빙하기 북미 대륙에는 지금은 볼 수 없는 거대한 포유류들이 살고 있었다. 매머드와 거대한 송곳니를 지닌 검치호랑이가 대표적인 사례다. 사실 검치호랑이는 긴 송곳니를 지닌 호랑이 한 종이 아니라 검치를 지닌 고양잇과의 여러 포식자를 통칭하는 용어다. 그 가운데 마지막 빙하기에 북미 대륙에 군림했던 ‘스밀로돈’(Smilodon)이 검치호랑이의 대명사로 여겨질 만큼 유명하다. 스밀로돈은 스밀로돈 포풀라토르(S. populator), 스밀로돈 파탈리스(S. fatalis), 스밀로돈 그라킬리스(S. gracilis) 등 3종이 있으며 이 가운데 스밀로돈 포풀라토르는 무려 28㎝에 달하는 거대한 칼날 같은 이빨을 지닌 종으로 유명하다. 물론 나머지 2종도 지금은 볼 수 없는 긴 검치를 지니고 있다. 그러나 이렇게 강력한 외형에도 불구하고 스밀로돈은 멸종 직전 다양한 질병에 시달린 것으로 보인다. 스웨덴 에비덴시아 아카데미와 취리히 대학교의 휴고 슈뫼켈 박사와 동료들은 미국 캘리포니아에 있는 라 브레아 타르 핏에서 발굴된 수많은 스밀로돈의 뼈 화석을 분석했다. 라 브레아 타르 핏은 끈적끈적한 타르가 나오는 구덩이로 당시 많은 동물이 여기에 빠져 죽은 후 화석화됐다. 연구팀은 스밀로돈 파탈리스 849마리의 성체에 포함된 3722개의 척추뼈를 분석해 생각보다 많은 척추 기형의 증거를 발견했다. 예를 들어 잘못 형성된 흔적이 있는 척추뼈의 개수가 무려 226개에 달했다. 하지만 가장 흥미로운 사실은 매우 드문 척추 종양의 증거를 발견했다는 점이다. 연구팀은 척추뼈 3개에서 신경이 지나가는 구멍인 추간공이 넓어진 것을 발견했는데, 매끄럽게 재형성된 표면을 가진 점으로 봐서 종양의 흔적으로 해석된다. 척추 종양이 자라면서 주변 뼈를 압박하면 구멍의 크기가 점점 커지기 때문이다. 이런 척추 종양은 유전자 돌연변이에 의한 것으로 현대의 동물과 인간에서도 볼 수 있다. 하지만 인간에서는 10만 명당 약 0.22~0.38건으로 매우 드문 형태의 종양이고 다른 동물에서도 비슷한 수준으로 드물다. 그러나 라 브레아 타르 핏에서 발굴된 스밀로돈에서는 10만 마리당 353건으로 이보다 1000배 발병률이 높았다. 이렇게 척추 종양이 생긴 경우 해당 부위의 통증은 말할 것도 없고 척추 신경 압박으로 인한 사지 보행 장애 가능성도 높아진다. 이런 상태에 있는 검치호랑이는 사냥이 쉽지 않기 때문에 타르 구덩이에 빠진 초식동물을 쉬운 먹이로 보고 사냥했을 가능성이 높다. 운이 좋으면 타르 구덩이에서 먹이를 건질 수 있겠지만, 만약 실수하면 같이 구덩이에 빠져 최후를 맞이했을 것이다. 연구팀은 전반적으로 척추 이상이 흔할 뿐 아니라 드문 척추 종양까지 흔한 것이 우연이 아니라 당시 빙하기가 끝나가면서 쇠락해가던 스밀로돈의 멸종 징후라고 보고 있다. 개체수가 줄어들면서 근친교배가 흔해지고 이로 인해 드문 기형이나 돌연변이에 의한 질병이 많아질 수 있기 때문이다. 결국 이로 인해 점점 더 숫자가 줄어들어 근친교배가 더 자주 일어나는 악순환에 빠졌다가 최종적으로 멸종된 것이다. 그런데 이것은 오래전 빙하기만의 이야기가 아닐 수 있다. 최근 개체수가 크게 줄어들고 서식지가 서로 단절된 호랑이, 사자, 늑대 등 대형 육식동물들이 유전적으로 가까운 개체 간의 번식 횟수가 증가하면서 비슷한 척추 기형들이 더 자주 보고되고 있다. 검치호랑이처럼 이들도 멸종될 위험성이 커졌다는 경고다. 더 이상 개체수가 줄어들지 않도록 보호하고 고립된 집단 간 교류를 촉진하는 세심한 노력이 필요한 시점이다.

미국의 명문 캘리포니아대(UCLA) 과학자들이 정부의 연구비 지원이 끊기자 64년 동안 이어온 마멋 연구를 지키기 위해 이색적인 행보에 나섰다. 연구 대상인 마멋을 성인용 콘텐츠플랫폼인 온리팬스(OnlyFans)의 ‘스타’로 만들어 후원금을 모으기 시작한 것이다. 6일(현지시간) UCLA에 따르면, 지난해 연방정부가 수십억 달러 규모의 연구 지원금을 삭감하면서 UCLA 연구진은 세계에서 두 번째로 오래된 포유류 연구를 중단해야 할 위기에 몰렸다. 이에 UCLA 생태진화생물학과 대니얼 블럼스타인 교수는 미국 국립과학재단의 연구비 연장 거부 직후인 지난 5월 말, 콜로라도 로키산맥의 노란배마멋을 소개하는 온리팬스 계정 ‘온리마멋스’(OnlyMarms)를 개설했다. 이번 연구는 비영리 록키마운틴생물학연구소(RMBL)를 기반으로 64년 동안 진행 중이다. 그동안 이 연구를 통해 동물의 행동과 건강, 수명 변화는 물론 어린 시절의 역경이 수명에 미치는 영향과 사회적 관계 등 다양한 학술적 사실이 밝혀졌다. 오랜 시간 축적해 온 데이터의 연속성이 깨질 경우 다시는 되돌릴 수 없는 학술적 손실이 발생하게 된다. ‘잠바 주스’, ‘에그’ 등의 이름을 가진 마멋들의 일상은 매일 카메라에 담겨 온리마멋스에 공개된다. 영상에는 마멋들의 소통 방식과 경고음, 천적을 피하는 전략 등이 담긴다. 구독은 무료지만 이용자들은 후원금을 낼 수 있다. 지금까지 수천 명이 계정을 방문했으며 플랫폼 수수료 20%를 제외하고 약 6000달러(약 854만원)의 후원금이 모였다. 계정 운영은 블럼스타인 교수 연구실의 대학원생 에밀리 렌키가 맡고 있다. 렌키는 영상 속 마멋들의 행동을 알기 쉽게 설명하며 귀여운 영상 속에 과학적 지식을 자연스럽게 담아내고 있다. UCLA 측은 “온리마멋스가 대중의 관심과 소정의 수익을 끌어냈지만, 이 정도 후원금만으로는 현장 연구를 계속 이어가기에 턱없이 부족하다”며 “연구팀은 우선 확보된 자원으로 버티며 구독자가 더욱 늘어나 이 값진 연구가 계속될 수 있기를 바라고 있다”고 밝혔다.

‘고흥갯벌’이 유네스코 세계자연유산으로 등재됐다. 고흥갯벌은 지난 25일 부산 벡스코에서 열린 제48차 유네스코 세계유산위원회에서 ‘한국의 갯벌’ 2단계 확대 등재로 최종 확정됐다. 이번 확대 등재는 지난 2021년 세계유산으로 등재된 보성·순천갯벌, 신안갯벌, 고창갯벌, 서천갯벌에 고흥·여수·무안·서산갯벌 4곳을 추가하는 내용이다. 지난 6월 유네스코 세계유산위원회 자연유산 자문기구인 국제자연보전연맹(IUCN)으로부터 등재 권고를 받은 바 있다. 이로써 ‘한국의 갯벌’은 ▲고흥-보성-순천-여수갯벌 ▲신안-무안 탄도만 갯벌 ▲무안 함해만 갯벌 ▲고창갯벌 ▲서천갯벌 ▲서산갯벌 등 총 6개 구성요소로 이뤄진 연속유산으로 확대됐다. 고흥갯벌은 유산 면적 5943㏊ 규모로 뛰어난 생물다양성을 보유하고 있다. 국제적 멸종위기종인 11종과 도요물떼새 22종이 서식한다. 이 중 검은머리갈매기는 전 세계 개체군의 1% 이상이 서식하는 것으로 확인됐다. 물새류는 58종에 이른다. 이 밖에도 저서규조류 38종, 해조류 54종, 염생식물 54종, 대형저서동물 552종, 어류 26종 및 해양포유류 1종이 출현하는 것으로 조사됐다. 또 법정보호종 6종의 서식지이자 붉은발말똥게와 갯게 등 법정보호종의 중요한 서식처이기도 하다. 국제자연보전연맹(IUCN)은 이번 심사에서 한국의 갯벌 2단계가 세계유산 등재 기준(10번)인 ‘생물다양성 및 멸종위기종 보전을 위해 가장 중요하고 의미 있는 자연 서식지에 부여되는 기준’을 충족한다고 평가했다. 고흥갯벌을 포함한 전남 갯벌이 동아시아-대양주 철새 이동경로(EAAF)의 핵심 기착지라는 점을 인정했다. 공영민 고흥군수는 “고흥갯벌의 세계유산 등재는 지역 어민들이 오랜 세월 지켜온 갯벌과 그 생태적 가치를 국제사회로부터 인정받은 결과”라며 “앞으로 갯벌의 보전과 지속가능한 활용이 조화를 이룰 수 있도록 관계기관, 지역사회와 함께 체계적인 관리 방안을 마련해 나가겠다”고 말했다. 군은 국가유산청, 해양수산부, 전남광주통합특별시, 한국의갯벌세계유산등재추진단 등과 긴밀히 협력해 세계유산위원회 권고사항인 통합관리체계 구축과 전통 어업·갯벌자원 채취 관행의 지속가능한 계승을 위한 후속 조치를 추진할 계획이다.

