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[식물의 광합성과 숨쉬기] 수목원에 가면 울창한 나무숲을 볼 수 있다. 사람들은 숲의 이곳저곳을 거닐며 삼림욕을 즐기기도 한다. 무엇보다도 숲 속에 있으면 싱그러운 느낌과 함께 기분이 상쾌해진다. 하늘 높이 뻗은 나뭇잎 사이로 밝은 햇살이라도 비치면 상쾌한 기분은 절정에 달한다. 한마디로 숲 속의 느낌은 나무들이 살아 숨 쉬는 것 같다. 그런데 나무들이 살아 있다면 숨도 쉬고 있는 것일까? 마치 사람처럼? 분명히 숲 속에서는 나무들이 숨을 쉬는 것처럼 느껴졌는데, 거리에 우두커니 서 있는 나무를 보면 도대체 숨 쉬고 있는 것 같지가 않다. 우리는 식물이 광합성을 한다는 사실을 알고 있다. 그렇다면 광합성을 하는 것이 바로 식물들의 호흡일까? 식물은 광합성도 하고 숨도 쉰다. 이는 마치 사람이 밥도 먹고 숨도 쉬는 현상과 거의 비슷하다. 사람이 밥을 먹는 것은 영양분을 얻기 위해서이고, 숨을 쉬는 것은 산소를 얻기 위해서이다. 그리고 이 두 과정은 결국 에너지를 얻기 위한

스위스 제네바 대학의 거베이스 박사 팀은 1991년부터 2002년까지 11년간 1,661명의 담배를 피우지 않는 사람을 대상으로 간접 흡연 피해에 대한 연구를 진행했다. 연구 결과, 비흡연자가 간접 흡연에 노출되었을 경우 호흡기 질환이 생기는 것으로 나타났다. 그런데 문제는 간접 흡연에 노출되는 시간이 길면 길수록 증상이 더 악화된다는 것이다. 간접 흡연이란 직접 담배를 피우지 않는 사람이 간접적으로 남이 피우는 담배 연기를 마시게 되는 상태를 말한다. 즉, 본인의 의사와는 상관없이 담배 연기를 마시게 된다는 뜻이다. 흡연의 피해 사례는 다양하게 나타난다. 그런데 직접 담배를 피우는 사람보다 오히려 간접 흡연의 경우가 더 심각하다고 한다. 담배 연기는 두 가지 종류로 나누어진다. 하나는 흡연자가 들이마신 후 내뿜는 연기이고, 다른 하나는 타고 있는 담배 끝에서 나오는 생담배 연기를 말한다. 그런데 두 가지 연기 중 독성 화학 물질의 농도는 생담배 연기가 2~3배 정도 더

[우리 몸은 영양 덩어리] 사람의 몸은 마치 체계적으로 만들어진 컴퓨터와 같다. 컴퓨터는 정해진 시스템대로 움직이면 아무 문제 없이 잘 돌아간다. 그러다 어느 날 이상한 바이러스가 들어오면 컴퓨터는 병에 걸리기 시작한다. 우리 몸도 마찬가지다. 정해진 시스템대로 움직이면 아무 문제 없이 잘 돌아갈 것이다. 이런 사람을 우리는 '건강하다'라고 말한다. 그런데 이 시스템을 무너뜨리는 뭔가가 들어온다면 건강에 적신호가 켜질 것이다. 그럼 우리 몸의 시스템은 어떻게 구성되어 있을까? 사람의 몸은 물과 지방, 단백질, 탄수화물, 무기 염류 등이 각각 일정한 비율을 차지하는 시스템으로 구성되어 있다. 그런데 우리 몸은 항상 이 시스템을 유지하는 게 아니다. 끊임없이 음식물을 통해 이 물질들을 섭취해야만 시스템이 유지된다. 탄수화물, 지방, 단백질, 무기 염류, 비타민, 물 등을 영양소라고 하며, 이들은 음식물을 통해서 섭취할 수 있다. 이 영양소들은 에너지를 발생시키고 우리 몸을 구

