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물고기는 어떻게 전기를 만들까요? - 엘리노어 넬슨(Eleanor Nelsen)

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    1800년 탐험가 알렉산더 본 훔볼트는
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    전기뱀장어 떼가 수면 위로
    뛰어오르는 모습을 봤습니다.
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    다가오는 말에게서
    스스로를 보호하기 위함이었습니다.
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    너무도 생소한 이야기에 사람들은
    훔볼트가 거짓말을 한다고 생각했습니다.
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    하지만 전기를 이용하는 물고기는
    생각보다 훨씬 흔합니다.
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    전기 뱀장어가 바로 그런 종류죠.
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    전기가 귀한 수면 아래에서
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    전기신호는 의사소통을 가능하게 해 주고
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    길을 안내해 주고
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    먹이를 찾게 해 주고 흔하지는 않지만,
    먹이를 기절시켜주기도 합니다.
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    거의 350종의 물고기가
    전기신호를 만들고 감지할 수 있는데
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    특화된 해부학적
    구조를 가지고 있습니다.
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    이런 물고기들은
    두 종류로 나뉘어집니다.
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    전기 생산량이 기준이 되죠.
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    첫 번째 그룹을
    약한 전기어라고 부릅니다.
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    꼬리 근처에 전기 기관이 있습니다.
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    최대 1볼트의 전기를 만들 수 있는데
    AA 건전지의 2/3 정도의 양입니다.
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    어떤 원리로 작동하는 걸까요?
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    물고기의 뇌가 신경계를 통해
    전기 기관에게 신호를 보냅니다.
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    디스크처럼 생긴 세포인
    전기생산세포들이 가득 차 있는 곳에요.
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    보통 전기생산세포는
    나트륨과 칼슘을 만들어 냅니다.
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    외부의 양전하와
    내부의 음전하를 유지하기 위해서죠.
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    그러나 신경 세포가 도착하면
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    즉시 이온 게이트를 엽니다.
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    양이온이 역류해 들어오게 되죠.
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    이제 전기생산세포의 한 쪽은
    바깥쪽은 음전하가
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    안쪽은 양전하가 흐르게 되었습니다.
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    다른 한 쪽은 반대의 양상을 보이죠.
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    이렇게 엇갈리는 전하들은
    전류를 만들어 냅니다.
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    생물학적인 배터리가 되는 거죠.
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    중요한 점은 신경 신호가 각각의 세포에
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    정확히 같은 시간에
    도착하도록 만들어져 있다는 것입니다.
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    전기생산세포가 수천 개의 직렬 배터리처럼
    작동할 수 있게 해 주죠.
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    각각의 작은 전류량이 모여
    전기장을 만들어 내고
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    그 전기장은 몇 미터에 달합니다.
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    전기수용기라 불리는 세포들은
    피부에 파묻혀 있습니다.
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    전기수용기는 물고기들이
    전기장을 느낄 수 있게 해 줍니다.
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    전기장의 변화는 주변 환경이나
    다른 물고기에 의해 일어납니다.
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    예를 들어, 피터의 코끼리코 물고기는
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    슈나우젠 장기라고 불리는
    길쭉한 턱을 가지고 있습니다.
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    그 턱이 전기수용기로서 작동하죠.
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    코끼리코 물고기로 하여금
    다른 물고기의 신호를 감지하여
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    거리를 추정하고
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    근처에 있는 물체의
    형태와 크기를 알아낼 수 있게 해 주죠.
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    심지어는 파묻혀 있는 곤충이
    죽었는지 살았는지 판단할 수도 있습니다.
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    하지만 약한 전기어는
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    먹이를 공격할만큼의 전기를
    만들어 낼 수 없습니다.
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    그건 강한 전기어들의 능력이죠.
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    손으로 셀 수 있을 정도로
    적은 종만 있지만요.
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    가장 강력한 강한 전기어는
    전기 나이프피쉬입니다.
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    전기뱀장어로 흔하게 알려져 있죠.
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    3개의 전기 기관은 2m의 몸체를
    가로지르고 있습니다.
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    약한 전기어와 마찬가지로
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    전기 뱀장어는 신호를 통해
    길을 찾고 의사소통할 수 있습니다.
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    가장 강력한 방전은
    사냥시 이루어집니다.
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    양쪽에서 공격하여 가능성을 알아본 후에
    먹이를 무능하게 만들죠.
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    두 세번의 강한 펄스로 시작하는데
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    이는 600볼트에 달합니다.
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    먹이의 근육을 자극시키고
    발작하게 만들 수 있고
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    먹이가 숨은 장소를 알아내는
    파동을 만들 수도 있습니다.
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    그 후의 빠른 고전압의 방출 공세로
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    더 강력한 근육수축을 일으킵니다.
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    전기뱀장어는 몸을 말아서
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    각각의 전기 기관에서
    만들어낸 전기장이 포개지게 합니다.
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    마지막의 뇌우는 먹이의 모든 힘을 빼고
    움직일 수 없게 합니다.
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    그러면 전기뱀장어는
    먹이를 살아있는 채로 삼킬 수 있죠.
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    다른 두 종류의 강한 전기어는
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    몸통의 대부분을 차지한 전기 기관으로
    350볼트를 방출할 수 있는 메기와
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    머리 한 쪽의 신장 모양 전기기관으로
    220볼트를 만들어내는 전기가오리입니다.
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    전기어에 관한 미스테리가 있습니다.
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    왜 스스로는 감전되지 않을까요?
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    강한 전기어의 크기가
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    충격을 감당할 수 있게 하거나
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    전류가 빠르게 통과하는 것일까요.
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    몇몇 과학자들은 특별한 단백질이
    전기기관을 보호한다고 생각합니다.
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    아직도 비밀은 밝혀지지 않았습니다.
Title:
물고기는 어떻게 전기를 만들까요? - 엘리노어 넬슨(Eleanor Nelsen)
Description:

전체 강의 보기 : https://ed.ted.com/lessons/how-do-fish-make-electricity-eleanor-nelson

거의 350종의 물고기가 특화된 해부학적 구조를 가지고 있습니다. 전기 신호를 만들고 감지할 수 있게 해 주는 구조입니다.. 빛이 희귀한 수면 아래에서 전기 신호는 의사소통을 할 수 있게 하고, 길을 안내 해 주고, 목적지를 찾게 해 줍니다. 먹이를 기절시켜주기도 합니다. 그런데 어떻게 이런 물고기들이 전기를 만들어 내는 걸까요?
그리고 왜요? 엘리노어 넬슨이 전기어에게 숨겨진 과학을 알려줍니다.

강의: 엘리노어 넬슨
감독: TOTEM 스튜디오
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Video Language:
English
Team:
closed TED
Project:
TED-Ed
Duration:
05:15

Korean subtitles

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