지구상 모든 생명체의 삶과 죽음에는 DNA 유전정보를 담은 게놈(유전체)이 관여하고 있다. 사람은 32억쌍에 이르는 DNA 염기를 갖고 있는데 이 중 하나만 잘못돼도 희귀 유전병이나 암으로 고통을 받게 된다. 과학자들은 이 문제를 해결하기 위한 다양한 방법을 찾아왔지만 번번이 실패했다.그러던 중 최근 인간은 ‘유전자 가위’라는 강력한 도구를 손에 넣게 됐다. 유전자 가위는 DNA에서 문제를 일으키는 염기서열을 찾아 잘라내고 정상적인 유전자를 붙여 넣거나 특정 염기를 다른 염기로 교체하는 일종의 ‘유전자 편집 기술’이다. 현재 쓰이는 3세대 ‘크리스퍼’ 유전자 가위는 1, 2세대보다 만들기 쉽고 가격이 저렴해 많은 과학자들이 다양한 분야에서 활용하며 연구하고 있다. 유전자 가위를 이용한 ‘유전자 드라이브’로 페스트를 비롯해 각종 질병의 매개체가 되는 시궁쥐를 절멸시키는 연구가 진행되는가 하면 간에서 생성되는 콜레스테롤 양을 줄이도록 유전자를 편집해 심근경색을 예방하는 실험이 성공하기도 했다. 미국 캘리포니아 샌디에이고대(UC샌디에이고) 생명과학부 연구팀은 크리스퍼 유전자 가위 기술을 이용해 인류에게 해가 되는 개체군을 절멸시킬 수 있는 유전자 드라이브 기술을 확보했다고 생물학 분야 학술데이터베이스 ‘바이오아카이브’(bioRxiv) 4일자에 발표했다. 유전자 드라이브는 특정 유전자가 세대를 거듭하면서 후손들에게 유전되도록 해 결국 해당 종(種) 전체 개체의 유전형질을 바꾸는 기술이다. DNA의 특정 부분을 크리스퍼 가위로 자른 뒤 원하는 기능의 유전자를 붙인 다음 해당 생물종의 유전체에 심으면 생식과 번식을 반복하면서 특정 유전자가 전체에 퍼지는 원리이다. 이 때문에 많은 연구자들은 질병을 옮기는 유해 곤충을 없애거나 질병을 매개하는 기능 자체를 없애버리는 데 활용하기 위한 연구들을 진행하고 있다. 이미 지카바이러스나 말라리아, 뇌염 등을 옮기는 모기를 멸종시킬 수 있는 유전자 드라이브 기술은 실험실 수준에서 확보한 상태다. UC샌디에이고 연구팀은 페스트나 각종 질병의 매개체인 시궁쥐, 집쥐 등 설치류를 제거할 수 있는 유전자 드라이브를 이번에 구축한 것이다. 일반적인 유전법칙으로는 유전자가 후손에게 전달되는 비율은 50%이지만 이번 기술은 암컷 생쥐의 변이된 유전자를 전달할 수 있는 비율이 73%에 이른다. 그렇지만 호주 캔버라 국립대 게탄 버지오 유전학 교수를 비롯한 또 다른 유전자 가위 연구자들은 “유전자 드라이브가 실험실에서는 완벽하게 작동하겠지만 야생에서는 생각만큼 효과를 못 볼 수 있다”며 “유전자 드라이브가 해당 지역의 설치류 전체에 확산되기 위해서는 많은 시간이 걸릴 것이고 그 정도의 시간이면 종의 저항성도 생겨나 더 걷잡을 수 없는 상황이 될 수도 있을 것”이라고 우려했다. 또 미국 펜실베이니아대 의대, 생명공학기업 프리시전 바이오사이언스 공동연구팀은 크리스퍼 유전자 가위를 이용해 어른 마카크 원숭이의 간에서 ‘PCSK9’이라는 유전자를 편집하는 방식으로 ‘나쁜 콜레스테롤’로 알려진 LDL콜레스테롤 생산을 억제해 혈중 콜레스테롤 농도를 낮추는 데 성공했다고 생명공학 분야 국제학술지 ‘네이처 바이오테크놀로지’ 10일자에 발표했다. 연구팀은 인체에 무해한 아데노연관바이러스에 크리스퍼 유전자 가위를 탑재시켜 마카크 원숭이의 간으로 전달했다. 유전자 가위를 주입하고 4개월 뒤 6마리의 어른 원숭이 간에서 PCSK9 유전자가 기능을 하지 못하게 되면서 혈중 LDL콜레스테롤이 60% 이상 감소됐다고 연구팀은 보고했다. 연구팀은 PCSK9 유전자를 편집해 치료하는 방법이 동물실험을 통해 검증된 만큼 일부 문제점을 개선하면 PCSK9 차단제를 복용할 수 없는 심장질환 환자들에게도 적용할 수 있을 것으로 기대하고 있다. 제임스 윌슨 펜실베이니아대 유전자치료학 교수는 “이번 연구를 통해 유전자 가위 기술이 인간을 제외한 영장류에서도 효과적으로 작동한다는 사실을 확인하게 됐다”며 “원숭이의 몸에 별다른 문제 없이 콜레스테롤 생성을 억제할 수 있다는 것은 기술의 안정성을 증명하는 것”이라고 강조했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

제주항에서 북쪽으로 45㎞ 정도 떨어진 추자도는 4개의 유인도와 38개의 무인도로 이뤄져 있다. 어종이 풍부해 바다 낚시터로 일본까지 소문난 지역이기도 하다.바다 낚시터로만 유명한 줄 알았던 추자도가 한반도 생물다양성의 보고라는 연구결과가 발표돼 주목받고 있다. 세계생물다양성정보기구(GBIF) 한국사무국이 주관하고 대전 국립중앙과학관, 국립수목원, 문화재청, 한국생명공학연구원 등 국내 생물다양성 분야 전문가 80여명이 지난 5월 28일~6월 1일까지 4박 5일간 상추자도, 하추자도, 횡간도, 추포도 4개 유인도를 중심으로 조사를 실시해 이 같은 결과를 얻었다고 8일 밝혔다.추자도는 지리학적으로 제주해역을 거쳐 오는 쿠로시오 난류의 한 가지인 쓰시마 난류의 영향으로 겨울에도 해수 온도가 급격히 떨어지지 않아 생물다양성이 높은 지역이라고 평가받고 있다. 또 한반도와 제주도 중간에 위치해 생물 진화과정을 밝힐 수 있는 중요한 지역이지만 이번 같은 대규모 생물다양성 조사는 2003년 이후 처음이다. 공동연구팀에 따르면 추자도에는 조류 54종 식물 242종, 곤충 120종, 어류 25종, 버섯 35종, 거미 17종 등 약 490종의 희귀 동식물들이 서식하는 것으로 드러났다.조류는 천연기념물이면서 멸종위기 1급으로 분류되고 있는 매, 멸종위기 2급 붉은새매와 흑비둘기, 팔색조, 두견이, 벌매, 조롱이, 섬개개비 등 9목 24과 54종이 관찰됐다. 식물은 두루미천남성, 섬오갈피, 덩굴민백미꽃, 눈향나무, 낚시돌풀 등 산림청 지정 희귀식물 7종, 갯돌나무, 제주산딸기 등 특이식물 4종을 포함한 78과 242종을 확인했으며 버섯은 19과 23속, 35종이 관찰됐다.곤충의 경우 연구팀이 다수의 주머니나방 유충을 발견했는데 DNA 분석결과 한국미기록종으로 확인돼 정확한 분류학적 분석을 마치고 국제학술지에 보고할 게획이다. 거미 역시 기후변화 정도를 파악할 수 있게 해주는 지표종인 산왕거미 꼬마호랑거미 등 8과 12속 17종이 관찰됐다. 배태민(국립중앙과학관 관장) 국가생물다양성기관연합 회장은 “이번 공동학술조사를 시작으로 한반도와 제주도 자생종을 분류하고 계통 및 생물지리학적 분석을 할 계획”이라며 “주기적 조사와 관찰을 통해 생물상 변화추이를 판단할 수 있는 정보를 수집해 데이터베이스로 만들 것”이라고 말했다. 한편 공동연구팀은 오는 9월에 2차 조사를 실시할 계획이다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