티라노사우루스는 폭군 도마뱀이라는 이름처럼 6600만 년 전 새를 제외한 공룡이 멸종하기 직전 지상 생태계를 지배한 최상위 포식자였다. 몸길이 최대 15m에 몸무게 10톤의 거대한 육식공룡이 날카로운 이빨과 강한 턱으로 물어뜯으면 대형 초식공룡도 당해 내기 힘들었다. 하지만 아무리 티라노사우루스라고 해도 새끼 때는 작을 수밖에 없었다. 공룡은 알에서 태어나기 때문이다. 어미 공룡이 아무리 크더라도 알껍질은 호흡을 위해서 무한정 두껍게 만들 수 없다. 따라서 호흡을 위해 알껍질을 얇게 만들면서 크기를 키우면 쉽게 깨지기 때문에 타원형으로 길쭉하게 해도 알 크기에는 제약이 따른다. 따라서 거대한 용각류 초식공룡도, 지상의 왕 티라노사우루스도 갓 태어난 새끼는 수 kg에 불과한 작은 크기가 될 수밖에 없는 것이다. 일부 과학자들은 이렇게 작고 약한 새끼를 보호하기 위해서 일부 수각류 공룡이 새끼를 돌봤다고 보고 있다. 어쩌면 티라노사우루스 역시 비슷한 전략을 취했을 가능성도 있다. 어미 티라노사우루스가 둥지를 지키고 어린 새끼에게 먹이를 가져다주면 생존 확률을 극대화할 수 있다. 그러나 최신 연구 결과에 따르면 티라노사우루스 새끼는 태어나자마자 스스로 사냥하며 생존을 도모한 것으로 보인다. 영국 배스 대학의 니콜라스 롱리치와 동료들은 티라노사우루스의 새끼 화석을 분석해 티라노사우루스의 양육 방식에 대해 조사했다. 그런데 사실 티라노사우루스 새끼 화석은 성체 화석보다 훨씬 찾기 힘들다. 새끼 뼈는 작고 약해서 좀처럼 화석화되지 않기 때문이다. 하지만 연구팀은 박물관에서 보관 중이던 티라노사우루스의 이빨 및 발뼈를 확보해 고해상도 싱크로트론 X선 스캔을 통해 화석을 손상시키지 않고 중요한 정보를 얻어냈다. 연구팀에 따르면 티라노사우루스 새끼는 2.5㎏ 이하의 집고양이 정도의 작은 크기였지만, 태어나자마자 어미의 보살핌을 필요로 하는 약한 존재는 아니었다. 화석 스캔 결과 연구팀은 뼈조직에서 기계적 스트레스와 관련된 재형성 흔적이 발견했는데, 갓 태어난 아기 공룡들이 이미 걷고 뛰었다는 의미로 해석된다. 또한 많은 이빨이 마모된 것으로 보아 곤충처럼 잡기 쉬운 먹이가 아니라 처음부터 다른 초기 포유류나 파충류 같은 척추동물을 사냥해 많은 고기를 얻었음을 짐작할 수 있다. 연구팀이 분석한 티라노사우루스 새끼 화석은 생후 1년 이내의 어린 개체로 몸무게 약 1.7㎏, 길이 약 75㎝였던 것으로 추정된다. 뼈 스캔에서 성장선이 발견되지 않는 점으로 봐서 한 살이 되지 않은 나이에 죽었고 어느 정도 이빨이 마모된 흔적이 있는 것으로 봐서 생후 몇 달 정도 사냥한 끝에 죽었다는 점을 짐작할 수 있다. 연구팀은 티라노사우루스가 최소한 15~30개의 알을 낳았을 것이라고 보고 있다. 물론 성체는 매우 크고 알은 3.7㎏ 정도에 불과하기 때문에 한 번에 50개 또는 100개에 달하는 많은 알을 낳았을 가능성도 있다. 이 새끼 화석에서 볼 수 있듯이 많은 새끼가 생후 1년 이내 사망했기 때문에 높은 손실률을 보충하기 위해 많은 알을 낳았을 것으로 생각된다. 이번 연구는 티라노사우루스가 새끼 때부터 남다른 사냥꾼으로 ‘될성부른 나무는 떡잎부터 알아본다’는 우리 옛 속담을 다시 한번 떠올리게 만든다. 하지만 이렇게 뛰어난 새끼도 사실 어미가 돌보지 않으면 생존율은 낮을 수밖에 없었다. 결국 새끼를 정성스럽게 돌보는 포유류와 조류가 대멸종에서 살아남았던 것도 어쩌면 이것과 연관이 있을지도 모른다.

구약성서에는 최초의 인간 아담과 하와가 등장한다. 이들과 함께 또 하나의 존재가 있는데 바로 하와에게 금단의 열매를 먹게 유혹해 낙원을 쫓겨나게 만드는 뱀이다. 화가들이 그린 그림이나 문학작품 속 묘사에서는 뱀은 나무나 땅 위를 기어다니는 것으로 묘사됐다. 그런데 초기 뱀은 땅 위가 아닌 두더지처럼 땅속에서 생활했을 것이라는 재미있는 연구가 나왔다. 미국 프린스턴대, LA 자연사 박물관, 독일 슈투트가르트 자연사박물관, 핀란드 헬싱키대 생명공학 연구소, 호주 오스트레일리안 국립대, 빅토리아 박물관, 브라질 상파울로대, 팜파 연방대, 아르헨티나 국립자연과학박물관, 칠레 포유류 초기 진화 연구소 공동 연구팀은 브라질에서 새로 확인된 뱀 종이 계통선(stem line)에서 분기된 가장 오래된 뱀일 가능성이 있다고 24일 밝혔다. 이 연구 결과는 과학 저널 ‘네이처’ 7월 23일 자에 실렸다. 뱀의 기원과 초기 진화에 대해서는 진화생물학계에서 오랜 논쟁의 대상이었다. 학계에서는 뱀이 쥐라기 중기인 약 1억 6000만 년 무렵에 출현해 백악기에 다양하게 분화했을 것이라는 점에 대해서는 의견 일치를 보이고 있다. 하지만 뱀이 처음에 살았던 서식지가 어디인지에 대해서는 여전히 논란이다. 연구팀은 브라질 남동부 후기 백악기 지층에서 새로운 뱀 종을 발견하고 ‘타메타라 미림’이라는 학명을 붙였다. 이 표본은 3차원 형태의 머리뼈와 몸통이 잘 보존돼 있으며 브라질에서는 처음으로 발견된 관절이 연결된 뱀 화석이다. 연구팀은 고해상도 마이크로 컴퓨터단층(CT) 촬영과 3차원 기하학적 형태측정학(3D GMM) 기술로 화석의 신경해부학적 세부 구조를 복원했다. 그 결과, 약 8500만 년에서 7500만 년 전 분기됐을 것으로 보이는 타메타라 미림은 두개골 형태상 굴을 파고 사는 동물이었던 것으로 확인됐다. 또 뱀의 뇌 구조는 멸종된 고대 뱀이나 현존하는 뱀들과도 상당히 달랐는데 이는 초기 뱀 진화과정에서 뇌 해부학적 형태가 매우 다양하고 광범위했음을 의미한다. 연구팀에 따르면 초기 뱀의 진화는 기존에 인식했던 것처럼 단일하고 선형적 사건으로 이뤄진 것이 아니라 훨씬 역동적이었다. 역동적 진화로 서식지 이용과 감각 생태학 측면에서 반복적 변화를 수반했으며 여러 계통이 다종다양한 생활 방식을 독립적으로 개척해 나간 생태적 역사의 산물이라고 연구팀은 설명했다. 연구를 이끈 티아구스 시몽이스 프린스턴대 교수는 “기존에는 뱀의 초기 진화가 해양, 땅속, 지표면 중 어느 하나의 생태적 환경에서 단일하게 기원했다는 논쟁이 있었으나 이번 연구는 초기 뱀의 진화가 단일하고 선형적 형태로 진화한 것이 아니라는 점을 보여준다”고 설명했다.

경남 함양군 공무원이 지리산을 등반하던 중 멸종위기 야생생물 1급인 무산쇠족제비를 발견해 관심을 끌고 있다. 13일 함양군은 사회복지과 김종남 과장이 지난 12일 지리산 백무동에서 장터목으로 향하는 등산로 인근에서 무산쇠족제비를 발견했다고 밝혔다. 지리산 천왕봉을 300회 이상 오른 김 과장은 평소 야생생물에 관심을 갖고 등산 중 주변을 살피던 중 바위 아래에서 작은 동물이 모습을 드러내는 장면을 포착했다. 그는 해당 개체를 사진으로 촬영한 뒤 관련 자료를 확인한 결과 멸종위기 야생생물 1급인 무산쇠족제비로 파악했다. 김 과장은 “정확한 서식지는 보호를 위해 공개하기 어렵지만 백무동에서 장터목으로 향하는 구간에서 발견했다”고 밝혔다. 무산쇠족제비는 환경부가 지정한 멸종위기 야생생물 1급으로 국내 식육목 포유류 가운데 가장 작은 종으로 알려져 있다. 몸길이 15~16㎝, 꼬리 길이 약 4㎝, 몸무게는 100g 이하에 불과하다. 여름철에는 갈색 털을 띠지만 겨울에는 몸 전체가 흰색으로 변하며 설치류와 조류, 양서류, 파충류 등을 먹고 산다. 특히 한 마리가 연간 2000~3000마리의 쥐를 잡아먹는 것으로 알려져 생태계 균형 유지에 중요한 역할을 하는 종이다. 무산쇠족제비는 1927년 북한 함경북도 무산 지역에서 처음 보고됐다. 국내에서는 1974년 서울에서 확인됐다. 이후 일부 국립공원과 산악지역에서 간헐적으로 발견됐지만 개체 수가 적어 정확한 분포와 서식 밀도는 아직 파악되지 않고 있다. 지리산국립공원에서는 지난해 8년 만에 무산쇠족제비 서식이 확인된 바 있다. 이번 발견 역시 지리산이 멸종위기 야생동물이 살아갈 수 있는 건강한 생태환경을 유지하고 있음을 보여주는 사례로 평가된다.