[현미경으로 확대해 본 세포] 생명을 이루는 기본 단위인 세포는 그 기능과 모양이 천차만별이다. 아래 사진을 보자. 무엇처럼 보이는가? 왼쪽 사진은 집의 벽 같아 보이고, 오른쪽 사진은 세균 모양 같다. 그런데 이것은 집의 벽이나 세균이 아니라, 현미경으로 확대해 본 세포의 모습이다. 왼쪽은 양파의 껍질 세포이고, 오른쪽은 사람의 입 안 세포이다. 세포란 생물의 몸을 구성하는 기본 단위 조직이다. 즉, 모든 생물은 세포로 이루어져 있다는 이야기다. 물질의 종류에 따라 물질을 구성하는 원자가 다르듯이 세포도 마찬가지다. 세포는 생물의 종류에 따라 그 크기와 모양이 다르게 나타난다. 앞의 사진에서 구분해 볼 수 있는 것처럼, 동물의 세포와 식물의 세포는 모양이 완전히 다르지 않은가! 그런데 왜 세포는 크기와 모양이 일정하지 않고 다른 걸까? 그것은 세포마다 기능이 다르기 때문이다. 예를 들어 지방 세포를 보자. 지방 세포는 저장하는 기능을 가지고 있다. 뿐만 아니라 지방 세포

[뿌리처럼 생긴 줄기] 당근, 죽순, 토란, 연근 중에서 줄기가 아닌 것은 어느 것일까? 당근을 제외한 나머지는 모두 줄기다. 죽순은 갓 나온 어린 줄기고, 토란과 연근은 땅속을 기는 줄기다. 흔히 줄기라고 하면 곧게 쭉쭉 뻗은 것을 떠올리는데, 이것들은 오히려 뿌리 같아 보여 헷갈리게 한다. 그러나 분명히 줄기다. 이처럼 줄기는 모양이 일정하게 정해진 것이 아니라, 식물의 종류에 따라 다양하다는 사실을 알아 둬야 한다. 줄기는 위로 쭉쭉 뻗은 것만 있는 게 아니라, 땅 위를 기는 줄기, 덩굴처럼 뻗어 가는 줄기 등 그 종류가 매우 다양하다. 이러한 줄기는 뿌리와 잎 사이에서 중요한 역할을 담당하고 있다. 줄기는 물과 양분이 지나가는 길을 제공하며, 몸체를 지탱해 주는 역할을 한다. 뿐만 아니라 때로는 양분을 저장하는 기능도 한다. 줄기의 종류 • 곧은줄기 : 은행나무, 대나무, 해바라기 등. • 기는줄기 : 딸기, 고구마 등. • 덩굴줄기 : 담쟁이덩굴, 나팔꽃 등. •

[현미경으로 보면 달라지는 세상] 달에 첫발을 내디딘 사람은 미국의 우주 비행사인 암스트롱이다. 아무도 보지 못했던 미지의 세계를 처음 본 암스트롱의 기분은 어땠을까? 쉽게 볼 수 없는 미지의 세계를 본다는 것은 정말로 신비하고 놀라운 경험일 것이다. 그런데 우리에게도 미지의 세계를 볼 수 있는 기회가 있다. 맨눈으로는 도저히 볼 수 없는 세계도 현미경을 통해서 보면 다 보인다. 세포는 생물의 몸을 구성하는 기본 단위 조직으로, 그냥 맨눈으로 볼 수 있는 크기가 아니다. 돋보기를 사용해도 볼 수 없는 게 대부분이지만 현미경을 통해서는 입 안의 세포 모양까지도 관찰할 수 있다. 물론 입 안 세포에 붙어 있는 세균까지도 다 보이기 때문에 때론 현미경 관찰이 곤혹스러울 때도 있다. 이렇듯 현미경 속에 보이는 생물의 세계는 놀랍기 그지없다. [안경사가 처음 만든 현미경] 우리는 보통 물체를 확대해서 보는 도구로 돋보기를 떠올린다. 돋보기는 볼록 렌즈 하나로 물체를 확대해서 보는