인천항 컨테이너 야적장에서 여왕개미 1마리를 포함해 붉은불개미 수백마리가 발견됐다. 국내에서 붉은불개미 여왕개미가 발견된 건 이번이 처음이다. 농림축산식품부는 이날 환경부·농촌진흥청 등 관계기관과 학계 전문가가 참여하는 합동 조사를 펼친 결과 인천항 컨테이너 야적장 최초 발견 지점에서 여왕개미 1마리, 애벌레 16마리, 일개미 560여 마리가 추가로 발견됐다고 밝혔다. 최초 발견지점에서 약 80ｍ 떨어진 지점에서는 일개미 50여 마리가 나왔다. 농식품부는 “붉은불개미 유입 시기는 최초 발견지점 조사 결과를 볼 때 올해 봄인 것으로 추정된다”면서 “군체 크기가 작고 번식이 가능한 수개미와 공주개미가 발견되지 않은 것으로 보아 아직 초기 단계의 군체로 판단된다”고 설명했다. 이어 “이러한 사실에 비춰볼 때 확산 가능성은 크지 않은 것으로 보인다”면서 “인근 추가 발견지 조사 결과를 봐야 더 정확한 판단이 가능할 것으로 보인다”고 덧붙였다. 붉은불개미가 최근 잇따라 발견된 데 이어 자체 번식이 가능한 여왕개미까지 발견되면서 정부는 전문가와 함께 방역에 총력을 기울이고 있다. 검역본부는 발견지점을 정밀히 조사하고, 주변에 예찰 트랩을 11개에서 766개로 대폭 늘렸다. 농식품부는 “정부는 올해 3월부터 붉은불개미가 분포하는 국가로부터 오는 컨테이너를 들여오는 항만 12곳에 컨테이너 점검인력 122명을 투입해 예찰 활동을 강화했다”면서 “인천항에는 임시로 점검인력을 추가로 배치해 조사 중”이라고 설명했다. 정부는 발견 지점 주변 200m에 있는 컨테이너에 대해서는 반출 전 철저히 소독하고, 야적장에 대해서 추가 정밀 조사를 벌일 예정이다. 유입 원인, 시기, 발견 지점 사이의 연계성 등을 밝혀내기 위해 유전자 분석 등을 통한 역학조사도 한다. 이번 붉은불개미 발견은 지난해 9월 부산항 감만부두에서 국내 최초로 발견된 이후 여섯 번째다. 컨테이너 야적장에서 나온 사례로는 네번째다. 인천항에서는 앞서 2월 수입 고목 묘목에서 일개미 1마리가 발견된 적이 있지만, 그 때는 보세창고 내부였다. 붉은불개미에 물리더라도 그 독성은 꿀벌에 물릴 때와 비슷한 수준으로, 일각의 우려와 달리 치명적인 수준은 아니라는 것이 전문가들의 견해다. 검역당국에 따르면 붉은불개미의 독에는 알칼로이드인 ‘솔레놉신’과 벌이 가진 펩타이드 독성분인 ‘포스포리파제’나 ‘하이알루로니다제’ 등이 포함돼 있다. 쏘이면 통증에 이어 가려움증이 나타나며 세균에 감염될 수 있지만, 대부분의 사람은 영향이 없다는 것이다. 오히려 인체보다는 가축과 농작물 피해에 대한 우려가 더 크고, 이 때문에 미국 등 각국 당국이 신속히 검역과 방제에 나서는 실정이다. 검역본부 관계자는 “다만 독성 과민반응이 있는 사람들은 아나필락시스성 쇼크 반응을 보일 수 있다”고 설명했다. 검역본부가 미국 곤충학자 저스틴 슈미트가 발표한 ‘곤충 독성지수’를 소개한 것에 따르면 붉은불개미의 독성 지수는 1.2다. 이는 꿀벌 1.0보다는 높지만 작은 말벌 2.0, 붉은수확개미 3.0, 총알개미 4.0 보다는 현저히 낮다. 농식품부는 “최근 기온이 올라가 붉은불개미의 번식·활동 여건이 좋아지고 있다”며 “외래병해충을 발견하는 즉시 신고(☎ 054-912-0616)해 달라”고 당부했다. 온라인뉴스부 iseoul@seoul.co.kr

몸길이 2㎜의 초소형 신종 거미가 발견됐다고 사이언스데일리 등 해외 언론이 최근 보도했다. 미국 인디애나폴리스 대학 연구진은 2016년 10월, 인디애나 주 남부에 있는 스티젼 강(Stygeon River)의 한 동굴에서 크기가 매우 작은 거미를 발견하고 줄곧 거미의 ‘정체’를 밝히는 연구를 해 왔다. 연구진이 발견한 거미는 몸길이가 2㎜에 불과하며 몸은 약간 반투명한 특징을 가졌다. 진흙이 많고 습기가 가득하며 어두운 동굴에서 서식하는 것으로 밝혀졌다. 연구진은 이미 알려진 수많은 거미 종(種)의 서식 환경 및 생김새 등을 비교 분석한 결과, 해당 거미가 몇 백만 년 전부터 이 동굴에서 서식하고 번식해 왔으며 다른 지역에서는 서식하지 않고 오로지 처음 발견된 동굴에서만 산다는 결론을 내렸다. 지금까지 단 한 번도 발견된 적이 없는 거미이기 때문에, 정확한 번식 시기나 서식 환경에 대해서는 아직 밝혀진 바가 없다. 다만 독거미처럼 사람에게 해를 끼치는 성질의 곤충이 아니며, 피부로 호흡하며 땅 속에 서식하는 곤충인 톡토기(springtail) 등 작은 생물을 먹고 산다는 사실만은 밝혀냈다. 또 이들이 짓는 반투명의 거미집은 수직이 아닌 수평의 형태라는 사실도 알게 됐다. 연구진은 평평한 거미집을 짓는 특징을 본 따 ‘시트 위버’(Sheet Weaver)라는 명칭을 붙였다. 이를 최초로 발견한 인디애나폴리스 대학의 마크 밀른 교수는 “처음에 이 거미를 발견했을 때에는 정확한 정체를 알지 못했다. 그저 어두운 동굴에 사는 수많은 생명체 중 하나라고 생각했다”면서 “하지만 연구결과 이 거미는 지금까지 어느 곳에서도 발견된 적이 없는 신종이었으며, 해당 동굴에서만 몇 백만 년 가까이 서식해 온 것으로 추정됐다”고 밝혔다. 이어 “보통 사람들은 신종 거미가 아마존이나 극지방에서 발견된다고 생각하지만, 우리 뒷마당에도 아직 우리가 알지 못하는 유기체가 많다”면서 “아직도 우리가 알지 못하는 생명체가 많이 존재하며 이 거미도 그 중 하나”라고 덧붙였다. 자세한 연구결과는 불가리아 학술전문 출판사인 펜소프트가 발행하는 ‘지하생물학 저널’(Subterranean Biology) 최신호에 소개됐다. 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

