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식물학 관련 다양한 정보

 식물학은 광합성을 하는 식물, 즉 다세포 유기체에 대한 과학적인 연구다. 생물학의 한 분야로서 식물학을 식물과학 또는 식물생물학이라고 부르기도 한다. 식물학은 식물의 구조, 성장, 생식, 신진대사, 발달, 질병, 생태, 진화를 연구하는 광범위한 과학 하위 학과를 포함한다. 식물에 대한 연구는 다른 생명체가 존재할 수 있도록 하는 식량, 산소, 연료, 약, 섬유질을 발생시키는 지구 생명의 근본적인 부분이기 때문에 중요하다. 광합성을 통해 그들은 대부분의 동물들에 의해 생성되는 폐기물과 지구 온난화에 기여하는 온실 가스인 이산화탄소를 흡수한다. 다른 형태의 생명체와 마찬가지로 식물은 다양한 수준에서 연구될 수 있다.

하나는 식물의 생화학적, 분자적, 유전적 기능과 관련된 분자적 수준이다. 또 다른 것은 식물의 해부학 및 생리학을 연구하는 세포, 조직 및 오르가넬 수준과 한 종, 다른 종 및 환경과의 상호작용을 포함하는 집단 및 인구 수준이다. 역사적으로, 식물학자들은 동물이 아닌 어떤 살아있는 존재를 연구했다. 비록 현재 곰팡이, 조류, 박테리아가 다른 왕국의 일원이지만, 현재 받아들여지고 있는 분류 체계에 따르면, 그것들은 여전히 식물학 입문반에서 연구되고 있다. 고대 그리스인들은 식물들에 대해 과학적인 방법으로 쓴 최초의 사람들 중 한 명이었다. 기원전 5세기에 엠페도클레스는 식물들이 동물과 같은 영혼을 가질 뿐만 아니라 이성과 상식을 가지고 있다고 믿었다.

아리스토텔레스는 식물들이 동물과 무생물들 사이에 있다고 믿었다. 아리스토텔레스의 제자 테오프라스토스는 15세기에 아직 사용되고 있는 식물에 관한 두 권의 책을 썼다. 스웨덴 의사 출신의 식물학자 칼 린네는 18세기에 발명된 체계적 명명 체계(명칭 체계)의 아버지로 여겨지고 있으며, 여전히 모든 종, 식물, 그 외 다른 종에 과학적인 이름을 붙이는 데 사용되고 있다. 식물은 동물이나 인간에 대한 연구처럼 윤리적 딜레마를 일으키지 않았기 때문에 항상 과학적으로 연구하기에 편리한 유기체였다. 오스트리아 수도승 그레고르 멘델은 1850년대에 정원의 완두콩 식물을 건너고 부모 유기체에서 자녀에게 유전적 특성이 전달되는 것과 관련된 일련의 일차적 교제인 상속의 첫 번째 법칙을 썼다. 거의 1세기 후, 바바라 맥클린톡은 옥수수 식물을 연구함으로써 "점핑 유전자"와 상속에 대한 다른 세부 사항들을 발견했다.

식물학 학사 학위는 학생들에게 전문직 취업이나 대학원 진학을 준비시킨다. 식물학 학위는 또한 식물 병리학, 임업, 농작물 생산, 원예학, 유전학 및 식물 번식, 식물 생명공학과 환경 감시 및 통제 분야의 추가 연구와 경력을 위한 기초를 제공한다. 야외 활동을 즐기는 사람이 이용할 수 있는 직업으로는 생태학자, 분류학자, 자연 보호론자, 산림학자, 식물 탐험가 등의 직책이 있다. 수학적인 배경을 가진 사람은 생물물리학, 발달 식물학, 유전학, 모델링 또는 시스템 생태학을 흥미진진한 분야라고 생각할 수 있다. 화학에 관심이 있는 사람은 식물 생리학자, 식물 생화학자 또는 분자 생물학자가 될 수 있다. 현미경 유기체에 매료된 사람들은 종종 미생물학, 식물학 또는 미생물학을 선택한다. 더 큰 규모로, 장식 원예와 풍경 디자인은 식물 형태와 색의 예술적 사용을 요구한다. 그리고 세계의 식량 공급을 걱정하는 사람은 식물 병리학이나 식물 번식을 연구할 수도 있다.

생물물리학, 분자생물학

 생물물리학은 물리학과 화학의 원리와 수학적 분석과 컴퓨터 모델링의 방법을 응용하여 생물 시스템의 메커니즘이 어떻게 작용하는지 이해하는 과학이다. 생물물리학은 생물학적 기능을 특정 분자의 분자 구조와 성질의 측면에서 설명하고자 하는 분자 과학이다. 이러한 분자의 크기는 작은 지방산과 당류(1나노미터(nm), 폭 3개 원자에 상당하는 것)부터 단백질과 같은 고분자(5~10nm), 녹말(인간의 머리카락 굵기보다 1000nm 이상 긴 것)에 이르기까지 엄청나게 길어진 DNA 분자(1cm 이상)에 이르기까지 극적으로 다양하다. 그러나 폭이 20nm에 불과하거나, 길이가 45마일인 끈 조각과 같은 크기) 살아있는 유기체의 유일한 구성 요소인 이 생체분자들은 빛 현미경으로 볼 수 있는 복잡한 개별 구조를 형성함으로써 세포, 조직, 그리고 전체 유기체로 모여든다.

생물물리학은 그 뿌리를 고대 그리스인과 로마인으로 거슬러 올라갈 수 있는데, 고대 그리스인들은 의식과 인식의 물리적 기초에 대한 가설을 처음 개발했다. 그것은 2차 세계대전 이후 급속한 발전을 거쳤는데, 생물학적 시스템에 대한 핵물리학의 적용에 의해 부분적으로 자극을 받았으며, 생물에 대한 방사선 효과에 대한 조사를 포함했다. 이러한 연구 과정에서 물리학자들이 생물학자와 생물학적 문제를 접하게 되었고, 생물물리학은 새로운 과학 분야로 진화하였다. 생물물리학 연구의 중요한 영역은 생물체계의 분자 구조에 대한 상세한 분석이다. 이 분야와 관련된 가장 잘 알려진 업적은 생명의 유전 물질인 디옥시리보핵산(DNA) 모델이다.

