적으로 성체로 성장하더라도 부상을 입지 않은 개인에 비해 체력이 저하될 수 있습니다. 유충 단계에서 입은 부상은 성충의 먹이 탐색, 번식 또는 자원 경쟁 능력에 영향을 미쳐 전체적인 번식 성공과 생존을 감소시킬 수 있습니다.종별 반응: 유충 단계의 부상에 대한 반응은 곤충 종에 따라 크게 다를 수 있습니다. 일부 종은 더 탄력적이고 부상을 견딜 수 있는 반면 다른 종은 발달 장애에 더 취약할 수 있습니다.요약하면, 곤충의 유충 단계에서 입은 부상은 눈에 띄는 영향이 없는 것에서부터 발달 이상 또는 체력 감소에 이르기까지 성충으로의 발달에 다양한 영향을 미칠 수 있습니다. 결과는 부상의 심각도, 개인의 회복력, 종별 특성과 같은 요인에 따라 달라집니다.답변이 도움이 되길 바랍니다.
화학
Q. 전기차도 속도를 높이면 전기가 더 빨리 소비되나요?
안녕하세요. 옥성민 과학전문가입니다.휘발유 자동차가 빨리 갈 때 더 많은 연료를 사용하는 것처럼, 전기 자동차는 속도를 낼 때 더 많은 전기를 사용합니다. 이는 주로 더 높은 속도에서 공중과 도로의 저항에 직면하기 때문에 극복하기 위해 더 많은 에너지가 필요하기 때문입니다. 따라서 전기 자동차를 타고 더 빨리 운전하면 배터리가 더 빨리 소모될 수 있습니다.마찬가지로, 전기 자동차를 급하게 가속하면 빠르게 속도를 높이려면 더 많은 전력이 필요하기 때문에 더 많은 전기를 소비할 수도 있습니다. 그러나 일부 전기 자동차는 속도를 줄이거나 브레이크를 밟을 때 해당 에너지의 일부를 회수할 수 있어 전기 절약에 도움이 됩니다.답변이 도움이 되길 바랍니다.