네덜란드와 플랑드르의 르네상스 대표 화가인 얀 브뤼헐은 1611년 유화 ‘공기’(Air)를 완성했다. 4원소설의 물, 불, 공기, 흙 중 공기를 표현한 이 작품은 그리스 신화 속 천문을 관장하는 우라니아가 혼천의를 든 채 어지러이 날아오르는 수많은 새들에 둘러싸여 있다. 아폴론과 아르테미스가 각각 태양과 달의 전차를 모는 장면도 포함돼 있다. 보는 이의 시선을 사로잡는 것은 화폭을 가득 메운 새들의 압도적인 다양성이다. 이 속에는 새들의 다양한 모습이 있는데 박쥐가 참새를 물고 가는 모습이 그려져 있기도 하다. 박쥐가 날아가는 새를 잡아먹는 장면은 작가의 상상력 정도로 생각됐는데 과학자들이 실제 박쥐의 포식 행동이라는 사실을 새로 발견해 놀라움을 주고 있다. 스페인 세비야 도냐나 생물학 연구소, 파블로 데 올라비데대 물리·화학·자연계학과 공동 연구팀은 유럽에서 가장 큰 박쥐인 큰멧박쥐(Nyctalus lasiopterus)가 밤하늘을 가로질러 이동하는 작은 새를 비행 중에 잡아먹는다는 것을 처음 확인했다고 3일 밝혔다. 400년 전 그림 속에 있던 박쥐의 포식 행동이 진짜라는 것을 밝힌 것이다. 이 연구 결과는 미국 국립과학원에서 발행하는 국제 학술지 ‘PNAS’ 6월 30일 자에 실렸다. 연구팀은 브뤼헐의 ‘공기’를 분석한 결과 그림 속에는 60종이 넘는 새들이 등장하는데 유럽 토종 새가 40종, 이국적인 외래종이 14종, 나머지는 가축화된 종이라고 밝혔다. 브뤼헐은 하늘을 나는 포유류인 박쥐도 포함시켰는데 총 4마리가 그려져 있다. 토끼박쥐속, 애기박쥐과의 박쥐가 그려져 있는데 연구진이 주목한 것은 오른쪽 위에 그려진 박쥐였다. 짧고 넓으며 둥근 귀, 길고 가느다란 날개, 갈색에서 적갈색에 이르는 길고 균일한 털 등을 보면 큰멧박쥐인 것으로 분석됐다. 문제는 큰멧박쥐가 날아가는 중에 참새류를 입에 물고 있는 모습으로 묘사됐는데 날아가는 새를 포식하는 행동은 지금까지 관찰되지 않았다는 점이다. 연구팀은 생체기록장치, 음향 및 이동 추적, 분자생물학적 분석을 통해 큰멧박쥐는 공중에서 참새처럼 작은 새를 낚아챈 뒤 날고 있는 상태에서 새의 날개와 머리를 떼어내고 두 발과 꼬리막으로 먹이를 붙잡고 반복해서 물어뜯으며 씹는다는 사실을 확인했다. 이 과정은 길게는 20분 정도까지 이어지는 것으로 확인됐다. 브뤼헐의 그림은 이 포식 행동의 초기 단계를 포착한 것이라고 연구팀은 밝혔다. 연구팀에 따르면 한 점의 그림이 화가가 실제 현장을 목격했다는 과학적 증거는 아니지만 박쥐를 묘사한 특정성을 보면 관찰 가능성을 배제할 수는 없다. 그림에 등장하는 여러 박쥐 중 큰멧박쥐만 새를 입에 문 모습으로 그려졌다는 것은 구체성을 가진다는 의미다. 큰멧박쥐는 17세기 브뤼헐의 고향인 벨기에와 네덜란드 일대에서는 관찰하기 어려웠다. 브뤼헐은 공기를 그리기 전에 이탈리아에 머문 적이 있는데 이탈리아에는 이 종(種)이 서식한다. 박쥐의 새 사냥은 주로 한밤중에 벌어지기는 하지만 큰멧박쥐의 가까운 친척뻘인 흔한멧박쥐가 중부 유럽에서 가을 이동철에 낮에도 활동한 사례가 보고된 바 있어 브뤼헐이 대낮에 비슷한 광경을 목격했을 가능성도 있다. 연구를 이끈 페드로 로메로-비달 스페인 도냐나 생물학 연구소 박사(보전생물학·조류학)는 “이번 연구 결과는 자연과학과 직접 관련이 없는 사료나 예술작품 등 비정형 자료가 생태학적 통찰의 보고가 될 수 있음을 보여준다”며 “브뤼헐의 공기처럼 수많은 예술 작품 속에서 발견되기를 기다리는 자연과학의 비밀들이 숨어있을지도 모르는 만큼 미술관과 박물관 소장품의 디지털화가 필요하다”고 설명했다.

곤충은 지구상에서 가장 많고 다양한 동물로 꼽힌다. 과학자들이 정식으로 이름을 붙이고 다른 사람이 식별할 수 있도록 한 곤충은 120만 종이다. 전문가들은 지구 전체 곤충 종 수를 600만 종으로 추정했으며 이 수치는 지난 40년 동안 표준으로 통용됐다. 그런데 이렇게 다양한 무리의 실제 규모가 그동안 알려진 것보다 두세 배 더 클 수 있다는 연구 결과가 나와 놀라움을 안긴다. 미국, 캐나다, 대만, 코스타리카, 영국, 태국, 프랑스 7개국 공동 연구팀은 전 세계 곤충 종(種)에 대해 새로 추정치를 계산한 결과 기존에 생각했던 것보다 800만에서 1400만 종이 더 존재할 가능성이 있으며 지금까지 발견된 것은 극소수에 불과하다고 4일 밝혔다. 이번 연구에는 미국 코네티컷대, 콜로라도대 자연사박물관, 코넬대, 펜실베이니아대, 로스앤젤레스 카운티 자연사박물관, 렉싱턴 벌목 연구소, 켄터키대, 캐나다 겔프대, 국립 곤충 보관소, 대만 국립칭화대 통계연구소, 코스타리카 몬테베르데 연구소, 코스타리카공과대, 영국 플리머스대, 태국 쭐랄롱꼰대, 프랑스 소르본대 생물학자, 통계학자, 곤충학자 등이 참여했다. 이번 연구 결과는 미국국립과학원에서 발행하는 국제 학술지 ‘PNAS’ 6월 30일 자에 실렸다. 연구팀은 코스타리카 북서부 ‘과나카스테 보전지역’(ACG)에서 수행된 집중 곤충 채집 데이터를 활용했다. ACG는 16만 9000㏊에 이르는 보호구역으로 해발 300m의 태평양 쪽 저지대 건조림부터 해발 1300m의 중간 고도 운무림을 거쳐 해발 575m의 카리브해 쪽 저지대 열대우림까지 약 100㎞에 걸쳐 다양한 기후대의 환경을 품고 있다. 연구팀은 우선 ACG에 5년 동안 설치한 15개의 말레이즈 트랩에서 잡은 163만 3855마리의 곤충 표본을 전부 DNA 바코딩했다. DNA 바코딩은 DNA의 짧은 염기서열을 분석해 고유한 종을 판별하는 기술이다. 이를 통해 핵심 말레이즈 트랩에서 5만 4000종에 가까운 곤충이 확보됐다. 최종 종합한 결과 1414종의 고치벌아과 벌이 확인됐다. 이어 통계 기법을 사용해 ACG에서 탐지된 고치벌아과 벌의 수와 잠재적으로 탐지되지 않은 벌 수 사이의 비율을 도출했다. 이 비율을 전체 곤충인 5만 4000종에 적용한 결과 ACG 내 서식하는 모든 곤충의 실제 추정 종수는 약 33만 3000종으로 추정됐다. 연구팀은 전 세계 곤충 종 수를 추정하기 위해 전 세계 수목 종의 추정치인 약 7만 3000종과 ACG 내 수목 종의 추정치인 1200~1500종 사이의 비율을 구했다. 또 포유류, 양서류, 산누에나방과에 대해서도 동일한 비율을 계산했다. 이 수목 비율을 ACG의 추정 곤충 수인 33만 3000종에 적용한 결과 전 세계 곤충 종 수의 범위를 최종적으로 1400만~2000만 종으로 추산했다. 최근 여러 보고서는 인간 활동으로 인해 전 세계 곤충이 급격히 폐사하는 ‘곤충 대멸종’ 상황에 직면했다고 경고하고 있다. 연구팀에 따르면 이번에 새롭게 밝혀진 전 세계 곤충 수 추정치는 살아남은 곤충들을 보호하기 위한 중요한 단계가 될 것이다. 연구를 이끈 멜리사 구즈만 미국 코넬대 곤충학 교수는 “존재 자체를 모르는 종은 보호할 수 없기 때문에 곤충 종의 추정치가 알려진 것보다 두세 배로 늘어난다는 것은 지구 생물다양성의 규모와 풍부함, 보존을 위한 노력에 큰 의미를 갖는다”고 밝혔다.