더욱이 가장 유명한 생물물리학자 프랜시스 크릭은 이 업적으로 노벨상을 받은 세 사람 중 한 명이었다. 연구팀은 분자의 물리적 패턴을 보여주는 X선 결정학이라고 알려진 기법의 데이터를 사용했다. 오늘날, 생물물리학은 "어떻게 우리 환경의 작은 분자들이 감각 기관에 의해 감지되어 뇌에 외부 세계에 대한 정보를 제공하는 전기적 충동으로 변환되는가?"와 같은 다양한 생물학적 질문에 대답하려고 한다. 생물 물리학자들은 그러한 질문에 답하기 위해 화학적, 물리적, 생물학적 분석의 기술을 사용한다. 또한, 그들은 매우 정밀하고 민감한 물리적 기기와 특정 분자 그룹의 특성이나 움직임을 감시할 수 있는 기술을 사용하여 생물학적 기능과 분자 구조 사이의 관계를 조사할 수 있다. 사실, 이러한 기구들과 기술들은 심지어 단일 분자들을 보고 조작하고 그들의 행동을 측정할 수 있다.

생물 물리학자가 되는 대부분의 사람들은 고등학교에서 자연현상에 대해 궁금해하고, 퍼즐과 문제 해결을 즐기고, 무언가를 디자인하고 만드는 것을 좋아한다. 존 홉킨스, 듀크, 시카고 대학과 같은 생물물리학 학부 및 대학원 학위를 제공하는 대학들이 늘고 있다. 다른 것들은 화학, 생물학, 물리학 또는 다른 분야의 고급 학위의 일부로서 생물물리학의 전문화를 제공한다. 그들의 훈련의 폭 때문에, 다양한 직업들이 생물 물리학자들에게 열려있다. 여러분의 흥미와 능력에 따라, 여러분은 주로 실험실에서 일하거나, 컴퓨터로 일하거나, 가르칠 수도 있고, 과학 작가가 될 수도 있다.

많은 생물물리학자들이 대학, 대학 또는 의과대학이나 치과대학에서 교수진이나 직원이 되고, 앞으로 20년 안에 젊은 교수진에게 많은 자리가 생길 것이다. 연구에 주된 관심이 있는 생물 물리학자들은 종종 정부, 민간 연구기관 또는 산업에서 일한다. 최근 분자 생물물리학과 분자생물학의 발달로 산업계에 많은 새로운 입지가 생겨났다. 설정과 상관없이, 생물 물리학자들은 일반적으로 공통적인 문제를 해결하기 위해 협력하는 다른 배경, 관심사, 능력을 가진 사람들과 함께 그룹으로 일한다.

임상공학의 적용

 이것은 병원의 의료에 기술을 적용한 것이다. 임상 엔지니어는 의사, 간호사 및 기타 병원 직원과 함께 의료 팀의 일원이다. 의료기기 및 장비 기록의 컴퓨터 데이터베이스 개발 및 유지보수는 물론 정교한 의료기기의 구입 및 사용도 담당한다. 또한 그들은 의사 및 병원의 특정 요구에 계측기를 적응시키기 위해 의사와 함께 작업할 수 있으며, 계측기 제어 및 데이터 획득 및 분석을 위한 사용자 정의 소프트웨어와 컴퓨터 시스템의 인터페이스가 종종 관련된다. 임상 엔지니어는 최신 기술을 의료 서비스에 적용하는 데 관여한다. 이것은 독특한 물리적 현상(음향, 방사선, 자력 등)에 대한 지식을 고속의 전자 데이터 처리, 분석, 디스플레이와 결합하여 이미지를 생성한다.

이러한 이미지는 최소 또는 완전히 비침습적 절차를 통해 얻을 수 있는 경우가 많아 침습적 기술보다 덜 고통스럽고 쉽게 반복될 수 있다. 또 방사선학은 X선, 자기장, 초음파 등 방사성 물질을 이용해 신체와 장기, 구조물의 이미지를 만드는 것을 말한다. 이러한 이미지들은 이미지 유도 수술에서 의사들을 안내할 뿐만 아니라 질병의 진단과 치료에 사용될 수 있다. 마이크로 테크놀로지는 마이크로미터(밀리미터의 1000분의 1 또는 사람 머리카락 지름의 50분의 1 정도) 크기의 장치를 개발하고 사용하는 것을, 나노테크놀로지는 나노미터(인간의 머리카락 지름의 약 5만 분의 1 또는 수소원자 지름의 10배)의 순서로 장치를 개발하는 것을 포함한다.

이러한 분야에는 외과의사들이 건강하지 않은 조직만을 제거하는 방법으로서 변화하는 조직 특성을 식별할 수 있는 미세한 힘센서의 개발과 심장마비의 초기 및 신속한 진단에 도움이 될 수 있는 방법으로 심장 단백질 수준으로 구부러지는 나노미터 길이의 캔틸레버 빔의 개발이 포함된다. 이 새롭게 부상하는 학제간 분야에는 뇌와 신경계의 연구가 포함되며 상실된 감각과 운동 능력의 대체 또는 회복과 같은 분야(예를 들어 시력을 부분적으로 회복하기 위한 망막 삽입물 또는 서 있는 사람을 돕기 위한 마비된 근육의 전기적 자극), 복잡성의 연구 등이 포함된다. 자연에 있는 신경계의 발달, 뉴로봇(뇌의 운동 피질에서 나오는 신호에 의해 제어되는 신경 팔)과 신경 전자(예를 들어 높은 컴퓨팅 능력을 가진 뇌파 전자)의 발달. 골격, 관절, 근육의 기능을 이해하고 인공관절 치환 설계를 위해 공학적, 계산적 역학의 방법이 적용된 전문 분야다.

정형외과 바이오엔지니어링은 자연관절과 인공관절의 마찰, 윤활, 마모 특성을 분석하고 근골격계 응력 분석을 실시하며 뼈, 장판, 인대, 힘줄, 뇌간판, 추간판 등의 교체를 위한 인공바이오소재(생물학적, 합성물)를 개발한다. 그들은 종종 스포츠 경기와 수술 절차에 따른 환자 결과에 대해 걸음걸이 및 동작 분석을 수행한다. 이것은 생물의학 공학의 전문 분야로 성장하고 있다. 재활 엔지니어들은 신체적, 인지적 장애를 가진 사람들의 능력을 향상시키고 삶의 질을 향상시킨다. 그들은 보철술, 가정, 직장 및 교통 개조, 좌석 배치와 위치, 이동성 및 통신을 향상시키는 보조 기술 설계에 관여한다. 재활 엔지니어들은 또한 인지 장애가 있는 사람들을 돕기 위해 하드웨어와 소프트웨어 컴퓨터 적응과 인지 보조 기구를 개발하고 있다.