호주에 서식하는 대형 나방의 일종인 보공 나방(bogong moth, 학명·Agrotis infusa)은 1,000km가 넘는 먼 거리를 이동한다. 귀여운 외형도 아닌 데다 몸길이도 5cm나 되는 대형 나방이 거대한 군집을 이루면서 이동하기 때문에 이들에 대해 호감을 지닌 사람은 보기 드물다. 하지만 이 나방에 대해 특별한 호기심을 가진 사람도 있는데 바로 과학자들이다. 보공 나방은 주위 지형을 식별하기 어려운 한밤중에 먼 거리를 이동한다. 스웨덴 룬드 대학의 에릭 워랜트와 그의 동료들은 이 나방이 어떻게 길을 찾는지 연구했다. 연구팀이 우선 세운 가설은 별빛을 이용해 길을 찾는다는 것이다. 나방을 비롯한 많은 곤충이 불빛에 이끌린다는 사실은 잘 알려져 있다. 보공 나방 역시 도시의 불빛에 이끌려 시드니 같은 대도시에 자주 출몰한다. 하지만 이번 연구에서는 이 나방이 불빛이나 시각적 정보 없이 얼마든지 방향을 확인한다는 점이 밝혀졌다. 나방을 줄에 매달고 통속에 넣은 후 통을 여러 방향으로 움직여도 나방은 그들의 서식지가 있는 방향으로 정확히 비행했다. 이는 불빛 같은 시각적 신호만이 전부가 아니라는 것을 시사한다. 가장 가능성 높은 가설은 이들이 지구 자기장을 감지해 눈으로 보지 않고도 방향을 알아낸다는 것이다. 실제로 연구팀이 자기장을 변형시키자 나방은 방향을 정확히 유지하지 못했다. 이는 보공 나방이 지구 자기장을 감지할 수 있다는 강력한 증거다. 물론 나침반만으로는 정확한 비행이 불가능하므로 시각적 정보와 종합하겠지만, 이들이 생체 나침반을 가지고 있다는 유력한 증거를 제시한 셈이다. 다만 이번 연구에서는 어떤 방식으로 지구 자기장을 파악하는지는 확인하지 못했다. 사실 지구 자기장을 감지하는 생체 나침반을 지닌 동물은 의외로 많다. 하지만 비교적 단순한 신경계와 뇌를 지닌 나방이 시각 정보 및 자기장 정보를 이용해서 이렇게 멀리 떨어진 장소까지 정확한 야간 비행이 가능하다는 점은 놀라운 일이다. 비록 우리에게 호감을 주는 생물체는 아닐지 모르지만, 나방 역시 지구 생태계를 구성하는 경이로운 생명체 가운데 하나다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

꿀벌과 철학자/프랑수아 타부아요, 피에르 앙이 타부아요 지음/배영란 옮김/미래의창/352쪽/1만 6000원꿀벌은 어떤 곤충인가. 꽃을 여기저기 옮겨다니며 꿀을 채집하고 벌집에 저장하는 부지런한 곤충? ‘꿀벌과 철학자’ 저자인 타부아요 형제는 고개를 젓는다. 꿀벌은 플라톤과 아리스토텔레스에게 세계의 작동 원리를 가르쳤으며, 암브로시우스와 아우구스티누스에게는 신의 섭리를 알려 주기도 했다. 그뿐인가. 네로와 나폴레옹 황제에게는 가장 충성스런 조언자였고, 니체에게는 인간의 위대함을 상기해 주는 지표였다. 이처럼 철학자들은 시대와 문화권을 막론하고 꿀벌을 통해 자연의 비밀과 인간의 근원에 대한 답을 찾았다. 그래서 형제는 이렇게 말한다. “위대한 사상가라면 반드시 벌통 하나쯤은 곁에 두고 있어야 명함을 내밀 수 있을 정도였다”고.책은 서구 지성사의 결정적 순간마다 사상가들의 치열한 논쟁을 불렀던 꿀벌과 사상가의 주장을 소개한다. 형 프랑수아 타부아요는 20년 경력 양봉업자, 동생 피에르 앙리 타부아요는 파리 소르본대 철학 교수다. 한 명은 사상가들의 철학을, 한 명은 벌의 생태를 분석하는 식으로 환상적인 호흡을 선보인다. 형제는 그리스 신화와 고대 철학자, 제국의 건설자부터 수도사와 혁명가, 자본주의자가 꿀벌의 생태를 통해 어떻게 세계를 바라봤는지 추적했다. 예컨대 아리스토텔레스는 도시 국가와 꿀벌 사회를 비교했다. 노예와 외국인, 자유민, 지도층이 함께 살았던 고대 그리스 도시국가와 꿀벌 사회는 비슷했다. 무리를 이끄는 지도층과 일벌, 수벌, 도둑벌 등 꿀벌 사회도 다양한 계층으로 구성됐다. 고대 로마의 시인 베르길리우스는 정치의 영역으로 꿀벌을 끌어들였다. 서사시 ‘게오르기카’ 4권에서 ‘두 왕 사이의 불거진 불화’를 통해 두 편으로 나뉜 벌이 어떻게 서로 질서를 잡아가는지 상상력을 동원했다. 당시 안토니우스와 옥타비아누스의 대치를 빗댄 것이다. 꿀벌은 신약성서에서 잠시 자취를 감춘다. 꿀벌은 인간과 신의 중재자 정도로 여겨졌는데, 그 자리를 예수가 대신했기 때문이다. 그러나 이후 교부학을 통해 꿀벌은 다시 무대에 복귀한다. 신의 가르침을 보여 주는 ‘모범 곤충’으로서다. 교부들은 성서를 다루는 이들을 부지런한 꿀벌, 예수는 꿀벌 집단 내에서도 으뜸이 되는 ‘왕벌’(실제로는 여왕벌)로 비유했다. 특히 꿀벌은 처녀의 몸으로 수태한 성모 마리아를 설명하는 도구로 활용됐다. 당시만 해도 벌이 교미하는 방식은 제대로 밝혀지지 않았다. 그래서 생명을 창조하는 일은 꿀벌처럼 성적인 결합 없이도 가능하다는 주장이 통용됐다. 초기 기독교 교회의 대표적인 교부였던 아우구스티누스는 이런 논리로 “아담과 이브가 에덴동산에서 추방된 이후 우리를 영생의 삶으로부터 멀어지게 만든 게 욕망과 성행위”라고 주장하기도 했다. 지금에서 보자면 가당찮은 주장이었지만 “꿀벌도 교미하지 않는데, 인간이 왜 그런 것 하나 못 참느냐”는 주장도 당시엔 통했다.근대 정치혁명을 통해 정치의 주인이 바뀌면서 꿀벌은 새로운 전기를 맞는다. 여러 사상가가 무정부주의, 여성주의, 자유주의를 꿀벌로 풀어냈다. 꿀벌이 가진 완벽한 질서와 인간 이성의 숭고한 자유를 외친 프루동, 꿀벌 사회가 모계 중심의 여권제에 기반을 둔 태초의 인간 사회를 보여 주는 가장 완벽한 사례라고 주장한 바흐오펜, 그리고 기존의 부지런한 꿀벌이라는 틀을 비틀어 “벌집의 풍요로움을 만들어낸 주된 원동력은 바로 욕심과 허영심”이라고 주장한 버나드 맨더빌 등이다. 꿀벌은 현미경이 발명되면서 그나마 제 모습을 찾을 수 있었다. 남성 우월주의 사상에서 ‘왕벌’로 불렸던 벌이 사실상 암컷인 여왕벌이었던 점, 그리고 여왕벌에게도 벌침이 존재했고 일벌이 다소 퇴행한 난소를 가진 암컷이라는 점도 드러났다. 소우주에 버금가는 육각형의 벌집은 수학이 풀어냈다. 여왕벌이 벌집 밖의 하늘 위로 날아올라 교미를 한다는 사실도 밝혀졌다. 과학이 꿀벌의 진짜 모습을 찾아낸 셈이랄까. 형제는 “20년 전 철학과 꿀벌을 결합시킨 탐사 계획을 맨 처음 떠올렸을 때에는 그 규모나 기간을 전혀 가늠할 수 없었다. 자료를 읽어 나가고 새로운 발견을 해 나갈수록 우리 형제는 서양 사상사의 주요 대목에서 늘 꿀벌이 등장한다는 사실에 놀랐다”고 밝혔다. 20년에 걸친 꿀벌 탐사는 그야말로 ‘지적인 비행’이라 할 수 있다. 고대와 중세를 거쳐 르네상스, 그리고 현대에 이르기까지 꿀벌과 함께 하는 이 여행에 동참해 보시길. 머리가 윙윙거리며 지끈거리더라도 나름 유익한 여행이 될 것이다. 김기중 기자 gjkim@seoul.co.kr