사람의 성인 뇌는 평균 무게 1.2~1.5㎏에 불과하지만 인간을 인간답게 만드는 신체 기관이다. 진화적 관점에서 인간의 뇌는 진화 후기에 뇌 자체 크기는 물론 신체 대비 크기 면에서도 급격한 증가를 겪었다. 뇌의 폭발적 증가 이유에 대해서는 여러 가설이 있지만 그중 하나가 ‘뇌 지연 가설’이다. 인간과 뇌가 큰 다른 영장류의 경우 일반적으로 신체 크기가 먼저 증가하고 뇌 크기는 나중에 커졌다는 것이다. 영국 옥스퍼드대 실험심리학과 연구팀은 일부 영장류 혈통에서 더 큰 신체 크기로의 진화가 더 큰 뇌로 진화보다 선행했다는 ‘뇌 지연’ 가설을 증명했다. 인간의 경우는 뇌 크기가 실제 예상되는 기준선을 넘어 계속 성장했다는 점도 밝혀냈다. 이 연구 결과는 미국 공공과학도서관에서 발행한 국제 학술지 ‘플러스 원’ 7월 2일 자에 실렸다. 연구팀은 뇌 지연 가설을 검증하기 위해 1999년 31쌍의 영장류 표본으로 영장류의 뇌 및 신체 크기에 대한 진화 타임라인을 분석한 연구를 다시 정밀 분석했다. 당시에는 주로 영장류 화석의 연대 측정에서 도출된 타임라인과 해부학적 특성에만 의존했다. 이후 분자 유전학 기술의 발달로 등장한 ‘분자 유전학적 분기 연대’ 기술로 더 정확한 진화 타임라인을 확보하고 축소주축(RMA) 회귀분석이라는 통계 분석을 사용했다. 또 뇌 크기, 신체 질량, 사회적 집단 크기 간의 진화적 선후 관계를 규명하기 위해 경로 분석, 소벨 매개분석을 실시했다. 연구팀은 이를 이용해 1999년 분석에 사용했던 것과 동일한 데이터셋을 재분석했다. 최신 분기 연대와 RMA 회귀분석을 적용한 결과, 인류를 포함한 일부 영장류 혈통에서 뇌 크기는 신체 크기 증가보다 뒤처졌지만 다른 영장류 혈통과 비교해 예상되는 신체와 뇌 크기 간 기준선 관계까지 따라잡는 현상에 대한 증거를 발견함으로써 ‘뇌 지연 효과’가 존재한다는 것을 확인했다. 연구팀은 인류와 침팬지, 고릴라, 오랑우탄 같은 대형 유인원, 구세계와 신세계에 서식하는 원숭이를 포함하는 ‘인류형 영장류’는 단순히 뇌 크기가 신체 크기 증가에 버금가게 커지는 것을 넘어 지속적으로 커지는 초과 성장 양상을 보임으로써 더 높은 인지 수준에 진입했다고 밝혔다. 뇌가 초과 발달한 영장류는 포식자에 대항하기 위한 보호 전략으로 대규모 사회 집단을 형성하도록 진화한 것으로 보인다고 설명했다. 사회적 유대는 복잡한 인지적 요구를 필요로 하기 때문에 결과적으로 뇌 크기는 더 커지게 됐다. 또 커진 뇌의 에너지 수요를 감당하기 위해 초기 영장류처럼 나뭇잎 위주 식단에서 벗어나 과일, 씨앗, 견과류 등 영양 밀도가 높은 식단으로 전환했으며 인류는 약 250만 년 전부터 고기 섭취를 시작하면서 뇌는 더욱 폭발적으로 커지게 됐다. 연구를 이끈 로빈 던바 옥스퍼드대 명예교수는 영장류 행동 전문가로 생물인류학, 진화심리학 분야 석학이다. 던바 교수는 “이번 연구는 뇌 지연이 진화적 한계를 뚫고 한 차원 높은 인지적 등급으로 도약하기 위한 필수적인 생태적, 신경학적 메커니즘이었음을 증명했다”고 밝혔다. 그는 “포유류, 특히 몸집이 큰 영장류에서는 신체 크기와 뇌 크기 성장이 분리될 수 있는 만큼 현재 진화생물학 등에서 널리 쓰이는 대뇌화 지수(EQ)를 지능의 기준으로 삼는 관행은 오류를 만들 수 있다”고 경고했다.

강릉항에서 홀로 생활 중인 남방큰돌고래 ‘안목이’가 선박 스크루로 추정되는 깊은 상처를 입어 긴급 구조와 치료가 필요하다는 목소리가 커지고 있다. 29일 다큐제주에 따르면 안목이는 지난해 8월 강릉항에 모습을 드러낸 이후 1년 가까이 항을 떠나지 못한 채 생활하고 있다. 전문가들은 사회성이 강한 남방큰돌고래가 무리와 떨어져 장기간 홀로 생활하면서 선박에 과도하게 의존하는 행동을 보이고 있다고 분석한다. 실제로 안목이는 요트 계류장 주변을 자주 맴돌며 선박을 따라다니거나 계류시설과 요트 사이에서 발생하는 소리에 반복적으로 반응하는 모습이 관찰되고 있다. 일부 소리는 돌고래의 의사소통 음향과 유사해 안목이가 이를 동료의 신호처럼 인식하는 것으로 추정된다. 강릉항 내에서도 특히 요트 계류장에 오래 머무는 이유 중 하나다. 과거 제주 행원 원담해변에 한 달가량 머물렀던 사례와 매우 비슷한 상황이다. 오승목 다큐제주 감독은 “안목이는 건강 상태가 좋지 않은 상황에서 방향을 잃고 표류하다 강릉항까지 흘러온 것으로 보인다”고 말했다. 이어 “문제는 이곳에 함께 지낼 무리가 없다 보니 오가는 선박을 마치 친구처럼 따라 나갔다가도 다시 항구로 돌아오는 행동을 반복하는 것 같다”며 “특히 요트와 계류시설 사이에서 나는 소리가 남방큰돌고래의 음성과 비슷해 안목이가 그 소리에 안정감을 느끼며 그 일대에 머무는 것으로 추정된다”고 덧붙였다. 문제는 항내에 생활이 길어지면서 입·출항 중인 선박 혹은 정박한 배의 스크루를 만지고 놀다가 엔진이 살아나게 되면 몸에 상처를 입을 수 있다는 점인데 최근 실제로 큰 상처를 입는 사례가 나타났다. 현재까지 먹이활동은 정상적으로 하는 것으로 파악되고 있으나 동료와 함께하는 놀이 활동은 해결 방법이 없어 선박에 과도할 정도로 의존하는 것으로 보인다. 안목이가 강릉항에 출현 후 선박 등 충돌에 의해 발생한 기존의 작은 상처들은 대부분 아문 것으로 보인다. 하지만 최근 스크루에 의해 잘린 것으로 보이는 등 뒤 상처는 자연 상태에서 아물고 있기는 하지만 상처가 깊고 감염 우려가 있어 긴급 구조와 함께 조속한 치료가 필요한 상황이다. 오 감독은 최근 강릉항을 직접 찾아 안목이의 행동과 항내 환경을 장기간 관찰한 뒤 해양포유류 전문가들의 자문을 받은 결과 성공 가능성이 높다는 답변을 들었다. 그는 “안목이의 유영 속도는 야생에서는 구조 하기 힘들 정도로 빠르다”며 “하지만 지속 관찰 결과 다행(?)스럽게도 안목이는 항내에서는 거의 강아지 수준의 행동을 보이며 항내 운항 중인 배에 밀착해서 따라다닌다”고 말했다. 이어 “아주 천천히 운항 중인 선박이더라도 끝까지 따르려는 행동을 보인다”면서 “이런 행동을 잘 활용하면 안전한 포획과 함께 치료도 가능하고 최종 단계인 원서식지로 이동도 가능할 것”이라고 덧붙였다. 아울러 해수부는 하루라도 빨리 신속한 구조를 실행하는 자세가 필요하다고 전했다. 오 감독은 “생명을 살리는 적극적인 행정이 필요한 시점”이라며 “남방큰돌고래의 주요 서식지인 제주와 협력해 치료를 마친 뒤 자연 서식지로 돌려보낸다면 세계적 모범 구조 사례가 될 수 있을 것”이라고 전했다. 한편 지난 26일 김중남 강릉시장 당선인 측은 안목이의 신속한 구조와 치료를 촉구하는 긴급 서한을 이재명 대통령과 더불어민주당, 황종우 해양수산부 장관에게 보낸 것으로 알려졌다.

부산시 해양자연사박물관은 16일부터 내년 3월 14일까지 박물관 기획전시실에서 2026년 기획전 ‘명화로 만나는 생태’를 개최한다. 박물관과 국립생태원이 공동 기획한 이번 전시는 익숙한 명화를 새로운 시선으로 만나는 자리로, 명화라는 예술작품과 자연‧생태를 해양자연사박물관만의 색채로 나타냈다. 명화 작품 레플리카 35점과 박물관 소장 표본 60여 점을 선보인다. 전시는 5부로 구성되며, 각 부마다 명화 속 생물과 생태를 표현했다. 1부 포유류, 2부 나무, 3부 조류, 4부 양서‧파충류, 5부 어류로 나누어 이야기를 진행한다. 1부와 2부는 국립생태원의 전시 콘셉트를 살려 명화 속 포유류와 나무의 생태를 계절에 맞게 표현했다. 3부와 4부는 명화 속 조류와 양서‧파충류를 박물관이 소장하고 있는 생물표본과 함께 전시함으로써 예술 작품을 자연사 표본과 어우러진 콘텐츠로 전시했고, 5부 어류는 자연사 표본과 쉬운 설명으로 구성하여 짜임새를 더했다. 이외에도 명화 관련한 다양한 체험을 할 수 있는 코너들을 마련했다.