여기에는 수술을 계획하고 실행하는 데 있어 의료진을 대화식으로 지원하기 위한 로봇 및 이미지 처리 시스템의 사용이 포함된다. 이러한 새로운 기술은 절개부위가 작고, 외상이 적고, 정밀도가 높아 수술의 부작용을 최소화할 수 있으며, 비용도 절감할 수 있다. 이것은 박테리아에서 인간에 이르는 살아있는 유기체의 기능에 대한 포괄적이고 통합된 이해를 얻기 위해 공학 전략, 기술, 도구를 사용하는 생물의학 공학의 측면을 설명하기 위해 사용되는 용어다. 컴퓨터 모델링은 실험 데이터의 분석과 생리학적 사건의 수학적 설명을 형성하는 데 사용된다. 연구에서 예측 변수 모델은 우리의 지식을 다듬기 위해 새로운 실험을 설계하는 데 사용된다.

생활 시스템은 최첨단 기법으로 검사할 수 있는 고도의 규제된 피드백 제어 시스템을 갖추고 있다. 그 예로는 신진대사의 생화학, 사지 운동 조절 등이 있다. 생물의학 공학 학위는 전형적으로 최소 4년의 대학 교육을 필요로 한다. 이에 따라, 바이오의약품 엔지니어는 의료기기 또는 제약회사, 병원의 임상공학 또는 바이오소재 또는 생명공학 회사의 판매직에서 진입 수준의 엔지니어링 직위를 맡을 수 있다. 많은 바이오의약품 기술자들이 바이오의학공학이나 관련 공학 분야의 대학원 교육을 받거나 경영학 석사학위를 취득하거나 의대나 치과대학에 지원할 예정이다. 일부 바이오의학 엔지니어들은 심지어 로스쿨 입학을 선택하기도 하며, 바이오의학 발명과 관련된 특허법 및 지적 재산권과의 협력을 계획하고 있다.

바이오메디컬 엔지니어링

 바이오메디컬 엔지니어링은 생물학과 의학의 문제를 분석하고 해결하기 위해 전통적인 공학 원리와 설계 절차를 적용하는 것이다. 생명공학 엔지니어는 기기, 기기 및 소프트웨어 설계, 많은 기술적 출처의 지식의 수집, 새로운 절차 개발, 임상적 문제 해결에 필요한 연구 수행 등을 포함하여 광범위한 용량에서 요구될 수 있다. 바이오의학공학이라는 하위 전문 분야가 다수 존재하지만, '진공 속에서 일한다'는 경우는 거의 없다. 흔히 한 분야에서 일하는 생물의학 엔지니어는 다른 분야에서 일하는 생물의학 엔지니어들이 수집한 지식을 활용하게 된다. 예를 들어, 인공 고관절의 디자인은 해부학, 골 생체역학, 걸음걸이 분석 및 생체 재료 적합성에 대한 연구에 의해 크게 도움이 된다.

엉덩이에 가해지는 힘은 보형물의 설계 및 재료 선택 시 고려될 수 있다. 마찬가지로, 마비된 근육을 전기적으로 자극하여 통제된 방식으로 움직이도록 하는 시스템의 설계는 인간 근골격계의 행동에 대한 지식을 이용한다. 이러한 기기에 사용되는 적절한 재료의 선택은 생체재료 엔지니어의 영역에 속한다. 여기에는 의학과 생물학과 관련된 데이터를 수집하고 분석하기 위한 컴퓨터 도구를 개발하고 사용하는 것이 포함된다. 생물정보학 연구에는 수백만 개의 항목이 포함된 유전자 배열의 데이터베이스를 관리하고 검색하기 위해 정교한 기술을 사용하는 것이 포함될 수 있다.

질병의 진단과 치료에 사용되는 기기를 개발하기 위해 전자제품과 측정 기법을 적용한 것이다. 컴퓨터는 다양한 작은 작업을 수행하는 데 사용되는 단일 목적 계측기의 마이크로프로세서부터 의료 영상 시스템에서 대량의 정보를 처리하는 데 필요한 마이크로컴퓨터까지 생물 계측기의 필수적인 부분이다. 여기에는 삽입에 사용되는 살아있는 조직과 인공적인 물질이 모두 포함된다. 임플란트 재료 설계 시 생활 재료의 특성 및 거동을 이해하는 것이 필수적이다. 인체에 배치할 적절한 물질의 선택은 생물의학 엔지니어가 직면하는 가장 어려운 작업 중 하나일 수 있다. 생체 물질은 독성이 없고, 비카르신 유발 물질(암 유발 물질은 아님), 화학적으로 불활성이며, 평생 반복되는 힘을 견딜 수 있을 만큼 안정적이고 기계적으로 강해야 한다.

새로운 바이오 물질은 심지어 살아있는 조직과 생물학적, 기계적 매칭을 제공하기 위해 살아있는 세포를 포함한다. 이것은 생물학적 또는 의학적인 문제에 고전적인 기계 공학을 적용한다. 그것은 생체 및 합성 매체와 막을 가로지르는 화학 성분의 이동, 물질 변형, 체내 및 장치 내의 흐름과 운송에 대한 연구를 포함한다. 생체역학의 발전은 인공 심장, 심장 판막, 인공관절 교체술의 발달로 이어졌으며, 심장, 폐, 혈관, 모세혈관과 근골격계 뼈, 연골, 인대, 힘줄의 기능을 더 잘 이해하게 되었다. 여기에는 진단 및 치료 목적의 생물학적 신호에서 유용한 정보를 추출하는 것이 포함된다.