●건설연, 차세대 해수담수화 기술 개발 한국건설기술연구원(원장 한승헌)은 ‘중공사 막증발’ 모듈을 적용한 차세대 해수담수화 기술을 개발하고 상업화 연구를 위해 부산 부경대 수산과학연구소 부지에 실증플랜트 구축을 완료했다고 26일 밝혔다. 해수담수화는 바닷물을 생활용수나 공업용수로 사용하기 위해 염분 등 무기물질을 제거하는 기술이다. 이번에 건설연이 개발한 해수담수화 기술은 가운데 구멍이 있는 실 모양의 형태로 오염물질을 걸러내는 중공사 분리막을 이용했다. 연구팀은 바닷물을 끓여서 증기로 만든 뒤 응축시키는 1세대 해수담수화 공정과 유사하지만 투입 에너지양을 획기적으로 줄이고 생산량은 늘렸다. ●여름방학 과학교실·과학캠프 운영 대전 국립중앙과학관(관장 배태민)은 여름방학을 맞아 유아, 초등학생, 중학생을 위한 ‘과학과 함께 도담도담’이라는 프로그램을 7월 23일부터 8월 11일까지 운영한다. 이번 프로그램은 과학교실과 과학캠프 두 가지 형태로 운영된다. 체험 및 실험 중심으로 운영되는 과학교실은 교과 연계, 창의과학 실험수업을 포함해 곤충, 화석, 광물, 현미경 등 52개 특화수업으로 연령대별로 진행될 예정이다. 초등학교 4학년부터 중학교 2학년을 대상으로 하는 과학캠프는 2박 3일 일정으로 기수별 100명씩 6기수가 운영되며 팀프로젝트 중심의 과학체험 활동을 하게 된다. 자세한 내용은 국립중앙과학관 홈페이지(www.science.go.kr)를 참조하면 된다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

생태계 교란종인 ‘붉은불개미’ 3000여마리가 22일 부산항에서 발견됐다. 지난 19일 평택항에서 발견된 데 이은 것이다. 방역당국에 비상이 걸렸다. 붉은불개미는 생태계 교란과 전기 설비 등을 망가뜨리며 농작물을 닥치는 대로 먹어 치워 경제적 피해를 줄 뿐 아니라 인명 피해까지 야기한다. 지난 5월엔 열대어 ‘구피’가 경기 이천시 소하천에서 서식하는 게 알려지는 등 한동안 잠잠했던 외래종 논란이 수면 위로 떠오르고 있다.외래 생물로 인한 생태계 교란이 어제오늘의 일은 아니다. 2015년 12월에는 ‘위해 우려종’인 갯줄풀과 영국갯끈풀이 전남 진도와 강화도 해안에서 첫 확인됐다. 중국에서 조류를 타고 유입된 것으로 추정됐다. 환경부는 2016년 6월 영국갯끈풀을 생태계 교란 생물로, 해양수산부는 9월 유해 해양 생물로 지정했다. 이처럼 국내에 유입돼 생태계 피해를 일으키는 ‘생태계 교란종’은 21종이다. 2013년부터 국내 생태계에 유입되지 않았어도 위해성이 확인되면 ‘위해 우려종’으로 지정해 반입을 차단하고 있다. 그러나 몰래 들여와 방사해도 처벌할 근거가 없다. 국가 간 인적·물적 교류가 활발해지면서 외래 생물종의 유입이 늘고 있다. 지난해 국내에서 확인된 외래 생물은 2208종으로 지난 8년간 두 배 이상 증가했다. 외래종이 유입되는 경로는 다양하다. 부족한 식량을 보충하거나 화분 매개 곤충·접붙이기 식물처럼 농업이나 산업에서 활용하려고 들여오기도 했다. 최근에는 관상이나 애완의 목적으로 수입하는 일도 많아졌다. 문제는 이렇게 들여온 종들이 어떤 이유로든 자연으로 방사된다는 점이다. 우연한 유출도 있지만 최근엔 애완용으로 기르다가 사육을 포기하고 자연에 풀어놓는 사례가 늘고 있다. 모든 외래종이 생태계에 위협이 되는 건 아니다. 외래종은 크게 ‘귀화종’과 ‘침입 외래종’으로 나뉜다. 둘을 가르는 기준은 ‘개항’(1876년)이다. 개항 이전에 들어와 일정 시간을 거쳐 국내 생태계에 잘 적응했으면 귀화종으로 본다. 대표적인 귀화 외래종은 고려 말 중국에서 가져온 목화다. 최근 새콤달콤한 맛으로 인기가 높아 고소득 작물로 각광받는 블루베리도 우리 삶을 윤택하게 해 주는 ‘착한’ 외래종이다.‘말썽꾼’은 침입 외래종에 있다. 환경부는 이미 생태계에 유입돼 심각한 피해를 끼친 21종을 ‘생태계 교란종’으로 지정했다. 1998년 처음 도입됐을 때 황소개구리, 큰입배스, 파랑볼우럭(블루길) 3종을 시작으로 현재 뉴트리아, 붉은귀거북, 꽃매미, 가시박, 도깨비가지, 돼지풀 등이 있다. 수생태계 상위 포식자인 큰입배스와 블루길은 천적이 거의 없다. 토착종의 어린 개체나 알을 잡아먹어 생물 다양성을 해치는 주범으로 지목된다. 꽃가루 알레르기를 일으키는 돼지풀은 인간의 건강을 위협한다. 최근 빠른 속도로 확산하면서 포도·복숭아 농가에 피해를 주는 꽃매미, 제방이나 둑에 굴을 파 붕괴를 유발하는 ‘괴물쥐’ 뉴트리아는 경제·산업에 피해를 주는 종이다. 아직 국내 생태계에 본격적으로 유입돼 위해를 끼치진 않았지만, 위해성이 확인된 생물은 ‘위해 우려종’으로 지정해 관리하고 있다. 현재 127종이 지정됐다. 위해 우려종인 ‘아프리카발톱개구리’는 양서류에 치명적인 ‘항아리곰팡이균’에 강한 면역력을 지녔다. 항아리곰팡이균에 감염된 종이 국내에 유입된다면 국내 양서류의 피해는 가늠하기 어려울 정도다. 짝짓기 없이 자가 번식하면서 왕성한 번식력을 뽐내 생태계 교란을 일으킬 것으로 우려되는 ‘마블가재’, 식인물고기로 알려진 ‘피라냐’도 대표적인 위해 우려종이다. 위해 우려종을 수입하려면 목적, 용도, 개체수, 생태계 노출 때 대처 방안을 제출해 승인받아야 한다. 하지만 유통이나 방사에 대해선 별다른 규정이 없다. 이들을 자연에 무단으로 풀어놓아도 처벌할 근거가 없는 셈이다. 유통·방사로 처벌을 받기 위해선 반드시 해당 종이 생태계 교란종으로 지정돼야 한다. 2015년 7월 사람까지 해칠 수 있는 위해 우려종인 피라냐와 레드파쿠가 강원 횡성군의 한 저수지에서 발견됐다. 국민적 우려를 산 사건이지만 방사자를 처벌할 법적 근거는 아직 없다. 위해 우려종 127종, 생태계 교란종 21종으로 관리 대상 외래종이 제한됐다는 점도 문제로 지적된다. 지정되지 않은 외래 생물은 아무리 위험해도 체계적인 관리가 불가능하다. 2015년 9월 벌집을 제거하러 출동했던 소방관을 쏘아 숨지게 한 ‘등검은말벌’은 2003년 부산에서 처음 발견된 외래종이다. 중국에서 수입하는 목재를 통해 유입된 것으로 추정된다. 국민적 불안감은 높지만 아직 위해 우려종은 아니다. 환경부가 이런 외래종에 대해 위해성 평가를 하면서 관리 대상을 넓혀가고 있지만, 일일이 대응하긴 역부족이다. 어떤 종이 얼마나 반입됐는지를 모르니 피해가 속출해도 원인 규명이 어렵다. 박용하 한국환경정책평가연구원(KEI) 박사는 “침입 외래종은 생물 다양성을 훼손하는 가장 중요한 요인으로 막대한 피해를 주고 있다”면서 “외래종의 국내 유입을 사전에 차단할 수 있는 강력한 정책 도입뿐 아니라 이미 확산된 종에 대한 체계적인 관리도 시급하다”고 진단했다. 오경진 기자 oh3@seoul.co.kr