[사람은 어디서 에너지를 얻을까] 끝없이 펼쳐진 사막을 달리는 자동차의 휘발유가 거의 떨어져 간다. 그런데 아무리 주위를 둘러봐도 주유소 하나 눈에 띄지 않는다. 과연 이 자동차의 운명은 어찌 될 것인가? 답은 누구나 알고 있듯이 아주 간단하다. '자동차는 휘발유가 다 떨어지는 순간 멈춰 서 버린다'이다. 이때 자동차가 더 이상 가지 못하는 것은 물론 휘발유가 떨어졌기 때문이지만, 근본적으로는 에너지가 다 떨어졌기 때문이라고 할 수 있다. 이처럼 자동차는 에너지가 있어야 달릴 수 있다. 마찬가지로 사람도 에너지가 있어야 활동할 수 있다. 사람은 에너지를 어디서 얻는가? 바로 밥이다. 자동차는 휘발유를 먹어야 달릴 수 있고, 사람은 밥을 먹어야 활동할 수 있다. 그런데 자동차의 경우는 휘발유가 탈 때 엄청난 열이 발생하여 에너지를 얻지만 사람의 경우는 밥이 어떻게 에너지로 바뀌는 걸까? 휘발유가 타는 것처럼, 밥이 소화 과정을 거쳐 작은 단위인 영양소로 분해되어 영양소가 타

[살아 있다는 것은 무엇일까] 돌멩이는 살아 있을까? 흙은 살아 있다고 할 수 있을까? 스스로 움직이지 않는 잔디는 살아 있을까? 살아 있는 생명체는 무생물과 어떤 점에서 다를까? 사람을 예로 들어 생각해 보자. 살아 있는 사람은 주위 온도가 변해도 항상 일정한 체온을 유지한다. 사람은 때가 되면 밥을 먹어야 하고, 소화시켜 필요한 양분을 흡수하고 나머지는 배출한다. 호흡을 하여 에너지를 만들어 생활하고 오줌을 배설한다. 아기를 낳아 번식하고, 나이가 들면 주름이 생기고 외모가 변한다. 그러나 돌멩이는 생활하는 데 필요한 에너지를 만들어 내지 않으며 시간이 지나도 같은 종류의 자손을 만들지 못한다. 이처럼 살아 있는 생명체는 외부 환경이 변해도 항상 일정한 상태를 유지하고, 외부로부터 영양분을 받아들여 성장한다. 그리고 호흡을 하여 생활하는 데 필요한 에너지를 만들어 내며 불필요한 노폐물은 배설한다. 뿐만 아니라 자손을 번식시켜 대대로 자신의 종족을 유지한다....

[물을 끌어올릴 수 있게 하는 증산 작용] 선인장 가시의 정체는 무엇일까? 이 가시는 식물의 어느 부분에 해당할까? 놀랍게도 선인장의 가시는 잎이 변해서 된 것이다. 이렇게 잎이 가시로 변한 이유는 사막이라는 극한 조건에서 살아남기 위해서이다. 하지만 선인장 가시는 잎의 역할은 거의 못 한다. 그러면 보통의 잎들이 하는 역할에는 무엇이 있을까? 잎은 우선 식물을 먹여 살리기 위해 광합성을 한다. 그래서 식물이 먹고 살 양분을 만들어 여러 조직들에게 나눠 준다. 또한, 잎은 증산 작용을 한다. 증산 작용이란 뿌리에서 흡수한 물을 잎까지 끌어올려 다시 공기 중으로 내보내는 일을 말한다. 놀라운 사실은 뿌리가 흡수한 물의 대부분이 공기 중으로 빠져나간다는 것이다. 그리고 남은 양의 물로 식물은 광합성도 하고 또 다른 필요한 곳에 쓴다. 그런데 왜 그 귀한 물을 공기 중으로 다 날려 버리는 걸까? 또, 무슨 힘이 있기에 잎은 뿌리의 물을 잎까지 끌어올릴 수 있단 말인가? 증산 작