이것은 환자가 갑작스러운 심장 마비에 취약할지를 결정하기 위해 심장 신호를 연구하거나, 배경 소음에 대처할 수 있는 음성 인식 시스템을 개발하거나, 컴퓨터를 제어하는 데 사용될 수 있는 뇌 신호의 특징을 탐지하는 것을 의미한다. 이것은 살아있는 유기체(혹은 유기체의 일부)를 이용하여 제품을 만들거나 변형하거나, 식물이나 동물을 개량하거나, 특정 용도에 미생물을 개발하는 강력한 도구 모음입니다. 생명공학의 초기 노력에는 전통적인 동물과 식물 번식 기술과 빵, 맥주, 와인, 치즈를 만드는데 효모를 사용하는 것이 포함되었다. 현대 생명공학은 인간의 유전적 결함을 교정하는 데 사용될 수 있는 재조합 DNA와 세포 융합, 새로운 생체 처리 기술의 산업적 사용을 포함한다.

그것은 또한 생물의 도움을 받아 유해한 오염물질을 분해하는 생물학적 방해를 포함한다. 이것은 미세한 수준에서 생물 의학 문제를 공격하려는 최근의 시도를 포함한다. 이 영역들은 세포와 세포 이하 구조의 해부학, 생화학, 역학을 이용하여 질병 과정을 이해하고 매우 구체적인 현장에 개입할 수 있다. 이러한 기능을 통해, 소형 기기는 정확한 목표 위치에서 세포 과정을 자극하거나 억제할 수 있는 화합물을 전달하여 치유를 촉진하거나 질병의 형성과 진행을 억제한다.

생물 윤리적 의사결정

 생명윤리학의 의사결정은 개인이나 개인 그룹이 두 개 이상의 상반된 결과 사이에서 선택을 요구하는 생물 윤리적 딜레마에 직면할 때 발생한다. 종종, 이러한 가능한 결과 각각에 긍정적인 결과와 부정적인 결과가 둘 다 있다. 생명윤리학자들은 의사결정에 도달하기 위해 다음과 같은 패러다임을 고려한다. 생명공학의 급속한 발전은 이러한 신기술에 의해 우리의 삶이 어떻게 영향을 받을지 흡수하는 사회로서의 우리의 능력을 빠르게 앞지르고 있다. 우리는 이미 복제, 줄기세포 연구, 체외 수정, 그리고 유전 질환의 태아 확인과 같은 많은 심각하고 광범위한 문제들과 씨름하고 있다.

생명공학에 의해 가능하게 된 발전은 인간이라는 것이 무엇을 의미하는지 그리고 우리가 어떻게 삶을 살아가는지에 영향을 미칠 것이다. 이러한 최근 비할 데 없는 진보의 결과로, 생물 윤리적 의사결정에 대한 사려 깊은 참여의 필요성이 점점 더 절실해졌다. 그러한 필요성은 생명공학 및 생명공학 산업의 전문 커뮤니티를 넘어 사회의 모든 구성원을 포함하는데, 이는 용인된 관행을 확립하는 부담이 우리 모두에게 돌아가기 때문이다. 이런 부담을 감당하기 위해서는 우리 사회 구성원들이 지적으로 준비돼 있는 것이 중요하다. 과학과 기술은 필수적인 사회적 기업이지만, 그것만으로도 일어날 수 있는 일을 나타낼 수 있을 뿐, 일어날 수 있는 일을 나타낼 수 있는 것은 아니다.

후자는 지식의 사용에 관한 인간의 결정을 포함한다. 과학기술의 기본 개념과 원리를 이해하는 것은 과학기술 관련 다양한 도전의 경제, 정책, 정치, 윤리에 대한 활발한 토론에 앞서야 한다. 그러나 과학을 이해하는 것만으로 국지적, 국가적, 국제적 과제가 해결되지는 않을 것이다. 과학기술의 발전은 사회적 문제와 도전에 의해 영향을 받을 수 있다. 특정 건강 문제의 우선순위 재원 마련은 사회적 이슈가 과학과 기술에 영향을 미치는 방법의 예시 역할을 한다. 개인과 사회는 새로운 연구와 새로운 기술의 사회 도입과 관련된 제안을 결정해야 한다.

결정에는 대안, 위험, 비용 및 편익에 대한 평가와 누가 이익을 얻고 누가 고통을 받고 누가 지불하고 이익을 얻으며 누가 이를 부담하고 누가 이를 부담하는가에 대한 고려가 포함된다. 윤리적 의사결정은 우리에게 상황의 장단점을 다양한 관점에서 탐구할 것을 요구한다. 옳고 그른 대답은 없다. 모든 이해관계자가 의견을 제시할 기회를 갖는 수용 가능한 해결책에 도달하는 과정에 중점을 둔다. 생명공학의 문제들은 윤리, 영성, 문화를 둘러싼 깊이 간직되어 있는 믿음과 전통에 도전할 수 있는 잠재력을 가지고 있다. 몇몇 윤리적 문제는 위험과 관련이 있다.

여기에는 '어느 정도의 리스크가 용인되는가', '누가 결정하는가', '누가 위험을 안고 있는가' 등의 질문이 포함된다. 이러한 위험과 이익은 개인뿐만 아니라 공중 보건과 생태계에도 적용된다. 문제는 또한 유기체의 본질적 가치와 아이를 낳고 가정을 형성할 때 우리가 하는 선택에 대한 우리의 사회적, 문화적 견해와 신념에 도전할 수 있다. 복제 기술의 진보, 인간 두뇌에 대한 새로운 지식, 인간 게놈 프로젝트의 유전 데이터의 풍부함과 같은 다양한 문제들이 21세기 내내 의학 윤리학자들을 직면하게 될 것이다. 전 세계의 인구 변화는 또한 의학의 진로에 영향을 미칠 것이고 의료 윤리 문제를 제기할 것이다.

이러한 인구 고령화는 미국의 의료 시스템에 대한 수요를 증가시키고 그에 따라 의료 비용을 증가시킬 것이 확실해 보인다. 그리고, 노인들의 수가 증가함에 따라, 종말 문제를 둘러싼 윤리적 딜레마가 더 널리 퍼질 것이 확실해 보인다. 인공적인 방법으로 지속되는 노령 환자의 삶의 질을 결정하고 노인을 위한 치료가 언제 그 진로를 달려왔는지를 결정하는 것은 의학 윤리학자들이 다루어야 할 문제가 될 것이다. 수세기 동안 그래왔듯이, 의학 윤리학자들은 삶과 죽음의 가장 기본적이고 심오한 문제에 대해 계속 고민하고 토론하고 조언할 것이다. 첨단 기술과 현대적인 혁신으로, 많은 과학적 과정과 질병에 대한 새롭고 흥미로운 통찰력을 얻고 있다. 그러나 동시에 '어떻게 될 수 있을까' '확산이 어떻게 될까' '과학자가 어떻게 일어날지 알 수 있을까' 등의 새로운 의학적 윤리의 문제가 끊임없이 제기된다.