하늘을 날 수 있는 능력은 많은 동물에서 삶과 죽음을 가를 수 있는 중요한 능력이다. 새, 박쥐, 곤충처럼 날개가 있어 능동적인 비행이 가능한 동물은 물론 수많은 동물이 짧은 거리라도 글라이더 비행을 하거나 도약을 할 수 있게 진화했다. 날다람쥐의 글라이더 같은 신체 구조가 대표적인 사례다. 그런데 외형은 비행에 적합하지 않지만, 수백㎞ 비행하는 동물이 있다. 바로 거미 이야기다. 작은 새끼 거미나 혹은 소형 거미 성체는 바람을 타고 먼 거리를 이동할 수 있다. 그냥 크기가 작아서 바람에 날려 간다고 생각할 수 있지만, 과학자들은 거미의 비행 능력이 다른 동물에서 보기 힘든 특별한 재능이라는 사실을 알고 있다. 왜냐하면, 비슷한 크기의 생물 가운데 거미처럼 바람을 효과적으로 탈 수 있는 생물이 없기 때문이다. 조문성(Moonsung Cho)을 비롯한 독일 베를린 공대 연구팀은 야외 환경과 실험실 환경에서 거미의 비행 방식을 자세히 조사했다. 이들은 비행 거미 중 비교적 큰 편인 게거미(crab spiders)를 대상으로 선택했다. 게거미는 몸길이 5mm에 몸무게 25mg의 소형 거미지만, 그래도 바람에 날려 먼 거리를 이동하기에는 적합하지 않은 외형을 지닌 평범한 거미다. 바람을 효과적으로 받을 수 있는 날개나 막 같은 구조물이 없는데도 비행이 가능한 비결은 거미줄 덕분이다. 풍동 테스트에서 게거미는 최초 폭이 200nm에 불과한 거미줄을 평균 3m로 뿜어내 바람을 타는 용도로 사용했다. 물론 아무리 길어도 가늘기 때문에 한 가닥으로는 어림없고 최대 60개까지 여러 개의 거미줄을 삼각형 모양으로 뿜어내 바람의 힘을 받는다.(사진) 이것도 놀라운 능력이지만, 연구팀이 정말 궁금한 부분은 어떻게 바람의 방향과 속도 같은 중요한 정보를 알아내는지였다. 거미가 바람을 타고 사냥이나 짝짓기에 더 적합한 곳으로 이동하기 위해서는 적당한 속도와 방향의 바람을 타는 것이 중요하다. 잘못하면 원치 않는 장소에 추락하거나 죽을 수도 있기 때문이다. 이번 연구에서는 게거미가 비행 직전에 앞다리 두 개를 들어 풍속과 방향을 감지한다는 사실을 확인했다. 게거미는 초속 3m 이하의 적당한 바람과 상승 기류를 감지하면 비행을 시도했다. 날개도 없이 적합한 방향으로 장거리 이동이 가능한 비결은 이것이었다. 언뜻 생각하기에는 비행 능력이 생존에 중요하면 거미도 날개를 지니는 방향으로 진화하면 되지 않을까 생각할 수 있다. 하지만 날개나 비행에 필요한 근육, 감각기관, 운동 능력은 상당한 비용이 든다. 이런 복잡한 도구 없이 본래 가지고 있는 다리와 거미줄로도 필요한 만큼 충분히 날아다니는 거미의 존재는 세상에는 정답이 하나만 있는 게 아니라는 점을 보여준다. 자연이 우리에게 보여주는 삶의 지혜가 아닐까? 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com　 논문출처=Moonsung Cho, Peter Neubauer, Christoph Fahrenson, Ingo Rechenberg (2018) An observational study of ballooning in large spiders: Nanoscale multifibers enable large spiders’ soaring flight. PLoS Biol 16(6): e2004405.

생태계 보고인 경남 창녕군 우포늪 근처에 국내 처음으로 잠자리 테마공원이 18일 문을 연다. 경남도와 창녕군은 창녕군 대합면 주매리에 ‘우포 잠자리 나라’ 개관식을 열고 잠자리 테마공원을 개방한다고 17일 밝혔다. 우포 잠자리 나라는 3만 9435㎡의 부지에 건축 면적 5502㎡ 규모로 지어졌다. 본관과 온실, 곤충사육실, 야외화장실, 부대시설, 주차시설 등을 갖췄다. ‘잠자리 나라’에서는 1년 내내 우포늪에 서식하는 70여종의 잠자리를 비롯한 많은 곤충을 살펴보고 느낄 수 있다. 잠자리 유충 먹이 주기, 애벌레가 성충이 돼 밖으로 나오는 우화와 탈피 관찰, 잠자리 성충 먹이사냥 관찰, 잠자리 날리기, 잠자리 손에 올리기 등 다양한 체험을 할 수 있다. 이 사업은 2011년 김두관 전 지사 시절 모자이크 프로젝트 사업으로 선정돼 추진됐다. 모자이크 사업은 김 전 지사가 2011년부터 2014년까지 18개 시·군에 200억원씩 일괄 지원해 특색 있는 사업을 추진한 것이다. 창원 김정한 기자 jhkim@seoul.co.kr

등뿔왕거미, 12년 만에 발견 비무장지대(DMZ)에 멸종 위기종을 포함해 야생생물 총 5929종이 사는 것으로 확인됐다. 희귀종인 등뿔왕거미를 비롯해 사향노루, 수달 등 멸종위기 야생 생물이 서식해 ‘생태계의 보고’로 떠오르고 있다. 환경부 국립생태원은 2014~2017년 DMZ 동부 해안과 동부 산악, 서부 평야 등을 조사한 결과 곤충류 2954종, 식물 1926종, 저서성대형무척추동물 417종, 조류 277종, 거미류 138종, 담수어류 136종, 포유류 47종, 양서·파충류 34종의 야생생물이 살고 있다고 13일 밝혔다. 이 가운데 멸종위기종은 총 101종이다. DMZ 전체 면적은 남한의 1.6%에 불과하지만 전체 멸종위기 야생생물 267종의 37.8%가 서식하고 있었다. 사향노루, 수달, 검독수리, 노랑부리백로, 수원청개구리, 흰수마자 등 멸종위기 야생생물 1급 18종을 발견했고 가는동자꽃, 담비, 삵, 구렁이, 애기뿔소똥구리 등 멸종위기 야생생물 2급 83종도 살고 있었다. 희귀종인 등뿔왕거미가 지난해 6월 민통선 이북지역에 속한 연천군 일부 지역에서 확인됐다. 등뿔왕거미는 2006년 월악산에서 국내 최초로 보고됐으며 이후 발견된 건 처음이다. 국립생태원은 DMZ 일대 생태계조사를 통해 생물종 정보를 지속적으로 구축할 방침이다. 올해 중부 산악과 내년 임진강 하구의 권역 조사가 끝나면 2020년엔 DMZ 일대 생물다양성 지도와 국제적 멸종위기 야생생물의 서식 분포지도를 제작한다. 생물자원 관리대책 수립에 기초 자료로 쓰거나 유네스코 생물권 보전지역 지정 때 활용된다. 세종 오경진 기자 oh3@seoul.co.kr

비무장지대(DMZ)에 멸종위기종을 포함해 야생생물 총 5929종이 사는 것으로 최근 연구결과 나타났다. 희귀종인 ‘등뿔왕거미’를 비롯해 사향노루, 수달 등 멸종위기 야생생물이 서식하는 것으로 알려지며 DMZ가 ‘생태계의 보고’로 떠오르고 있다. 환경부 국립생태원은 2014~2017년까지 DMZ 동부 해안, 동부 산악, 서부 평야 등의 생태계를 조사한 결과를 13일 밝혔다. 곤충류 2954종, 식물 1926종, 저서성대형무척추동물 417종, 조류 277종, 거미류 138종, 담수어류 136종, 포유류 47종, 양서·파충류 34종 8개 분야의 야생생물이 살고 있다. 이 중에서 멸종위기종은 총 101종이다.DMZ 전체 면적은 남한의 1.6%에 불과하다. 하지만 전체 멸종위기 야생생물 267종의 37.8%가 서식하는 생태계의 보고다. 사향노루, 수달, 검독수리, 노랑부리백로, 수원청개구리, 흰수마자 등 멸종위기 야생생물 Ⅰ급 18종이 확인됐다. 가는동자꽃, 담비, 삵, 구렁이, 애기뿔소똥구리 등 멸종위기 야생생물 Ⅱ급 83종도 살고 있다. 희귀종인 등뿔왕거미가 지난해 6월 민통선 이북지역에 속한 연천군 일부 지역에서 발견되기도 했다. 등뿔왕거미는 2006년 월악산에서 국내 최초로 보고된 바 있다. 이후로 발견된 건 처음이다. 국립생태원은 DMZ 일대 생태계조사를 통해 생물종 정보를 지속적으로 구축해나갈 방침이다. 올해 중부 산악과 내년 서부 임진강 하구의 권역 조사가 끝나면 2020년엔 DMZ 일대 생물다양성 지도와 국제적 멸종위기 야생생물 서식 분포지도도 제작한다. 이는 국가 생물자원 관리대책 수립에 정책 기초자료로 쓰거나 유네스코 생물권 보전지역 지정 등에 기초자료로 활용될 수 있다. 세종 오경진 기자 oh3@seoul.co.kr