티라노사우루스는 크고 강력한 턱과 날카로운 이빨 못지않게 이상할 정도로 짧은 앞다리를 지니고 있다. 과학자들은 이 짧은 앞다리의 용도를 두고 갑론을박을 벌이고 있는데, 최근에는 그 자체로 기능이 있는 게 아니라 거대한 턱에 공격력을 모아주는 과정에서 생긴 2차적 변화라는 주장도 지지를 받고 있다. 하지만 앞다리가 작아진 공룡은 티라노사우루스만이 아니다. 소형 수각류 공룡인 알바레즈사우루스류(alvarezsauroids) 역시 매우 독특하고 짧은 앞다리를 지니고 있다. 이들은 몸집에 비해 앞다리가 극도로 짧고 손가락의 수도 한두 개로 축소되어 있는 대신, 굵고 튼튼한 뼈와 커다란 발톱을 보유하고 있어 티라노사우루스의 앞다리와는 또 다른 특징을 보여준다. 알바레즈사우루스의 앞다리가 짧아진 것은 쓸모가 없어서가 아니라 특수 용도로 쓰기 위해 진화된 결과라는 점을 시사하는 대목이다. 이 짧고 강력한 앞다리의 용도를 밝히기 위해 최근 리버풀 대학의 리드햄이 이끄는 브리스톨, 버밍엄, 리버풀 대학 공동 연구팀은 알바레즈사우루스의 생체역학적 능력을 자세히 분석했다. 연구팀은 알바레즈사우루스류의 앞다리가 땅이나 나무를 파헤치는 데 사용되었을 것이라는 가설을 검증하기 위해 화석의 CT 스캔 이미지를 기반으로 두 종의 3차원 디지털 모델을 제작했다. 연구 대상은 고도로 전문화된 형태를 띤 모노니쿠스(Mononykus)와 그보다 앞선 시기에 분화되어 상대적으로 긴 앞다리를 가졌던 반니쿠스(Bannykus)이다. 연구팀은 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 어깨와 팔꿈치 관절의 가동 범위를 측정하고, 근육이 관절을 회전시키는 효율성을 나타내는 ‘모멘트 팔(moment arm)’ 값을 계산하여 이를 땅을 파는 데 앞발을 사용하는 현대 포유류의 데이터 세트와 비교 분석했다. 그 결과 알바레즈사우루스류의 앞다리 구조는 현대의 굴착 동물들이 보여주는 근육 활용 방식과 매우 유사한 경향을 나타냈다. 이는 이들이 단순히 둥지를 만드는 용도가 아니라, 흰개미나 개미 둥지 또는 나무 속의 애벌레를 파헤치기 위해 앞다리를 사용했을 것이라는 가설을 강력하게 뒷받침한다. 특히 초기 알바레즈사우루스 공룡인 반니쿠스는 앞다리의 기능이 비교적 다양하고 범용적이었던 반면, 훨씬 후에 나타난 모노니쿠스는 더욱 제한적이고 전문화된 굴착 동작에 최적화된 모습을 보여 시기에 따라 알바레즈사우루스류가 개미나 흰개미를 전문적으로 섭취하는 방향으로 고도로 전문화되었음을 시사한다. 흥미롭게도 알바레즈사우루스가 개미핥기와 비슷한 형태로 진화한 것은 개미나 흰개미가 진화해서 빠르게 확산된 백악기 후기다. 먹이가 되는 곤충이 먼저 진화하고 개체 수가 크게 늘어나자 공룡이 현대의 개미핥기와 유사하게 수렴 진화해 비슷한 생태적 지위를 차지했을 가능성을 보여준다. 공룡이라고 하면 우리는 풀이나 나무를 먹는 초식공룡과 그 초식공룡을 잡아먹는 육식공룡을 떠올린다. 하지만 현재 생태계도 사슴과 호랑이만 있는 게 아닌 것처럼 당시에도 매우 다양한 형태의 공룡과 다른 생물들이 복잡한 생태계를 구성했다. 알바레즈사우루스의 작은 앞다리는 이를 보여주는 좋은 증거다.

호주는 다른 대륙들과 동떨어져 있어 캥거루나 코알라 등 유라시아, 아프리카, 아메리카 대륙에서는 발견되지 않는 독특한 생물군들이 많이 서식하고 있다. 홍적세 후기에 호주 대륙에서 거대 포유류들의 개체수가 급감한 것으로 보는데 과학계에서는 이를 해석하기 위한 여러 가설이 있다. 대표적인 것이 인간이 호주 대륙에 진출한 약 6만 5000년 전부터 5만 년 전 직후부터 인간의 지속적 사냥으로 무게 44㎏ 이상의 대형 포유류 85% 이상이 자취를 감춘 만큼 인간의 영향이 크다는 것이다. 이에 호주 시드니대, 미국 텍사스 A＆M대 공동 연구팀은 호주의 대표적인 유대류인 코알라는 인류가 호주 대륙에 도착하기 훨씬 이전부터 심각한 개체수 감소를 겪었다고 밝혔다. 연구팀은 과거 홍적세 생태계에서의 인간 주도 멸종 가설은 철저히 반박하고 있지만 현대 인류에 의한 멸종 위기는 명확히 했다. 이번 연구 결과는 생명과학 분야 국제 학술지 ‘분자생물학 및 진화’ 6월 9일 자에 실렸다. 코알라 개체수 감소에 대해 인간이나 생쥐처럼 계통적으로 먼 포유류의 돌연변이율 추정치에 의존했던 기존 전장 유전체 분석에 따르면 6만 5000년 전 현생 인류가 호주 대륙에 도착한 이후 코알라 개체 수가 급감했다는 것을 시사해왔다. 이에 연구팀은 부모-자손 트리오 유전체를 해독하고 종 특이적 생식세포 돌연변이율을 계산해 코알라의 정확한 돌연변이율을 처음 계산했다. 새로 계산된 진화 시계를 현재 호주에서 서식하는 야생 코알라 457마리 유전체에 적용하자 개체군 동태 변화의 추정 시기가 앞당겨졌다. 연구팀의 계산에 따르면 코알라 개체수는 약 10만 년 전부터 장기적 감소 추세에 접어들었으며 약 6만 년 전에는 치명적인 병목 현상에 도달했다. 이런 심각한 개체 수 감소는 인류와 접촉하기 훨씬 이전인 후기 홍적세 시대의 극심한 빙하기 환경 변화와 맞물려 일어난 것으로 추정됐다. 이번 연구는 대규모 환경 격변을 개체수 감소의 주요 원인으로 지목했다. 호주 대륙은 고제3기(Paleogene Age) 동안 열대우림이 주를 이루었으나 호주 지각판이 북상하면서 마이오세 동안 급격한 변화를 겪었다. 대륙이 점점 건조해짐에 따라 약 7만 년 전 출현한 눌라보 평원은 반건조 관목림으로 변해 서부 코알라 개체군을 동부 삼림 지대와 고립시키면서 상당한 개체수 감소를 초래했다. 마지막 빙하 극대기 이후 살아남은 코알라 개체군은 다시 확장되어 1만 6500년에서 6000년 전 사이에 5개의 뚜렷한 유전적 개체군으로 나뉘었으며 이들이 오늘날 호주 동해안을 따라 분포하는 개체군 그룹을 형성했다. 그러나 최근 퀸즐랜드, 뉴사우스웨일즈 등 호주 전역에서 코알라를 멸종 위기종으로 지정하게 만든 요인은 토지 개간, 질병, 도시화 같이 명백히 인간에 의한 것이라고 연구팀은 강조했다.

6600만 년 전 지구에 충돌한 지름 10㎞ 소행성은 당시 살고 있던 대부분의 생명체에게 엄청난 재난이었다. 하지만 과학자들은 바로 이런 때에 제 세상을 만난 듯 크게 번성한 생물도 있다는 점을 발견했다. 바로 곰팡이 같은 균류다. 소행성 충돌로 인한 먼지와 재로 인해 햇빛은 차단되고 동식물의 사체는 널린 환경에서 버섯과 곰팡이는 빠르게 증식해 죽은 생물들을 분해했다. 당시 이들이 남긴 막대한 양의 포자는 대멸종 이후에 곰팡이 세상이 펼쳐졌다는 사실을 보여준다. 하지만 얼마 뒤 다시 햇빛이 지상에 도달하자 곰팡이는 줄어든 반면 힘든 시기를 지난 식물의 씨앗은 새로운 싹을 틔웠다. 그리고 새를 제외한 공룡이 사라진 빈 땅은 포유류 같은 새로운 동물의 차지가 됐다. 그런데 일부 과학자들은 이 두 사건이 별개의 독립된 사건이 아니라 사실 밀접하게 연관된 사건이라고 보고 있다. 존스홉킨스대의 로잔나 P. 베이커와 아르투로 카사데발 연구팀은 2005년 신생대 포유류의 성공이 곰팡이와 밀접한 연관이 있다는 가설인 FIMS 가설(Fungal Infection Mammalian Selection Hypothesis)을 주장했다. 대멸종 직후 곰팡이 포자가 급증하면서 변온 동물인 양서류와 파충류는 엄청난 피해를 봤다. 곰팡이는 낮은 온도를 선호하기 때문에 이들은 곰팡이 질병에 취약한 편이다. 반면 포유류나 조류의 경우 체온이 높아 상대적으로 곰팡이가 증식하기 힘들다. 현재도 포유류나 조류는 세균이나 바이러스 질환에는 상대적으로 취약해도 곰팡이 질병에는 강한 편이다. 따라서 대멸종 직후 환경에서 가장 성공적으로 생존할 수 있었으며 이후 빠르게 번식해 비어 있던 신생대 초기 생태계의 주인공이 되었다는 가설이다. 연구팀은 곰팡이 가설의 타당성을 검증하기 위해 백악기 후기, 백악기-팔레오세(K/Pg) 경계, 그리고 팔레오세 초기의 지층을 조사했다. 연구팀은 고대 균류 포자를 찾을 가능성을 높이기 위해 섬세하거나 작은 포자를 제거할 수 있는 표준 처리 방법 대신 산성을 사용하지 않는 부드운 전처리 기법을 사용했다. 그 결과 조사한 세 곳에서 모두 균류의 폭발적인 성장이 발견됐다. 곰팡이의 폭발적 증식과 대규모 포자의 공기 중 유출 현상이 특정 지역이 아닌 전 지구적 현상이었고 곰팡이 감염에 취약한 파충류나 양서류에 불리한 환경이 조성되었다는 점을 시사하는 결과다. 다만 이번 연구에서 새롭게 밝혀진 점은 소행성 충돌 직후만이 아니라 약 3만 년에서 1만 년 전에 이미 균류 대번식이 진행되고 있었다는 점이다. 연구팀은 이것이 인도의 데칸 트랩 대규모 화산 폭발로 인한 기후 냉각기가 원인일 것으로 보고 있다. 이는 공룡과 다른 중생대 생물들이 소행성 충돌 이전에 이미 기후 변화로 상당한 피해를 입어 멸종에 더 취약해졌다는 기존의 일부 멸종 가설을 지지하는 결과다. 아무튼 연구팀의 가설이 옳다면 우리의 성공은 부분적으로 음식을 상하게 하고 가끔 사람에게 질병도 일으키는 곰팡이 덕분이다. 다만 곰팡이는 포유류를 돕기 위해서가 아니라 자연 생태계의 분해자로 죽은 생물의 사체를 분해해 다시 순환시켰을 뿐이다. 사실 포유류의 성공보다 자연의 분해자가 지구 생태계에서 곰팡이의 더 중요한 역할일 것이다.