생명윤리학 정의의 다양성 그리고 학자의 역할

 생명윤리적 이슈와 관련된 결정은 환자와 그 의사의 관계, 생체실험에서 인간 대상의 치료, 부족한 의료자원의 배분, 인간생활의 시작과 끝을 둘러싼 복잡한 질문, 클리브 수행 등 다양한 상황에서 매일 이루어진다. 니컬 의학과 생명 과학 연구 윤리학자들은 병원과 다른 의료 기관의 조언자 역할을 한다. 그들은 또한 생명 유지에 대한 결정, 유전자 검사 사용, 의사 보조 자살 및 기타 문제에 관한 법률의 작성에 있어 연방 및 주 입법부의 고문으로 활동했다. 생명윤리학은 상업적인 과학계에서도 지형의 일부가 되었다. 생명공학에 관련된 점점 더 많은 회사들이 정기적으로 사업과 연구 관행에 대해 의학적 윤리학자들과 상담하고 있다.

미국과 캐나다에서는 25개 이상의 대학이 의료윤리학 학위를 수여하고 있다. 많은 경우에, 이 과목은 또한 의사들과 다른 건강관리 전문가들을 교육하는 커리큘럼의 일부분이다. 많은 의과대학에는 도덕적 의사결정 이론과 의료 연구의 책임 있는 행위와 같은 주제를 검토하는 윤리 강좌가 포함되어 있다. 분명히, 이 매우 복잡한 주제에 대한 간단한 정의는 없다. 그러나 정의한 것만큼 많은 정의가 있는 것처럼 보이지만, 대부분의 과학자들과 윤리학자들은 생물 윤리적 주장이 "옳은 것과 잘못된 것"의 개념이 아니라 "옳은 것과 옳은 것"의 개념에 초점을 맞춘다는 데 동의한다.

의학 윤리는 의사들을 위한 고대 그리스 히포크라테스 서약과 같은 몇 가지 초기 윤리 규범에 뿌리를 두고 있다; 약 2,000년 전 인도에서 쓰여진 산스크리트어 문헌인 카라카 삼히타는 의사들에게 "낮과 밤, 그러나 당신은 약혼할 수 있다, 그러나 당신은 온 정신을 다해 환자의 구제를 위해 노력해야 한다. '생명이나 생활을 위해서라도 환자를 저버리면 안 된다.' 18세기 영국인 의사 토마스 퍼시발이 쓴 윤리강령, 1846년 미국의학협회 설립자가 제정한 윤리강령, 인간 주체에 대한 연구윤리를 위한 뉘른베르크 강령, 제2차 세계 대전 말기에 전범 재판 중에 제정된 새로운 의료 및 생식 기술의 등장은 생물 의학 연구와 의료 실천의 도덕적, 사회적 문제를 더욱 복잡하게 만들었다.

의료 사례를 더 잘 평가하고 결정을 내리기 위해, 의료 윤리학자들은 특정한 윤리적 체계와 절차를 확립하려고 노력해왔다. 1970년대 후반 미국의 철학자 톰 보샹과 미국의 신학자 제임스 차일드리스에 의해 개발된 한 체제는 원칙주의, 즉 4원칙 접근법으로 알려져 있다. 이 시스템에서 바이오의약품과 관련된 윤리적 결정은 (1) 개인의 자율성과 자신의 결정과 신념에 대한 권리를 존중하는 것, (2) 사람을 돕는 것을 주요 목표로 하는 이익의 원칙, (3) 비피질성의 관련 원칙, 또는 거품을 자제하는 것 등 네 가지 개별적인 요소의 중요성을 저울질하여 이루어진다. 사람을 해치는 행위, 그리고 (4) 정의, 또는 공평하게 부담과 이익을 분배하는 행위, 보샹과 차일드리스 또한 27명으로 구성된 위원회의 구성원으로 중요한 역사적 문서인 보건 및 휴먼 서비스 부서의 인간 대상자 보호에 관한 윤리적 원칙과 지침을 개발했다.

1979년에 발행된 이 문서는 벨몬트 보고서(이 보고서 초안을 작성한 회의장 명칭)로 더 잘 알려져 있으며, 인간 참여자가 의료 연구에 참여하는 규제의 초석으로 존경, 유익성, 정의의 원칙을 확립했다. 일부 의학 윤리학자들은 원칙주의를 따르는 반면, 다른 이들은 케이스 기반 접근법인 캐스터리라고 알려진 시스템을 채택하고 있다. 복잡한 생물 윤리적 사건에 직면했을 때, 보험학자들은 거의 모든 사람이 해결책에 동의할 수 있는 유사하지만 분명한 사례를 상상하려고 한다. 가상의 사례에 대한 해결책을 저울질함으로써, 사건 담당자들은 당면한 실제 사례에 대한 해결책을 찾기 위해 노력한다. 자본주의와 원칙주의는 많은 생물 윤리적 틀 중 두 가지에 불과하다. 각각의 접근방식은 그 지지자들을 가지고 있고, 다양한 사상의 학교들 사이에서 많은 의견 불일치와 토론이 자주 일어난다.

그러나, 각각의 접근방식은 복잡하고 논쟁의 여지가 있는 의학의 영역에서 흔히 발생하는 민감하고 상충되는 문제들을 다루려는 시도를 나타낸다. 의학의 발전은 개인, 그들의 가족, 그리고 그들과 함께 일하는 건강 전문가들에게 새롭고 어려운 도덕적 선택을 만들어냈다.과학자들과 내과의사들은 생명을 구하고, 장기를 이식하고, 연구를 계속하기 위한 새롭고 흥미로운 선택들에 직면해 있기 때문에, 그들은 또한 누가 희귀하고 중요한 치료를 받아야 하는지, 그리고 우리가 언제 삶이 끝날 지를 어떻게 결정해야 하는지와 같은 새롭고 골치 아픈 선택들과 씨름해야 한다.