우리나라에서 가장 오래된 나무는 1,000년 정도 된 것으로 추정한다. 그럼 세상에서 가장 오래된 나무는 나이가 얼마나 될까? 미국 캘리포니아의 비숍 근처에 있는 화이트 산에는 지구에서 가장 오래된 나무인 '므두셀라'가 살고 있다. 이 나무는 소나무의 일종으로 무려 4,900년이나 되었다고 한다. 이 나무는 너무 오래 살고 있기 때문에, 성경에 나오는 인물로 무려 969살까지 산 것으로 기록되어 있는 므두셀라의 이름을 따서 '므두셀라'라고 부른다고 한다. 므두셀라 나무에게도 형성층이 있어 굵기가 계속 굵어진다. 그러면 4,900년이나 굵어졌으니 지금은 엄청나겠다고? 아니다. 이 나무는 아주 더디게 자라기 때문에 100년 동안에 고작 3cm밖에 굵어지지 않는다고 한다. 이렇게 오래된 나무들은 보통 속이 텅 비어 있다. 나무가 굵어지는 것은 나무껍질 바로 아래의 형성층에서 새로운 세포를 계속 만들어 내기 때문이다. 따라서 나무는 몸통 안쪽에 있는 것일수록 오래된 세포다. 그런

[꽃은 누구를 위하여 필까] 봄을 맞은 공원에 가 보면 형형색색 아름다운 꽃들이 우리를 반긴다. 만약 세상에 꽃이 없다면 얼마나 삭막할까? 그런데 꽃은 왜 피는 걸까? 설마 사람들을 즐겁게 해 주려고 피는 건 아니겠지. 또 시골 과수원에 가 보면 감나무에 감이 주렁주렁, 사과나무에 사과가 주렁주렁 매달린 것을 볼 수 있다. 그럼 열매는 왜 열리는 걸까? 세상에 존재하는 모든 생물은 번식을 통하여 대를 이어 간다. 동물은 알을 낳거나 새끼를 낳아 대를 이어 가지만 식물은 꽃을 피우고 열매를 맺는 방법으로 대를 이어 간다. 물론 우리는 식물이 선사하는 꽃과 열매를 즐기지만, 식물은 나름대로의 생존 본능에 의해 오늘도 변함없이 꽃을 피우고 열매를 맺으며 살아가고 있는 것이다. [아름다움의 극치, 꽃] 아름다운 색깔과 모양, 향기로 인류에게 오랫동안 사랑을 받아 온 꽃은 식물의 생식 기관에 해당한다. 꽃 속에 들어 있는 암술, 수술은 식물이 대를 이어 가기 위해 씨를 만드는 중요

[피는 물보다 진하다] 열심히 뛰어놀다가 실수로 넘어져서 피가 나는 일이 있다. 또 친구끼리 싸움이 붙어 코피가 나는 경우도 있다. 이럴 때 대부분의 사람들은 더럭 겁이 나기도 하고, 큰일이라도 난 것처럼 흥분하기도 한다. 피가 날 때 제일 먼저 우리가 하는 행동은 피가 나오는 것을 멈추게 하려고 솜으로 피를 막고 밴드를 붙이거나 붕대를 감는 것이다. 피가 얼마나 중요한 것이기에 사람들은 이런 반응을 하는 걸까? '피는 물보다 진하다'라는 말이 있다. 실제로 혈액은 물보다 약 3배 진하다. 혈액 속에는 수많은 세포들과 당분을 비롯한 여러 가지 물질들이 가득 차 있으니 그럴 수밖에 없다. 사람은 물이 없으면 살 수 없지만 피가 없어도 살 수 없다. 피의 가장 중요한 역할은 영양소들을 우리 몸 곳곳으로 운반하는 일이다. 흡수된 영양소들은 모두 심장을 거쳐 혈관을 타고 온몸으로 퍼져 나간다. 또한 피는 호흡을 통해 들어온 산소를 운반하는 일도 한다. 이렇게 피는 영양소와 산소를