날씨가 더워지면 파리와 모기가 기승을 부린다. 파리 중에는 모기처럼 척추동물의 피를 빨아먹는 흡혈성 종(種)이 있다. 외국 사례들만 주로 알고 있지만 국내에서도 사람이나 가축을 공격해 피해를 주는 종들이 있다. 한국에서 오래전부터 서식해 온 자생종인 먹파리와 흡혈 곤충 중 가장 작은 등애모기가 있으며 가축의 피를 빨아 직접적인 스트레스를 유발하고 가축 질병을 매개하는 침집파리 등이 대표적이다. 영국 웨일스 에버리스트위스대, 이탈리아 피렌체대 공동 연구팀은 흡혈성 기생 파리 중 일부는 숙주를 찾아 정착한 뒤 비행 능력은 물론 시각 민감도까지 잃는다고 밝혔다. 이는 생활 방식의 변환이 곤충의 감각 우선순위에도 변화를 일으킨다는 것을 의미한다. 이번 연구 결과는 생명과학 분야 국제 학술지 ‘실험생물학 저널’ 6월 1일 자에 실렸다. 사슴파리는 유라시아, 아프리카, 미주 등 전 세계 대부분 지역에 분포하는 흡혈파리다. 주된 숙주는 사슴이지만 드물게 사람이나 다른 포유류에 달라붙기도 한다. 사슴파리는 독특하게 숙주에 내려앉고 나면 날개를 떼어내고 남은 생애 동안 털 속을 기어 다니며 피를 빨아 먹는 것으로 알려졌다. 연구팀은 사슴파리를 생활사의 여러 단계별로 분석했다. 연구팀은 숙주를 찾아 날아다니다 비행 중에 포획된 날개 달린 성충과 기생 생활로 전환한 뒤 사슴에게서 채집한 날개 없는 성충을 비교했다. 특히 연구팀은 시각 민감도를 좌우하는 유전자 ‘옵신’에 주목했다. 곤충이 날개를 떼어내기 전과 후의 옵신 활성을 비교해 파리의 감각 체계가 갑작스러운 생활 방식 전환에 어떻게 반응하는지 알아봤다. 연구 결과, ‘숙주에 정착’이라는 극적 생활 방식의 전환이 곤충의 감각 우선순위에 일어나는 변화를 동반하는 것으로 나타났다. 사슴파리는 영구적 기생 생활에 더 적합한 기능에 에너지를 아껴 쓰기 위해 시각에 쓰이던 자원을 다른 곳으로 돌린다는 말이다. 시각은 동물의 행동에서 매우 중요한 역할을 하지만 동시에 에너지 소모가 큰 기능이다. 진화는 동물의 생활 방식에 효율적으로 들어맞는 감각 체계를 선호하기 때문에 어떤 흡혈파리는 시각에 크게 의존하는 반면 어떤 종은 숙주에 영구히 붙어 살며 시각이 거의 필요하지 않다. 연구팀에 따르면 사슴파리의 시각 체계는 체체파리와 매우 비슷하다. 체체파리는 아프리카에서 포유류 숙주에 붙어 수면증을 유발하는 것으로 잘 알려져 있다. 사슴파리는 날개를 잃고 외부기생충이 되고 나면 옵신 유전자의 활성이 이전의 절반 수준으로 줄어든다. 이는 사슴파리가 시각을 완전히 잃는다는 의미가 아니라 소화나 번식 같은 기능에 쓸 에너지를 아끼기 위해 시각을 희생해 시각 민감도가 낮아진다는 말이다. 연구를 이끈 로저 상테르 영국 에버리스트위스대 교수(동물학)는 “이번 연구 결과는 기생생물이 중대한 생활 방식 변화를 겪는 동안 자신의 감각 체계를 어떻게 정교하게 조정하는지에 대한 새로운 통찰을 제공한다”며 “흡혈파리들이 감각을 어떻게 조절하는지에 대한 이해가 깊어지면 더 효과적인 감시와 방제 전략을 마련하는 데 도움이 될 수 있을 것”이라고 밝혔다.

노화는 세포 손상이 축적되고 기능 저하가 점진적으로 진행되다가 사망에 이르는 일련의 과정입니다. 나이가 같더라도 분자 수준에서 노화 속도는 사람마다 다릅니다. 이런 차이와 관련된 생체지표를 찾는 것은 과학자들의 오랜 관심사였습니다. 기존에는 시간이 지남에 따라 개인의 DNA에 나타나는 비유전적 변화인 후성유전학적 변형을 분석하는 방법을 통해 노화와 수명을 예측하려고 했지만 정확도가 많이 떨어진다는 한계가 있습니다. 이런 상황에서 미국 하버드대 의대, 브리검 여성 병원을 중심으로 러시아, 스위스, 캐나다, 일본, 독일 6개국 19개 대학과 연구기관으로 구성된 공동 연구팀은 인간, 설치류, 영장류 등 여러 포유류 종과 조직 유형에 따라 분자적 나이를 정확하게 추정할 수 있는 ‘분자 시계’를 개발했습니다. 이번 연구 결과는 노화를 늦추는 새로운 안티 에이징 기술 개발에도 도움을 줄 것으로 보입니다. 이 연구 결과는 과학 저널 ‘네이처’ 5월 28일 자에 실렸습니다. 연구팀은 생쥐, 들쥐, 마카크 원숭이, 인간을 대상으로 25개 이상의 세포 조직 유형에서 채취한 약 1만 1000개의 유전자 전사체를 분석했습니다. 연구 결과, 노화에 따른 전사체 변화는 종과 세포 유형을 초월해 똑같이 나타났으며 이를 통해 포유류 노화를 나타내는 여러 생체지표를 확인할 수 있었습니다. 노화 세포에서는 세포 분열 능력의 저하(세포 노쇠), 염증, 세포 사멸과 관련된 유전자들의 발현이 증가한 것으로 나타났습니다. 반면 상처 치유, 세포 분화, 세포외(外) 기질 합성과 관련된 유전자들은 노화가 진행될수록 종과 세포 유형을 가리지 않고 발현이 줄어드는 경향을 보였습니다. 연구팀은 이런 데이터를 바탕으로 여러 조직과 종에 걸쳐 적용 가능한 ‘다조직-다종 분자 시계’를 개발했습니다. 이 모델은 실제 연대기적 나이를 평가할 수 있고 예상 사망 시기를 예측하는 두 가지 기능을 동시에 수행할 수 있으며 정확도도 기존 2세대 후성유전학적 시계에 필적하는 성능으로 확인됐습니다. 연구를 이끈 바딤 글라디셰프 하버드대 의대 교수는 “이번 연구 결과는 세포 노화 과정이 어떤 과정으로 진행되고 어떤 요소에 영향을 받는지 정확히 파악하는 데 도움을 줄 것”이라고 설명했습니다.