공룡 시대 이전, 지구 상에 살았던 가장 큰 포식자를 고생물학자들이 발견해냈다. 이들 학자는 러시아에서 발굴된 여러 화석을 조사해 검모양 송곳니를 지닌 신종 육식동물 2종을 확인했다. 이들 신종은 두 차례 대멸종 사건 사이인 2억6000만 년 전부터 2억5000만 년 전 사이 당시 생태계를 재조명하는 데 1800만 년이라는 기간 동안 동물들의 우열순서(서열)가 어떻게 변했는지 보여준다. 두 동물은 ‘초기 포유류’(protomammal)에 속한다. 여기에는 이들처럼 검치를 지닌 육식동물을 비롯해 굴을 파고 살며 곤충을 잡아먹는 동물과 엄니를 지닌 초식동물도 있다. 이중 일부는 대멸종에도 살아남아 오늘날 포유류로 진화하기도 했다. 고리니처스 마슈티나이(Gorynychus masyutinae)라는 학명이 붙여진 첫 번째 종은 오늘날 늑대 크기 만한데 당시 가장 큰 육식동물이었다. 두 번째 종인 노츠니차 제미니덴스(Nochnitsa geminidens)는 몸집이 좀 더 작다. 고리니처스는 짐승 머리라는 뜻의 테로케팔리안(therocephalian)으로 불리는 초기 포유류의 하위 그룹에 속하지만, 노츠니차는 고르곤 얼굴이라는 뜻의 고르고놉시안(gorgonopsian)으로 불리는 다른 하위 그룹에 속한다. 이번에 확인된 두 신종 모두 위협적인 생김새 덕분에 러시아 신화에 등장하는 괴물들의 이름을 따서 학명을 붙였다. 고리니처스는 머리가 세 개 달린 용 즈메이 고리니치(Zmey Gorynych)에서, 노츠니차는 악몽의 유령 녹니자(Nocnitsa)에서 따온 것이라고 한다. 두 화석은 러시아 뱟카 고생물학 박물관 소속 발굴팀이 뱟카강에 접해있는 코텔니치 근처에서 발굴됐다. 고생물학자들은 두 화석에 남은 기록들을 분석해 대멸종 후 생태계에 관한 더 많은 정보를 얻을 수 있었다. 약 2억5200만 년 전, 페름기 대멸종 중 페름기 후기의 최상위 포식자들은 호랑이 크기의 검치 고르고놉시안이었다. 또한 이 시기에 테로케팔리안은 전형적으로 몸집이 작은 식충 동물이었다. 하지만 이들의 역할은 페름기 중기 때 뒤바뀐 것이었다. 이 시기 검치 고르고높시안의 크기는 급격히 작았다. 연구를 이끈 미국 노스케롤라이나 자연사박물관의 크리스천 캐머러 박사는 “이런 대멸종 사이에 이들 육식동물은 생태계에 의해 역할이 완전히 바뀌었다”면서 “곰이 갑자기 족제비가 되고 족제비가 곰의 자리를 차지한 것처럼 말이다”고 말했다. 러시아에서 발견된 이들 신종은 페름기 중기 멸종 이후 남아프리카뿐만 아니라 전 세계적으로 육식동물들의 이동이 있었다는 첫 번째 증거를 제공한다. 이어 캐머러 박사는 “코텔니치는 수궁류 화석을 찾는 데 있어 전 세계적으로 가장 중요한 지역 중 하나다. 이 화석들이 놀라울 정도로 완전하고 잘 보존돼 있을 뿐만 아니라 당시 북반구의 초기 포유류 동물에 관한 보기 드문 정보를 제공하기 때문”이라고 덧붙였다. 자세한 연구결과는 생물학 분야 학술지 ‘피어제이’ (PeerJ) 최신호에 실렸다. 사진=크리스천 캐머러 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

선불교에서 말하는 ‘무’(無)와 같은 상태를 수학에서는 ‘0’으로 표시한다. ‘아무 것도 없음’을 의미하는 0은 약 2000년 전 인도에서 만들어져 활용됐지만 서양에서 0의 개념을 받아들이고 수학에서 활용하기 시작한 것은 과학혁명이 시작된 다음인 17세기 이후이다. 현대 과학과 수학이 지금처럼 발달하게 된 것도 0 덕분이다.실제로 아이들이 숫자를 배우면서 0의 개념을 확실히 이해하기까지는 오랜 시간이 걸린다. 이 때문에 많은 과학자들이 동물들의 지능과 인지능력을 측정할 때 0의 개념을 이해하는지 실험을 한다. 지금까지는 원숭이 같은 유인원들과 일부 동물들이 0의 개념을 이해한다는 사실이 밝혀지기도 했다. 여기에 호주와 프랑스 연구진이 곤충인 꿀벌도 ‘0’의 개념을 이해한다는 사실을 파악했다. 호주 로열멜버른공과대(RMIT) 생체모방디지털센서연구실, 모나쉬대 생리학교실, 프랑스 툴루즈대 통합생물연구센터 공동연구팀은 인간 뇌신경의 880분의 1 밖에 안되는 꿀벌들도 추상적 개념인 ‘0’을 이해한다는 사실을 밝혀내고 세계적인 과학저널 ‘사이언스’ 8일자에 발표했다. 지금까지 꿀벌은 개미와 같이 군집생활에 대한 연구에 많이 활용됐지만 숫자나 추상적 개념이 있는지에 대한 연구는 진행된 바 없었다. 연구팀은 꿀벌 10마리에게 하얀색 바탕에 1~4개 사이에서 각기 다른 갯수와 크기의 검은색 사각형이 그려진 그림판을 두 장 제시하고 ‘좀 더 적은’ 갯수의 그림판에 앉는 경우 설탕물을 주고 많은 그림판에 앉으면 쓴 맛이 나는 물질을 주는 식으로 훈련했다. 또다른 꿀벌 10마리에게는 ‘좀 더 많은’ 갯수의 그림판에 앉는 경우 설탕물을 주고 적은 그림판에 앉으면 쓴 맛이 나는 물질이 주는 훈련을 실시했다. 충분한 훈련 뒤 꿀벌들이 80% 이상의 성공률을 보이자 연구팀은 두 번째 ‘진짜’ 실험을 실시했다.2~5개의 검은색 원이 그려진 그림판과 아무 것도 없는 그림판을 제시하자 꿀벌들은 첫 테스트임에도 불구하고 첫 번째 ‘좀 더 적은’ 갯수를 선택하도록 훈련받은 꿀벌은 아무 것도 없는 그림판에 앉고 두 번째 ‘좀 더 많은’ 갯수를 선택하도록 훈련받은 꿀벌들은 검은색 원이 그려진 그림판을 선택했다. 성공률은 63% 정도로 나타났다. 연구팀은 이 정도의 성공률은 도형이 없는 그림판이 단순히 시각적 자극으로 선택을 하거나 거부한 것이 아니라는 설명이다. 애드리언 다이어 RMIT 바이오센싱 교수는 “이번 연구는 꿀벌처럼 작고 단순한 뇌로도 복잡하고 추상적 개념을 이해할 수 있다는 것을 증명해낸 것으로 아프리카 회색 앵무새, 사람을 제외한 영장류, 그리고 유치원에 다니는 아이들과 비슷한 이해능력을 갖고 있음을 알 수 있다”고 설명했다. 또 다이어 교수는 “100만개 미만이 뉴런을 가진 뇌로 추상적인 0을 감지해낼 수 있다면 인공지능에게 새로운 기술을 가르칠 때 좀 더 간단하고 효과적인 방법이 있음을 알 수 있다”고 강조했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