생명윤리의 뿌리가 철학에 있는 반면, 오늘날의 생명윤리는 법, 의학, 생물학, 유전학, 환경독성학, 공중보건, 제약, 줄기세포 연구, 생명공학, 정치학, 사회학, 사업 등 많은 추가적인 연구 분야들 간의 협업을 요구한다. 한때 드물었던 생물학적 딜레마는 부분적으로 새로운 의학 기술이 그들의 의미를 이해하는 우리의 능력을 능가했기 때문에 이제는 흔한 일이다. 전통적으로 생명윤리학자들은 어려운 의학적 결정을 다루었으나 유전학과 생명공학 분야의 지식이 폭발적으로 증가하면서 그 역할이 확대되었다.

복제, 태아 조직의 사용, 농작물의 유전공학처럼 다양한 문제에 대해 윤리적 결정이 필요하다. 최근 생물의학, 생명공학, 생명공학 연구 분야의 성장은 우리 사회가 새롭게 대두되고 도전적인 윤리적 함의에 직면할 전례 없는 필요성을 만들어냈다. 생명윤리학은 인간의 건강 및 생물학적 시스템과 관련된 새로운 도덕적 문제를 파악하고 공동체의 가치체계가 정한 원칙에 따라 분석하는 것으로 구성된다. 그러한 원칙은 항상 하나의 "도덕적" 행동 방침을 지시하는 것이 아니라, 경쟁하는 옵션들 사이에서 평가하고 결정하는 수단을 제공한다.

 환경 파괴에 대한 우려는 몇몇 국가 및 국제 협약의 체결로 이어졌다. 1972년, 유엔 인간 환경회의는 유엔 환경계획의 수립을 결의했다. 각국 정부는 습지를 보호하고 멸종 위기에 처한 종에서 국제 무역을 규제하는 것과 같은 특정한 문제들을 다루기 위해 많은 지역 및 국제 협약을 체결했다. 이러한 합의는 독성 화학물질과 오염에 대한 통제와 함께 파괴의 흐름을 늦추는 데 도움을 주었지만 번복하지는 못했다. 멸종위기에 처한 동물과 동물 부분의 무역을 금지하기 위해 1975년에 멸종위기에 처한 야생 동물과 식물 종의 국제 무역에 관한 협약으로 알려진 국제 조약이 발효되었다. 미국에서는 1973년 멸종위기에 처하거나 멸종위기에 처한 종과 그 서식지를 보호하기 위해 멸종위기종법이 제정되었다. 1987년 세계환경개발위원회는 경제개발이 생태학적으로 덜 파괴적이 되어야 한다고 결론지었다. 그 후 1992년 브라질 리우데자네이루에서 열린 유엔 환경 및 개발에 관한 회의에서 생물 다양성 협약에서 일련의 구속력 있는 협정이 체결되었다.

생물 다양성의 보존과 지속 가능한 사용에 관한 최초의 세계적 합의였다. 150개 이상의 정부들이 이 회의에서 이 문서에 서명했고, 이후 187개 이상의 국가들이 이 협정을 비준했다. 이 협약은 3가지 주요 목표를 가지고 있다: 생물다양성의 보존, 생물다양성의 구성요소의 지속 가능한 이용, 그리고 상업적 그리고 다른 유전자원의 이용에서 발생하는 이익을 공정하고 공평한 방법으로 공유하는 것이다. 대부분의 생물학자들은 미국의 진화 생물학자 에드워드 O의 추정을 받아들인다. 윌슨은 지구가 매년 약 27,000종의 종을 잃고 있다고 말했다. 그의 추정치는 주로 생태계, 특히 열대림과 초원의 실종률과 그러한 시스템에 살고 있는 종에 대한 우리의 지식에 기초하고 있다.

그 놀라운 멸종의 비율은 지구 역사상 불과 5번 전에 일어났다.지질학적 과거의 대량 멸종은 기후 변화나 운석 충돌과 같은 치명적인 물리적 재해로 인해 발생했고, 이로 인해 지구 생태계가 파괴되고 교란되었다. 오늘날의 여섯 번째 멸종 역시 주로 생태계 교란으로 인해 일어나고 있지만, 이번에 파괴되는 힘은 물리적 환경이 아니라 오히려 인류에 있다. 지구 표면의 인간의 변형은 과거의 대격변 한 물리적 재난들 중 어느 것보다도 파괴적일 수 있다고 위협한다. 생물다양성 손실의 근본적인 원인은 현재 70억 명에 달하고 2050년에는 다시 두 배가 될 것으로 예상되는 인구 폭발이다. 인류는 이미 지구의 유기체에서 생산되는 모든 식량, 농작물, 의약품, 기타 유용한 물품의 거의 절반을 소비하고 있으며, 지구 상의 10억 명 이상의 사람들이 충분한 담수 공급을 받지 못하고 있다.

그러나 문제는 단순히 인구수만이 아니다; 지구상의 자원 및 다른 형태의 부의 불평등한 분배와 소비 또한 고려되어야 한다. 몇몇의 추정에 따르면, 평균적인 중산층 미국인들은 개발도상국에 사는 사람이 소비하는 것의 30배에 달하는 놀라운 소비량을 소비한다고 한다. 따라서 거의 3억 명에 달하는 미국 국민의 영향은 30배로 곱해야 선진국들이 세계 생태계에 미치는 영향에 대한 정확한 비교 추정치를 도출할 수 있다. 지구 생물 다양성에 대한 가장 큰 위협은 자연 서식지의 인간 파괴다. 약 1만 년 전 농업이 발명된 이후, 인구는 대략 500만 명에서 현재 60억 명으로 증가했다. 그 기간 동안, 그러나 특히 지난 몇 세기 동안, 인간은 지구를 근본적으로 변화시켰다. 도시 중심지의 증식과 성장, 댐과 운하, 고속도로와 철도의 건설과 함께, 농업 목적을 위한 산림, 초원, 습지의 전환은 물리적으로 생태계를 현재의 놀라운 멸종 속도로 변화시켰다.