공룡 시대의 가장 마지막 시기였던 6800만 년 전까지 지금의 북미 대륙에는 지상에서 가장 강력한 육식 동물이었던 ‘티라노사우루스 렉스’(Tyrannosaurus rex), 줄여서 ‘티렉스’가 살고 있었다. 하지만 육지에만 제왕이 있었던 건 아니었다. 그보다 앞서 지금의 텍사스 땅인 백악기 후기 바다에 바다의 폭군이 살고 있었다. 미국 자연사박물관의 아멜리아 지틀로우 연구팀, 댈러스의 페롯 자연과학 박물관, 서던 메소디스트 대학교 연구팀은 과거 ‘틸로사우루스 프로리게르’(Tylosaurus proriger)로 분류됐던 ‘모사사우루스’ 화석을 분석해 사실 이들이 다른 종의 더 거대한 모사사우루스 화석이라는 사실을 발견했다. 모사사우루스는 백악기 후기 바다로 진출한 해양 파충류로 백악기 해양 생태계의 정점에 섰던 포식자다. 가장 거대한 모사사우루스류가 바로 틸로사우루스 속의 모사사우루스로, 틸로사우루스 프로리게르는 몸길이가 8~13m에 이르고 무게도 10t에 육박해 티렉스와 견줄 만했다. 하지만 연구팀은 틸로사우루스 프로리게르 가운데 텍사스에서 발굴된 종들은 다른 표본과 좀 다르다는 점을 발견했다. 연구팀은 150여 년 전에 발견돼 하버드 비교동물학 박물관에 소장된 틸로사우루스 프로리게르 모식표본(이름을 부여한 표본)과 비교한 결과, 미 자연사박물관에 소장된 표본과 다른 기관에 보관된 12개 이상의 유사한 화석 중 일부가 다른 모사사우루스일 가능성을 발견했다. 이 화석들은 틸로사우루스 프로리게르보다 몸집이 더 크고, 모사사우루스류에서는 흔하지 않은 특징인 미세한 톱니 모양의 이빨을 가지고 있었다. 또한 틸로사우루스 프로리게르 표본의 대부분은 현재 캔자스 지역에서 발견됐고 약 8400만 년 전의 것으로 추정되는 반면, 이 다른 화석들은 주로 텍사스에서 발견됐고 400만 년 정도 이후인 8000만 년 전의 것이었다. 연구팀은 면밀한 분석 결과 이 표본이 다른 모사사우루스라고 결론을 내리고 ‘틸로사우루스의 왕’이라는 뜻의 ‘틸로사우루스 렉스’(Tylosaurus rex), 줄여서 티렉스로 명명했다. 바다의 티렉스는 육지의 티렉스만큼 거대해서 몸길이가 최대 13m에 달했고, 거대한 턱과 톱니가 있는 이빨로 해양 생태계의 정점에 선 폭군이었다. 8000만 년 전 백악기 말 바다에서 유일한 적수는 같은 틸로사우루스 렉스뿐이었을 것으로 추정된다. 실제로 페로 박물관에 보관 중인 틸로사우루스 렉스 표본은 주둥이 끝부분이 없고 아래턱이 부러져 있는데, 이런 큰 상처는 같은 크기나 더 거대한 틸로사우루스 렉스에 물린 것이 아니라면 설명하기 어렵다. 이렇게 중생대 마지막 시기 바다를 주름잡던 모사사우루스들도 결국 백악기 말 소행성 충돌로 비조류 공룡과 함께 멸종하고 만다. 하지만 이렇게 빈자리가 생겼기 때문에 이후 포유류가 바다로 들어갈 자리가 생겼다. 신생대에 등장한 거대한 이빨 고래나 현재 바다를 주름잡는 포식자인 범고래는 사실상 신생대의 모사사우루스나 마찬가지다. 이들 역시 육지에서는 작은 동물이었으나 바다로 들어가 거대 해양 포유류가 됐고 생태계의 정점에 서게 된다. 역사는 인간 세상뿐 아니라 자연에서도 되풀이되는 것인지도 모른다.

자취를 하거나 혼자 사는 사람들은 끼니를 간단히 때우기 위해 라면이나 빵, 밥 같은 탄수화물 중심의 식사를 하는 경우가 많다. 그렇게 며칠 동안 탄수화물만 먹으면 어느 순간 갑자기 고기 생각이 간절해질 때가 있다. 기분 탓일 수도 있겠지만 생리학적으로 인체가 단백질 부족 신호를 만들어 뇌로 보내기 때문이다. 문제는 고기를 먹으라는 신호가 어디서 만들어져 어떤 경로를 따라 뇌로 전달되는지 명확히 밝혀지지 않았다는 점이다. 이런 상황에서 한국 과학자가 중심이 된 연구팀이 신호 경로를 찾아냈다. 카이스트, 기초과학연구원(IBS), 광주과학기술원(GIST), 이화여대, 서울대, 일본 오사카 공립대(OMU) 공동 연구팀은 단백질이 부족할 때 동물이 본능적으로 단백질이 풍부한 음식을 찾는 현상의 분자-신경 회로를 밝혀냈다. 연구팀이 밝혀낸 회로는 단백질이라는 큰 범주가 아닌 단백질 기본 단위인 필수아미노산(EAA)만 골라 먹게 하는 정교한 네트워크라는 점에서 주목받고 있다. 이 연구 결과는 과학 저널 ‘사이언스’ 5월 22일 자에 실렸다. 필수아미노산은 체내에서 합성되지 않아 반드시 음식으로 섭취해야 한다. 결핍 시 근육 감소, 면역 약화, 성장 지연 등이 나타나기 때문에 동물은 단백질을 보충하려는 행동을 보인다. 사람은 류신, 라이신, 트립토판 등 9종, 초파리 같은 동물은 10종이 여기에 해당한다. 단백질 특이 식욕은 오래전부터 관찰됐지만 부족 신호의 시작과 경로는 밝혀지지 않았다. 연구팀은 초파리의 장 앞부분 R2라는 장상피세포가 단백질 결핍 시 ‘CNMa’라는 신경펩타이드를 분비한다는 사실을 확인하고 2021년 과학 저널 ‘네이처’에 발표한 바 있다. 이번 연구는 CNMa가 결합하는 수용체 CNMaR의 기능을 추적해 장-뇌 신호 전달 회로의 전체 그림을 완성했다. 장이 뇌에 보내는 ‘단백질 부족’ 신호연구팀은 신경세포 작동 방식을 파악하기 위해 초파리로 실험했다. 특정 신경세포에서만 빛에 반응하는 단백질을 발현시켜 빛을 비추면 해당 신경세포가 켜지고 꺼질 수 있도록 초파리의 유전자를 조작했다. 그 다음 초파리에게 영양가가 있는 L형 필수아미노산과 영양가 없는 D형 필수아미노산을 같이 주고 어느 쪽을 더 먹는지 확인했다. 또 초파리에서 발견한 원리를 포유류, 나아가 사람에게도 적용할 수 있는지 확인하기 위해 생쥐에게도 똑같은 방식으로 실험했다. 연구 결과, CNMa 신호가 두 개의 평행한 경로로 뇌에 전달된다는 점을 밝혀냈다. 우선 빠른 신경 경로다. 장의 CNMaR 발현 신경세포가 CNMa를 감지하면 아세틸콜린을 신경전달물질로 사용해 EB R3m 뉴런에 즉시 신호를 보낸다. 장과 뇌가 연결된 채 적출한 표본에서 장 신경세포를 인위적으로 활성화하면 뇌 R3m 뉴런이 즉각 반응하고 장-뇌 연결을 끊으면 반응이 사라지는 것을 확인했다. 또 하나는 느린 호르몬 경로로 장 상피세포가 만든 CNMa 일부는 곤충 체액인 혈림프로 분비돼 뇌까지 순환된 다음 R3m 뉴런의 수용체와 결합한다. 빠른 신경 신호로 시작된 식욕을 호르몬 신호가 장시간 유지, 증폭시키는 구조다. 여기에 더해 장 신경세포가 다시 장 상피세포에 신호를 보내 CNMa 생산을 늘리는 양성 피드백 회로까지 작동한다. 단백질이 충분히 보충될 때까지 신호가 꺼지지 않도록 설계된 셈이다. 단백질 먹을 땐 ‘단것’ 먹기 싫어진다또 연구팀은 같은 CNMa-CNMaR 결합이 뇌의 부위에 따라 정반대 효과를 낸다는 사실도 밝혀냈다. EB R3m 뉴런에서는 CNMaR이 Gs 단백질과 결합해 신경세포를 활성화함으로써 필수아미노산 섭취를 늘렸다. 반면 당의 영양가를 감지하는 DH44 뉴런에서는 같은 수용체가 Gi 단백질과 결합해 신경세포를 억제함으로써 당 섭취를 줄였다. 똑같은 메신저가 같은 우편함에 도착해도 뒤편에 어떤 신호 단백질이 연결돼 있느냐에 따라 신경세포가 커지기도 꺼지기도 하는 것이다. 이런 정교한 분자 논리구조 때문에 단백질이 부족한 상태에서는 단백질이 든 음식만 선택적으로 더 먹고 당은 덜 먹어, 한정된 위장 용량 안에서 부족한 영양소를 효율적으로 보충할 수 있게 된다. 연구팀은 이 원리가 포유류에게도 똑같이 작동한다는 점을 확인했다. 단백질이 부족한 식사를 7일 동안 공급한 생쥐에게 L형 필수아미노산과 영양가 없는 D형 필수아미노산, 비필수아미노산 용액 중 어떤 것을 섭취하는지 살펴보는 실험을 했다. 그 결과 생쥐들도 영양가 있는 L형 필수아미노산 용액을 선택적으로 더 자주 핥는 것이 관찰됐다. 단백질 선택적 섭취 반응은 기존에 알려진 단백질 식욕 호르몬 ‘FGF21’과 독립적으로 작동하는 것도 확인했다. 연구팀은 FGF21 유전자를 제거한 생쥐와 간에서만 FGF21을 제거한 생쥐 모두에서 필수아미노산에 대한 선택적 식욕은 그대로 유지됐다. 비만·식이장애·노인 근감소증 치료 단서서성배 IBS 마이크로바이옴-체-뇌 생리학 연구단 단장은 “이번 연구는 동물이 배고프다를 넘어 어떤 영양소가 부족한지를 구분해 감지하고 각 영양소마다 별도의 신경회로로 대응한다는 사실을 세포 단위에서 처음 입증했다는 데 의미가 있다”며 “이번에 발견한 원리는 진화적으로 곤충에서 포유류까지 보존되어 있는 것으로 확인된 만큼 사람에게도 유사한 회로가 작동할 가능성이 크다”고 말했다. 서 단장은 “이번 연구 결과를 바탕으로 단백질 섭취가 부족하기 쉬운 노년층의 근감소증, 영양 균형이 깨진 비만, 식이장애 등의 새로운 치료법 개발에 도움을 줄 것”이라고 덧붙였다.