‘첫 비행에 애완견 입속으로 쏙~’ 5일(현지시간) 영국 데일리메일은 미국 뉴저지주의 한 가족이 멘붕에 빠지는 순간이 담긴 영상 한 편을 소개했다. 15초의 짧은 영상에는 한 엄마가 테이블 위 그물주머니에서 조심스럽게 무언가를 꺼내는 모습이 담겨 있다. 그것은 바로 아이들과 함께 애지중지하며 키운 나비들. 알에서 애벌레, 번데기, 성충의 과정을 거쳐 나비로 변신한 곤충을 야생에 풀어주려는 순간, 테이블 옆에 앉아 있던 대형 애완견이 날아가던 나비를 낚아채 먹어버린 것이다. 예상치 못한 상황에 가족들은 비명을 지른다. 사진·영상= Albanian LifeStyle youtube 영상팀 seoultv@seoul.co.kr

인간은 잡식 동물로 여러 가지 다양한 음식을 먹어야 살 수 있다. 만약 인간이 한 가지 음식만 고집한다면 심각한 영양실조에 빠질 것이다. 하지만 자연계에는 풀만 뜯어먹는 초식 동물처럼 한 가지 종류의 식량에 의존해서 사는 동물들이 흔하다. 물론 식물 안에는 여러 가지 다양한 영양소가 존재할 뿐 아니라 대부분의 동물이 자신이 먹는 먹이에서 필요한 영양분을 합성할 수 있는 능력이 있어 살아가는 데 큰 문제가 없다. 하지만 자연계에는 더 극단적인 사례도 존재한다. 예를 들어 식물 자체가 아니라 식물의 수액을 먹고 사는 진딧물 같은 곤충은 사실 인간의 관점에서 보면 설탕물만 먹고사는 것과 다를 바 없다. 식물의 줄기에서 나오는 수액에는 광합성의 산물인 포도당 같은 탄수화물이 대부분이고 지방이나 단백질은 거의 없다. 이런 먹이 때문에 진딧물 가운데는 남아도는 당분을 분비하는 종류가 많으며 이 당분 때문에 개미 같은 곤충의 보호를 받는다. 아무튼 이들이 탄수화물만 먹고 사는 곤충이기 때문에 과거 생물학자들은 진딧물이 대부분의 단백질을 스스로 합성할 수 있는 능력이 있다고 생각했었다. 하지만 최근 연구 결과는 그런 대사 능력이 없다는 사실을 보여줬다. 그럼에도 이들이 단백질 결핍에 시달리지 않는 이유는 단백질을 합성하는 공생 미생물 덕분이다. 물론 숙주가 할 수 없는 여러 가지 대사 과정을 대신해주는 대신 숙주의 몸속에서 보호를 받는 공생 미생물은 흔하지만, 진딧물 공생 미생물은 아예 숙주 세포 속에서 살아간다는 점이 독특해 생물학자들의 주목을 받고 있다. 일반적인 공생 미생물이 소화기관에 존재하는 것과는 달리 이 공생 미생물은 박테리오사이트(Bacteriocyte)라는 특화된 세포 안에 들어가 살아간다. 흥미롭게도 이 공생 미생물은 진딧물이 섭취하는 극소량의 질소만 가지고 아미노산을 합성한다. 이 비결을 알기 위해 미국 캘리포니아 대학의 앨리슨 한센 교수와 대학원생인 김도협은 진딧물의 유전자를 조사했다. 그 결과 진딧물은 DNA 메틸화를 통해 질소가 매우 적은 식물의 수액에서도 효과적으로 아미노산과 질소 자원을 활용할 수 있는 것으로 나타났다. DNA 메틸화는 DNA 자체의 염기 서열에는 변화를 주지 않으면서 유전자를 활성화시키거나 비활성화시켜 표현형을 달리 조절한다. 진딧물의 경우 주로 섭취하는 식물의 수액에 맞춰 DNA 메틸화를 통해 적응하는 것으로 나타났다. 이 연구는 작은 곤충 안에도 더 작은 미생물이 공존할 수 있고 이들의 진화 역시 함께 이뤄졌다는 점을 보여준다. 비록 인간의 관점에서는 해충에 가까울지 모르지만, 이들의 생존 방식을 이해하는 것은 생물 진화 과정에서 매우 중요한 미생물과 숙주의 공진화 과정을 이해하는 데 큰 도움이 될 것이다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com　

대벌레의 알은 새에게 먹혀도 소화되지 않아 나중에 배설된 뒤 부화할 수 있는 것으로 밝혀졌다. 이는 새에게 먹힌 곤충은 배 속 알까지 죽게 된다는 기존 상식을 뒤집는 성과라고 한다. 대벌레는 나뭇가지를 닮은 외모로 포식자의 눈을 피하는 위장의 명수로도 알려져있다. 날개가 없는 종이 많아 이동 능력은 떨어지지만 간혹 섬에서도 서식이 확인되고 있다. 일본 고베대 연구진은 새에게 잡아먹힌 암컷 대벌레의 몸속에 있던 알들이 마치 식물이 열매를 새에게 먹혀 씨앗을 먼 곳까지 옮기는 것처럼 다른 곳으로 옮기는 방법으로 분포 지역을 확대했을 수도 있다는 가설을 세웠다. 새에게 먹히고도 살아남으려면 알 자체가 튼튼해 소화되지 않아야 하며 부화한 유충은 자력으로 먹이를 수급하는 능력을 갖추고 있어야 하는 등의 조건이 필요하다. 그런데 대벌레의 알은 식물의 씨앗을 닮아 딱딱한 껍질을 지녀 이런 조건을 충족한다고 연구진은 생각했다. 연구진은 대벌레 3종을 대상으로 그 알들을 직박구리(학명 Hypsipetes amaurotis)에게 먹였다. 그 결과, 5~20%의 알이 무사히 배설돼 부화한 것으로 확인됐다. 자세한 연구 결과는 국제 학술지 ‘에콜로지’(Ecology) 온라인판 최신호(29일자)에 실렸다. 사진=고베대 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

바퀴벌레에서 착유한 우유가 현재 우리가 먹는 일반 우유를 대체하게 된다면 어떨까? 26일(이하 현지시간) 인도 매체 힌두스탄 타임스는 바퀴벌레 우유가 소에서 나오는 우유와 비교해 3배 이상의 영양소를 함유하고 있는 것으로 밝혀져 슈퍼푸드 열풍이 불 수 있다고 보도했다. 인도의 ‘줄기세포 생물학&재생의학연구소’(Institute for Stem Cell Biology and Regenerative Medicine)는 2년 전부터 다국적 연구팀을 구성해 바퀴벌레 속에 있는 단백질 유전자를 분석하기 시작했다. 연구팀은 호주산 태평양딱정벌레바퀴벌레(Pacific beetle cockroach)인 ‘디플롭테라 푼타타'(Diploptera punctata)란 종을 연구 대상으로 선택했는데, 이 종은 보통 바퀴벌레들과 달리 매우 특이한 번식을 한다. 디플롭테라 푼타타는 알 속에 새끼 혼자 번식할 수 있을만큼 충분한 영양분을 공급하지 않고, 임신 기간 중에 암컷의 배 속에서 새끼들에게 모유를 먹이듯이 특별한 영양분을 공급한다. 연구진은 암컷이 새끼에게 먹이는 ‘젖’을 엑스선 결정 분석법으로 조사해, 그 결정체가 사람들이 먹는 음식과 같은 구조를 지니고 있으며 단백질, 지방, 당을 비롯해 모든 필수 아미노산을 가진 완전 음식에 가깝다는 사실을 밝혀냈다. 연구진은 “곤충들은 우유를 만들지 않지만, 디플롭테라 푼타타는 곤충 체액을 새끼를 위해 쏟아내는 유일한 바퀴벌레다. 그 종에게서 짜낸 모유를 마셔보았고, 맛이 일반우유와 다르지 않았다"면서 "그러나 바퀴벌레가 너무 작아 100g을 만들어내는데 1000마리가 필요하다”고 설명했다. 이어 “재조합 단백질을 생산하기 위한 효모를 얻는데 노력을 기울이고 있는 중”이라며 “특수 효모를 통해 디플롭테라 푼타타 속에 들어있는 단백질 결정체를 대량 복제 생산해 고농축 식품을 만드는데 활용할 계획이다. 이는 미래 식량난 해결에 큰 도움을 줄 수 있을 것”이라고 덧붙였다. 한편 현지언론은 남아프리카 공화국의 구르메 그랍이라는 회사가 이미 사육한 곤충들로 만든 우유인 엔토밀크(Entomilk)를 판매하고 있으며, 고단백질인 함유된 엔토밀크에는 철, 아연, 칼슘과 같은 미네랄이 풍부하다고 전했다. 사진=123rf 안정은 기자 netineri@seoul.co.kr