[우리가 먹은 음식들은 어떻게 될까] 우리가 음식을 먹으면 그 음식의 영양소는 100% 우리 몸속으로 흡수되는 걸까? 아마 대부분의 사람들이 그건 당연한 것 아니냐고 생각할 것이다. 그러나 영양학자인 토니 스티어는 "우리가 먹는 모든 것을 흡수할 수 있다는 생각은 사실이 아니다. 오히려 실질적으로 흡수되는 것은 적다"라고 말해서 충격을 던졌다. 사실 우리는 먹는 것에만 관심을 가졌지, 먹은 것이 우리 몸속에서 어떻게 흡수되는지에 대해서는 별 관심이 없었다. 우리 몸속으로 들어간 영양소들은 도대체 어떻게 흡수되는 걸까? 먼저 이것을 아는 것이 영양소의 흡수에 대한 의문을 푸는 첫출발이 될 것이다. 우리가 입으로 먹은 음식물은 위 → 소장 → 대장을 거친다. 이 중 대부분의 영양소들은 소장에서 흡수된다. 그런데 음식물이 흡수되기 위해서는 소화라는 과정을 거쳐야 한다. 즉, 음식물 그 자체로는 흡수될 수 없으므로, 작은 알갱이로 분해해야만 한다. 실제로 우리 몸속에서 영양소들이

[숨을 쉴 수 있게 해 주는 호흡 기관] 사람은 밥을 먹지 않고도 한 달 이상은 살 수 있다고 한다. 단, 이 경우 물은 계속 마시고 있어야 한다. 그럼 물까지 먹지 않고는 얼마나 살 수 있을까? 사람이 물까지 먹지 않는다면 며칠밖에 살지 못한다고 한다. 만약 사람이 숨을 쉬지 못한다면 얼마나 살 수 있을까? 길어야 단 몇 분도 버티지 못한다. 의심이 가는 친구가 있다면 목욕탕에 갔을 때 물속에서 얼마나 버틸 수 있는지 직접 시험해 보기 바란다. 이처럼 사람이 숨을 쉰다는 것은 아주 중요한 사실이다. 다만, 우리들이 느끼지 못할 뿐이다. 그런데 우리는 어떻게 숨을 쉴 수 있는 걸까? 그냥 가만히 있어도 숨을 쉴 수 있으니 이런 의문이 생길 리가 없겠지만, 갑자기 숨이 탁 막히는 곳에 가 본 경험이 있는 사람이라면 숨 쉬는 것의 소중함을 뼈저리게 느낄 것이다. 우리가 이렇게 편안하게 숨을 쉴 수 있는 것은 호흡할 수 있는 기관들이 있기 때문이다. 이들을 호흡 기관이라고 하는

세상에 키 크고 싶지 않은 사람이 있을까? 현대인들은 누구나 키 큰 사람이 되고 싶어 한다. 그런데 이런 사실을 옛날 사람들이 보면 뭐라고 할까? 아마 이해를 못할 것이다. 옛날에 비하면 현대인들의 키는 엄청나게 커졌기 때문이다. 우리나라도 불과 50년 전에 비하면 사람들의 키가 얼마나 많이 커졌는가? 그럼에도 불구하고 사람들은 더 크고 싶어 한다. 그것은 시대가 요구하는 사항이기 때문에 어쩔 수 없는 것 같다. 그래서 여기에 키 크는 비법을 소개하겠다. 왜 현대인들의 키는 급속도로 커졌을까? 그 원인을 정확하게 파악하기는 어렵지만 과거와 현재의 생활 환경을 비교함으로써 간접적으로 알아낼 수는 있을 것이다. 사람이 키가 크기 위해서는 수면, 영양, 운동, 바른 자세 등 4가지 조건이 필요하다. 이 조건이 갖춰질 때 성장 호르몬이 가장 잘 분비되어 키가 큰다. 그런데 과거와 현재를 비교해 볼 때 크게 차이 나는 것은 영양 외에는 눈에 띄는 게 없는 것 같다. 다시 말하면,