세계적인 멸종위기종인 물범이 ‘귀찮은’ 사람들을 피해 자신들만의 은신처를 바닷속에 마련했다. 최근 스위스의 비영리 옥토퍼스 재단은 희귀한 지중해몽크물범(Mediterranean monk seal)이 여름 성수기 동안 사람들을 피해 해저 공기 동굴에서 휴식을 취하고 있다는 연구 결과를 보전생물학 분야의 국제 저명 학술지(SCI)인 ‘오릭스’(Oryx) 최신 호에 발표했다. 그리스 이오니아 제도의 섬 포르미쿨라는 투명한 바닷물과 다양한 해양 생물 덕분에 인기 있는 관광지로 꼽힌다. 특히 이 주위에 전 세계 개체수가 수백 마리에 불과한 지중해몽크물범이 살고 있는데, 털을 말리기 위해 해변에서 휴식을 취하는 모습을 자주 볼 수 있었다. 문제는 사람들이 몰려오면서 발생했다. 여름 성수기에 이곳을 찾는 관광객들이 늘어나면서 선박 통행, 소음 등이 덩달아 커져 조용한 휴식을 원하는 지중해몽크물범에게 오히려 독이 되고 있다. 이후 해변에 올라오는 물범은 점점 사라졌고 이에 연구진의 관심이 촉발됐다. 연구팀은 물범의 행방을 알아보기 위해 피난처로 추정되는 해저 동굴에 카메라를 설치했다. 그 결과 해저 공기 동굴에서 휴식을 취하는 물범들의 모습이 카메라에 포착됐다. 영상에는 물범들이 이곳 수면에 유유히 떠 있거나 바닥에 누워 잠을 자는 생생한 모습이 담겼다. 전 세계에서 가장 희귀한 해양 포유류 지중해몽크물범이에 관해 연구 저자인 줄리앙 피퍼는 “방수 카메라를 설치한 지 한 시간도 채 안 돼 여러 마리의 물범이 카메라를 살펴보고 있는 것을 원격으로 발견했을 때 정말 놀랐다”면서 “이 정도까지 광범위하게 이용한다는 사실은 몰랐으며 과학자들은 오랫동안 사진이나 영상과 같은 증거를 확보하지 못했다”고 밝혔다. 해저 공기 동굴은 입구는 수중에 있지만 내부로 들어가면 공기 방(에어 포켓)이 형성된 수중 동굴을 말한다. 한편 지중해몽크물범은 전 세계에서 가장 희귀한 해양 포유류 중 하나다. 둥글고 큰 눈과 온순한 인상으로 유명하며 원래는 햇살이 잘 드는 모래 해변에 올라와 일광욕을 즐기고 새끼를 낳던 동물이다. 그러나 무분별한 사냥과 해안가 관광지 개발, 어망 등의 사고로 개체수가 급감했다.

자취를 하거나 혼자 사는 사람들은 끼니를 간단히 때우기 위해 라면이나 빵, 밥 같은 탄수화물 중심의 식사를 하는 경우가 많다. 그렇게 며칠 동안 탄수화물만 먹으면 어느 순간 갑자기 고기 생각이 간절해질 때가 있다. 기분 탓일 수도 있겠지만 생리학적으로 인체가 단백질 부족 신호를 만들어 뇌로 보내기 때문이다. 문제는 고기를 먹으라는 신호가 어디서 만들어져 어떤 경로를 따라 뇌로 전달되는지 명확히 밝혀지지 않았다는 점이다. 이런 상황에서 한국 과학자가 중심이 된 연구팀이 신호 경로를 찾아냈다. 카이스트, 기초과학연구원(IBS), 광주과학기술원(GIST), 이화여대, 서울대, 일본 오사카 공립대(OMU) 공동 연구팀은 단백질이 부족할 때 동물이 본능적으로 단백질이 풍부한 음식을 찾는 현상의 분자-신경 회로를 밝혀냈다. 연구팀이 밝혀낸 회로는 단백질이라는 큰 범주가 아닌 단백질 기본 단위인 필수아미노산(EAA)만 골라 먹게 하는 정교한 네트워크라는 점에서 주목받고 있다. 이 연구 결과는 과학 저널 ‘사이언스’ 5월 22일 자에 실렸다. 필수아미노산은 체내에서 합성되지 않아 반드시 음식으로 섭취해야 한다. 결핍 시 근육 감소, 면역 약화, 성장 지연 등이 나타나기 때문에 동물은 단백질을 보충하려는 행동을 보인다. 사람은 류신, 라이신, 트립토판 등 9종, 초파리 같은 동물은 10종이 여기에 해당한다. 단백질 특이 식욕은 오래전부터 관찰됐지만 부족 신호의 시작과 경로는 밝혀지지 않았다. 연구팀은 초파리의 장 앞부분 R2라는 장상피세포가 단백질 결핍 시 ‘CNMa’라는 신경펩타이드를 분비한다는 사실을 확인하고 2021년 과학 저널 ‘네이처’에 발표한 바 있다. 이번 연구는 CNMa가 결합하는 수용체 CNMaR의 기능을 추적해 장-뇌 신호 전달 회로의 전체 그림을 완성했다. 장이 뇌에 보내는 ‘단백질 부족’ 신호연구팀은 신경세포 작동 방식을 파악하기 위해 초파리로 실험했다. 특정 신경세포에서만 빛에 반응하는 단백질을 발현시켜 빛을 비추면 해당 신경세포가 켜지고 꺼질 수 있도록 초파리의 유전자를 조작했다. 그 다음 초파리에게 영양가가 있는 L형 필수아미노산과 영양가 없는 D형 필수아미노산을 같이 주고 어느 쪽을 더 먹는지 확인했다. 또 초파리에서 발견한 원리를 포유류, 나아가 사람에게도 적용할 수 있는지 확인하기 위해 생쥐에게도 똑같은 방식으로 실험했다. 연구 결과, CNMa 신호가 두 개의 평행한 경로로 뇌에 전달된다는 점을 밝혀냈다. 우선 빠른 신경 경로다. 장의 CNMaR 발현 신경세포가 CNMa를 감지하면 아세틸콜린을 신경전달물질로 사용해 EB R3m 뉴런에 즉시 신호를 보낸다. 장과 뇌가 연결된 채 적출한 표본에서 장 신경세포를 인위적으로 활성화하면 뇌 R3m 뉴런이 즉각 반응하고 장-뇌 연결을 끊으면 반응이 사라지는 것을 확인했다. 또 하나는 느린 호르몬 경로로 장 상피세포가 만든 CNMa 일부는 곤충 체액인 혈림프로 분비돼 뇌까지 순환된 다음 R3m 뉴런의 수용체와 결합한다. 빠른 신경 신호로 시작된 식욕을 호르몬 신호가 장시간 유지, 증폭시키는 구조다. 여기에 더해 장 신경세포가 다시 장 상피세포에 신호를 보내 CNMa 생산을 늘리는 양성 피드백 회로까지 작동한다. 단백질이 충분히 보충될 때까지 신호가 꺼지지 않도록 설계된 셈이다. 단백질 먹을 땐 ‘단것’ 먹기 싫어진다또 연구팀은 같은 CNMa-CNMaR 결합이 뇌의 부위에 따라 정반대 효과를 낸다는 사실도 밝혀냈다. EB R3m 뉴런에서는 CNMaR이 Gs 단백질과 결합해 신경세포를 활성화함으로써 필수아미노산 섭취를 늘렸다. 반면 당의 영양가를 감지하는 DH44 뉴런에서는 같은 수용체가 Gi 단백질과 결합해 신경세포를 억제함으로써 당 섭취를 줄였다. 똑같은 메신저가 같은 우편함에 도착해도 뒤편에 어떤 신호 단백질이 연결돼 있느냐에 따라 신경세포가 커지기도 꺼지기도 하는 것이다. 이런 정교한 분자 논리구조 때문에 단백질이 부족한 상태에서는 단백질이 든 음식만 선택적으로 더 먹고 당은 덜 먹어, 한정된 위장 용량 안에서 부족한 영양소를 효율적으로 보충할 수 있게 된다. 연구팀은 이 원리가 포유류에게도 똑같이 작동한다는 점을 확인했다. 단백질이 부족한 식사를 7일 동안 공급한 생쥐에게 L형 필수아미노산과 영양가 없는 D형 필수아미노산, 비필수아미노산 용액 중 어떤 것을 섭취하는지 살펴보는 실험을 했다. 그 결과 생쥐들도 영양가 있는 L형 필수아미노산 용액을 선택적으로 더 자주 핥는 것이 관찰됐다. 단백질 선택적 섭취 반응은 기존에 알려진 단백질 식욕 호르몬 ‘FGF21’과 독립적으로 작동하는 것도 확인했다. 연구팀은 FGF21 유전자를 제거한 생쥐와 간에서만 FGF21을 제거한 생쥐 모두에서 필수아미노산에 대한 선택적 식욕은 그대로 유지됐다. 비만·식이장애·노인 근감소증 치료 단서서성배 IBS 마이크로바이옴-체-뇌 생리학 연구단 단장은 “이번 연구는 동물이 배고프다를 넘어 어떤 영양소가 부족한지를 구분해 감지하고 각 영양소마다 별도의 신경회로로 대응한다는 사실을 세포 단위에서 처음 입증했다는 데 의미가 있다”며 “이번에 발견한 원리는 진화적으로 곤충에서 포유류까지 보존되어 있는 것으로 확인된 만큼 사람에게도 유사한 회로가 작동할 가능성이 크다”고 말했다. 서 단장은 “이번 연구 결과를 바탕으로 단백질 섭취가 부족하기 쉬운 노년층의 근감소증, 영양 균형이 깨진 비만, 식이장애 등의 새로운 치료법 개발에 도움을 줄 것”이라고 덧붙였다.