평창동계올림픽 활강경기장이었던 가리왕산에 청와대 사회수석, 행정안전부 본부장, 산림청장, 강원도 행정부지사, 정선군수가 모여서 이번 폭우에 가리왕산이 입은 피해가 심각함을 확인하고 응급 복구를 진행하기로 결정했습니다. 말 그대로 응급적이고 미봉책에 불과합니다. 경기장 시설이라 폭우나 장마와 같은 재해를 대비하는 측면이 취약하기 때문입니다. 급격한 경사면을 토목공사를 통해 지반을 안정화해서 경기장의 흙이 비에 쓸려 내려가는 것을 막아야 그 토양 위에 식물이 살아가고 복원할 수 있는 기반이 만들어집니다. 문제는 복원계획이 확정되지 않아서 응급 복구에 투입되는 비용과 노력이 낭비될 수 있고 복원과 연계된 시공이 되지 않으면 지역 주민과 경기장 하단부의 숙박시설은 계속적인 재해 위험에 노출될 수밖에 없습니다. 시급한 복원계획의 확정과 추진이 필요한 이유입니다. 가리왕산을 활용하자는 주장이 경기장을 조성하기 전부터 제기됐지만 마땅히 복원해야 한다고 결정한 이유는 가리왕산에 ‘산림유전자원보호구역’이라는 국가보호지역이 있기 때문입니다. 현행법은 경기장을 건설하기 위해서는 보호지역을 해제해야 하고 그러기 위해서는 복원계획을 수립해야 합니다. 즉 가리왕산은 복원을 전제하지 않았으면 올림픽 경기장을 건설할 수 없었던 곳입니다. 산림유전자원보호구역은 “식물의 유전자와 종(種) 또는 산림 생태계의 보전을 위하여 필요하다고 인정되는 구역”을 말합니다. 숲은 동종과 이종, 기후와 토양 등이 서로 영향을 주고받으면서 살고 있고, 또한 살아 있는 생태계이기에 유전자원과 종을 보호하기 위해 숲 전체를 보호지역으로 관리하는 이유입니다. 연구자에 따르면 가리왕산에 살고 있는 식물은 577종으로 강원도 전체 식물종의 30% 정도를 차지하고 있고, 보호지역 내에 희귀식물 30종, 특산식물 23종, 곤충류가 325종이 살고 있습니다. 한마디로 엄청난 생태계의 보고이며 희귀식물의 자생지이기에 보호지역으로 지정된 이유입니다. 5년 전 산림청과 강원도는 올림픽 경기 후 즉시 복원사업을 추진하기로 결정했고, 환경부는 강원도로 하여금 ‘가리왕산생태복원추진단’을 구성하고 복원계획을 수립하게 해 지난해 12월에 복원계획을 결론지었습니다. 강원도, 산림청, 환경부, 환경단체, 전문가 등이 포함돼 있는 ‘가리왕산생태복원추진단’은 가리왕산을 원래 상태인 산림유전자원보호구역을 목표로 복원하며, 경기장으로 파헤쳐진 모든 지역을 대상으로 하고, 복원에 절대적 장애물인 곤돌라 등 모든 지상 구조물을 철거한다는 결정을 보았습니다. 무려 4년에 걸친 논쟁의 결과입니다. ‘화장실 갈 때 마음 다르고 나올 때 맘 다르다’는 속담처럼 평창올림픽 전에는 간과 쓸개를 다 빼줄 것처럼 하던 강원도지사가 동계올림픽 중에 “2021년 동계아시안게임을 유치”하겠다는 입장을 발표하면서 가리왕산 복원계획이 표류하기 시작했고 강원도부지사는 산림청에 “가리왕산을 2021년까지 사용하고 복원하겠으니 국비를 지원해 달라”는 몽니를 부리고 있습니다. 심지어는 올해 사용할 응구복구 예산도 지난해 책정하지 않은 강원도에 응구복구 예산을 지원할 것이 아니라 강원도에 최소한의 복원예산을 책정하게 하고 국비를 요청하는 자세를 요구하는 것이 정부의 온당한 정책이라 생각합니다. 경기장을 활용해야 한다는 주장보다는 전 세계인과 국민에게 약속했던 ‘경기 후 즉시 복원’이라는 이행 과정을 통해 평화와 환경 등 올림픽 정신을 경기 후에도 지속하고 있다는 것을 보이는 것이 올림픽 레거시여야 합니다. 이를 위해 무엇보다 가리왕산 생태복원계획이 산림청 중앙산지관리위원회를 빨리 통과해야 합니다. 또한 환경부, 산림청, 강원도에 산재해 있는 복원 기구를 가리왕산을 관리하는 산림청이 중심이 돼 통합 운영해야 전문적이고 지속적인 복원사업이 가능합니다.

뛰는 놈 위에 나는 놈 있다는 말을 가장 정확하게 보여주는 모습이 포착됐다. 23일(이하 현지시간) 미국 폭스뉴스는 미 워싱턴 주 샌환섬국립역사공원에서 배고픈 어린 여우와 굶주린 흰머리독수리가 먹잇감 토끼를 놓고 지상 6m에서 벌인 극적인 공중전을 소개했다. 사진작가 케빈 에비는 며칠 전 붉은 새끼 여우 최소 여덟마리가 초원에서 뛰어노는 모습을 지켜보며 사진을 찍고 있었다. 여우들은 일몰 직전에 사냥을 시작했고, 한 여우가 토끼 발을 가까스로 낚아챘다. 몇몇 여우는 토끼를 쫓으며 자신들의 소굴로 몰았다. 약 15분 후 붉은 여우가 토끼 한마리를 입에 물고 초원을 가로지르고 있을 때, 흰머리독수리의 울음소리가 들렸다. 독수리는 빠르게 다가와 토끼를 문 여우를 들어올렸다. 에비는 “그 장면은 예상보다 더 드라마틱했다. 여우가 토끼를 떨어뜨려 독수리가 저녁거리를 쉽게 얻을 것이라 생각했다"면서 "놀랍게도 독수리에 낚인 여우는 잡은 토끼를 입으로 꽉 움켜쥐고 놓지 않았다. 몸을 앞뒤로 흔들며 세차게 저항했다”고 목격담을 설명했다. 독수리는 몸부림치는 여우를 결국 놓아주었고, 땅에 떨어진 여우는 무사히 독수리를 따돌리고 토끼를 다시 차지할 수 있었다. 보통 여우가 사냥하는 먹잇감은 작은 곤충이나 열매, 들쥐인데 이날 만큼은 토끼를 잡아 적에게 뺏기지 않으려는 용기를 보였다. 그는 “대머리 독수리는 1.6km 떨어진 곳에서 물고기나 다른 새를 발견하고 1분 이내로 날아가는 숙련된 사냥꾼이지만 다른 동물이 확보한 식량을 힘으로 취하는 절취기생(kleptoparasitism)이기도 하다”며 “어린 여우와 토끼를 쉽게 들어올렸지만 식량을 훔치는데는 실패했다”고 전했다. 사진=리빙와일드너스 안정은 기자 netineri@seoul.co.kr