생물다양성 손실의 범위와 중요성이 더 잘 이해됨에 따라, 6차 대량 멸종의 흐름을 저지하기 위한 긍정적인 조치들이 제안되었고, 어느 정도까지는 채택되었다. 몇몇 국가들은 멸종위기에 처한 야생동물을 보호하는 법을 제정했다. 지난 30년 동안, 초점은 개별 종의 보존에서 벗어나 동물들이 서식지 사이를 이동할 수 있도록 하는 복도에 의해 연결된 대규모 서식지 보호로 이동했다.따라서 예를 들어, 태평양 북서부의 점박이 올빼미 같은 것을 구하려는 운동은 오래된 목재의 광대한 지역을 보호하기 위한 노력이 되었다. 그러나 이러한 접근방식이 유망하듯이, 멸종위기에 처한 생태계에 살고 있는 사람들의 지역적 경제적 요구를 고려하지 않는다면 보존 노력은 장기적으로 결코 성공하지 못할 것이다. 그것은 특히 세계의 남아있는 방해받지 않는 땅의 많은 부분이 위치한 개발도상국들에서 사실이다.

20세기 말 세계은행, 세계야생생물기금과 같은 국제기구는 개발도상국의 모든 나라가 보호지역에 숲의 10%를 적립하는 운동을 전개하였다. 그러나 그러한 보호지역 근처에 사는 많은 지역사회는 수천 년 동안 우림에 식량과 땔감을 의존해 왔다. 경제적 대안이 거의 없기 때문에, 그러한 지역사회는 먹을 충분한 음식이 없이 남겨질 수 있다. 이 문제를 해결하기 위해, 보존 생물학은 보존 조치의 직접적인 영향을 받는 사람들과의 상호작용을 강조한다. 이러한 생물학자들은 그러한 사람들이 파괴적인 수확과 토지 이용에 대한 지속 가능한 경제적 대안을 개발하도록 장려한다. 한 가지 대안은 타구아 견과류와 브라질 견과류로 알려진 야자수에서 나오는 식물성 상아 씨앗과 같은 재생 가능한 우림 제품을 수확하여 판매하는 것이다. 보호조치가 허용하는 경우 우림 공동체는 숲 생태계에 미치는 영향이 적은 방식으로 엄선된 나무를 추출하는 지속 가능한 우림 벌목 작업을 수행할 수 있다.

여전히 다른 지역사회는 경제를 강화하고 다양화하는 방안으로 의약품 개발을 위한 약용식물을 연구하고 있다. 보존 생물학자들은 또한 그들이 의존하는 자원의 건강과 지속가능성을 보장하는 관행을 개발하기 위해 기성 산업들과 협력한다.예를 들어, 보존 생물학자들은 어부들과 협력하여 어부들이 개체수와 생태계를 전체적으로 손상시키지 않고 얼마나 많은 물고기를 수확할 수 있는지를 결정한다. 나무, 식물, 동물 및 기타 천연자원의 수확에도 동일한 원리가 적용된다. 생물다양성을 보존하는 것은 또한 분자 수준에서, 유전적 다양성의 보존에서 일어난다. 멸종위기에 처한 유기체의 DNA를 수집하고 보존하기 위한 노력이 전 세계적으로 이루어지고 있다. 이러한 수집품 또는 유전자은행은 혈액이나 조직의 냉동 샘플로 구성될 수도 있고, 어떤 경우에는 실제 살아있는 유기체로 구성될 수도 있다.

생물학자들은 한 종의 유전자 풀을 넓히기 위해 유전자 은행을 사용하며, 그것이 그것에 직면하는 환경적 난제를 충족시키기 위해 적응할 가능성을 높인다. 많은 동물원, 수족관, 식물원은 자이언트 판다, 오랑우탄, 장밋빛 페리 윙클과 같은 멸종위기에 처한 동식물의 포획 개체군에서 유전적 다양성을 조심스럽게 유지하기 위해 함께 일한다. 포획된 동물들은 야생 개체군과 함께 사육되거나 야생 개체군과 자유롭게 번식할 수 있기를 바라며 때때로 방류되어 그들의 유전적 다양성을 증가시킨다. 이들 유전자은행은 또한 농작물의 유전적 다양성을 보충하기 위한 필수 자원이어서 식물 사육자와 생물 공학자들이 질병과 기후 조건의 변화에 맞서 그들의 주식을 강화할 수 있다.

생물다양성 개념, 이점, 유전적 다양성, 생태 다양성

 생물다양성은 지구상에 살고 있는 모든 다른 종류의 동물, 식물, 곰팡이, 미생물 유기체와 그들이 살고 있는 서식지의 다양성을 합친 것이다. 과학자들은 천만 종 이상의 다른 종들이 지구에 살고 있다고 추정한다. 생물다양성은 음식 생산에서부터 의학 연구에 이르기까지 모든 것의 기초가 된다. 인간은 매일 최소 4만 종의 동식물을 사용한다. 세계의 많은 사람들은 여전히 그들의 음식, 피난처, 의복의 일부 또는 전부를 야생 종에 의존한다. 우리의 모든 길들여진 식물과 동물들은 야생생물의 조상종에서 왔다. 게다가, 미국에서 사용되는 약의 거의 40%는 식물, 동물 또는 미생물에서 발견되는 천연 화합물에 기초하거나 합성된다. 특정한 환경에서 발견되는 생물들의 배열은 그들에게 영향을 미치는 물리적, 환경적 요인과 결합되어 생태계다. 건강한 생태계는 생명에 필수적이다; 그것들은 깨끗한 공기, 깨끗한 물, 그리고 풍부한 산소를 제공하는 많은 화학적, 기후적 시스템을 조절한다. 예를 들어, 숲은 공기 중의 이산화탄소의 양을 조절하고, 광합성의 부산물로 산소를 생산하며, 강우와 토양 침식을 조절한다.

 생태계는 결국 생태계를 구성하는 개별 유기체의 지속적인 건강과 생명력에 의존한다. 생태계에서 한 종만 제거하면 생태계가 최적으로 운영되지 못하게 할 수 있다. 아마도 생물다양성의 가장 큰 가치는 아직 알려지지 않았을 것이다. 과학자들은 175만 종만을 발견하여 이름을 붙였는데, 이는 존재하는 것으로 추정되는 종의 20%에도 못 미치는 것이다. 확인된 것들 중 오직 일부분만이 잠재적 의약품, 농업 또는 산업적 가치에 대해 조사되었다. 지구의 많은 생물다양성들은 우리가 무엇이 부족한지 알기도 전에 빠르게 사라지고 있다. 대부분의 생물학자들은 현재 지구상의 생명체가 6천 5백만년 전에 공룡을 멸종시킨 사건 이후 가장 심각한 멸종 사건에 직면해 있다는 데 동의한다. 식물, 동물, 곰팡이 그리고 박테리아와 같은 미세한 유기체의 종들이 놀라운 속도로 사라지고 있다. 이 때문에 전 세계 과학자들은 생물다양성을 더 잘 이해하고 손실률을 낮추기 위한 노력의 일환으로 생물다양성을 분류하고 있다. 그 결과 현재 생물다양성 연구의 대부분은 생물다양성 보존과 환경 품질 및 변화 평가에 집중한다.

 생물다양성은 생태계가 기능하는 방식과 그들이 제공하는 서비스에서 중요한 역할을 한다. 다음은 생물 다양성의 혜택 또는 서비스의 일부 목록이다. 지구상의 모든 종은 유전적 연결을 통해 다른 모든 종과 연관되어 있다. 어떤 두 종이라도 밀접하게 연관되어 있을수록, 그들은 더 많은 유전 정보를 공유하게 될 것이고, 더 비슷해 보일 것이다. 유기체의 가장 가까운 친척은 그 자신의 종, 즉 그것이 짝짓기를 하고 자손들을 생산할 수 있는 잠재력을 가진 유기체의 일원이다. 한 종의 구성원들은 부분적으로 동물들이 어떻게 생겼는지, 어떻게 행동하고 사는지를 결정하는 생화학적 정보의 조각인 유전자를 공유한다. 예를 들어, 한 동부의 회색 다람쥐는 같은 지역에 살든 수천 마일 떨어져 있든 다른 동부의 회색 다람쥐와 유전자의 대부분을 공유한다. 종의 구성원들은 또한 서로를 잠재적 짝으로 인식할 수 있는 복잡한 짝짓기 행동을 공유한다. 사실상 모든 종에 대해 인접 서식지에 유사하고 밀접하게 연관된 종들이 있다.

 서양에서는 동양 대신 회색 다람쥐가 록키산맥 서쪽에서 발견된다. 비록 서양의 회색다람쥐가 동양의 회색다람쥐와 다른 것보다 더 비슷하지만, 이 동물들은 동양의 회색다람쥐와 공통적인 짝짓기 행동을 공유하지 않는다. 심지어 가까이 왔을 때에도, 동부와 서부의 회색 다람쥐는 짝짓기를 하지 않기 때문에, 그들은 두 개의 뚜렷한 종을 이룬다. 각 종은 또한 더 일반적인 특징들을 공유하는 다른, 더 원격으로 관련된 종들을 가지고 있다. 회색다람쥐, 다람쥐, 마못, 대초원견 모두 다람쥐과에 속한다. 왜냐하면 그들은 이빨 번호와 모양, 두개골과 근육 해부학의 세부사항과 같은 많은 특징들을 공유하기 때문이다. 이 동물들은 모두 설치류로, 점점 자라나는 끌 같은 치아를 가진 더 먼 친척들과 비슷한 동물들의 큰 집단이다. 모든 설치류는 더 넓은 집단인 포유류와 관련이 있다. 포유류는 털이 있고, 새끼는 우유로 기르고, 중간이에는 세 개의 뼈가 있다. 결국 모든 포유류는 등뼈, 즉 척추동물을 가진 다른 동물들과 더 멀리 연관되어 있다.

 이 모든 유기체들은 동물이지만 식물, 곰팡이 그리고 몇몇 미생물과 공통적인 세포 구조를 공유한다. 마지막으로 모든 살아있는 유기체는 공통분자인 리보핵산을 공유하고 있으며, 대부분은 디옥시리보핵산을 가지고 있다. 모든 종들이 하나의 공통된 조상으로부터 내려온 반면, 종들은 시간이 지남에 따라 그들만의 독특한 속성을 갈라서 발전시켜 생물 다양성에 그들 스스로 기여한다. 종 다양성은 서식지나 지역 내에 있는 종의 다양성이다. 종은 생물 분류의 기본 단위로서, 따라서 생물 다양성의 정상적인 척도가 된다. 종 부자는 주어진 영역에서 다른 종의 수를 설명하는 말이다. 지금까지 과학적으로 이름을 올린 종은 175만 종에 불과하지만, 세계 총수는 500만 종에서 1000만 종으로 추정된다. 열대우림과 산호초와 같은 몇몇 서식지에는 많은 종들이 있다. 예를 들어, 열대 북남미는 약 8만 5천 종의 꽃을 피우고 있고, 열대 아열대 아시아는 5만 종 이상, 열대 아열대 아프리카는 약 3만 5천 종의 꽃을 피우고 있다. 이와는 대조적으로 유럽 전역에는 11,300개의 혈관 식물이 있다.

 그러나 소금 평지나 오염된 개울과 같은 다른 지역은 더 적은 종을 가지고 있다. 종은 공유된 특성에 따라 함께 가족으로 분류된다. 생태적 다양성은 지역 생태계에 존재하는 서로 다른 종들의 복잡한 네트워크와 그들 사이의 역동적인 상호작용을 말한다. 생태계는 에너지, 영양소, 물질의 흐름을 통한 연결과 지역에 함께 사는 많은 다른 종의 유기체들로 구성되어 있다. 그러한 연결은 다른 종의 유기체들이 서로 상호작용하면서 발생한다. 거의 모든 생태계에서 궁극적인 에너지의 원천은 태양이다. 태양의 복사 에너지는 식물에 의해 화학 에너지로 전환된다. 그 에너지는 동물들이 식물을 먹고 나서 다른 동물들에 의해 차례로 먹힐 때 시스템을 통해 흐른다. 곰팡이는 유기체를 분해하여 에너지를 얻는데, 이것은 토양으로 영양분을 다시 방출한다. 따라서 생태계는 에너지 흐름에 의해 연결되는 생물 성분(미생물, 식물, 동물, 곰팡이)과 무생물 성분(기후, 화학)의 집합체다. 지구의 각 생태계가 주변의 생태계에 합쳐지기 때문에 생태적 다양성을 측정하는 것은 어렵다.