미국 예일대 연구팀이 죽은 지 1시간이 지난 돼지의 심장 등 장기를 되살리는 데 성공했다. 장기이식 수술의 성공 가능성을 높이고 이식 가능한 장기의 수가 대폭 늘어날 수 있다는 기대뿐 아니라 손상된 장기의 복구에 도움을 줄 수 있다는 희망이 제기된다. 네나드 세스탄 예일대 교수가 이끄는 연구팀은 3일(현지시간) 죽은 돼지의 심장과 뇌, 간, 신장 등 주요 장기의 기능을 다시 활성화한 실험 결과를 국제학술지 네이처에 게재했다고 뉴욕타임스 등이 보도했다. 세스탄 교수는 2019년 죽은 지 4시간이 지난 돼지의 뇌 일부 기능을 되살려 주목받은 신경과학자다. 연구팀은 이번 실험을 위해 농장에서 사들인 보통의 돼지들을 마취 상태에서 심정지를 시켰다. 그 후 죽은 돼지의 혈관에 인공적으로 만든 ‘오르간엑스’(OrganEX)라는 혈액대체재를 투입했다. 오르간엑스는 영양분과 항염증제, 혈액응고방지제, 세포사 예방제, 신경차단제와 인공 헤모글로빈, 돼지 피 등이 섞인 특수용액이다. 그러자 죽은 돼지의 심장이 다시 뛰기 시작했고, 간에서 알부민(혈장 단백질의 구성성분)이 생성되고, 신장과 뇌세포 기능이 회복되는 등 신진대사 활동이 일어났다. 연구팀은 논문에서 이번 실험이 14일간 지속됐다고 밝혔다. 이번에는 오르간엑스에 신경차단제를 투입해 실험 중 돼지의 몸이 움직이는 현상이 관찰됐지만 의식은 돌아오지 않은 것으로 판정됐다. 반면 실험대조군 돼지들의 반응은 전혀 달랐다. 오르간엑스 대신 사후에 인공심폐장치인 ‘에크모’(ECMO) 치료만 한 돼지들은 장기가 부어올랐고, 몸이 뻣뻣해지는 사후경직과 자줏빛 반점이 관찰되는 전형적인 ‘죽음’ 현상이 일어났다. 네이처지 발표에 앞서 오르간엑스 등의 기술 특허를 출원한 예일대는 현재로선 이 같은 연구가 사람에게 적용되는 건 한참 멀었다고 강조했다. 하지만 뇌사 환자의 사후에 이뤄지는 장기 이식의 성공률을 획기적으로 높일 수 있고, 이번 실험처럼 사체에서 되살린 장기의 이식 여부 가능성 등이 확인되면 의학의 새 지평을 열 수 있다는 기대감이 크다. 이 연구로 인해 삶과 죽음에 대한 생물학적 경계가 모호해지는 등 윤리적 문제가 제기될 것이라는 지적도 나온다. 뉴욕대 생명윤리학자 아서 캐퓰런은 “죽음을 순간이 아닌 과정으로 볼 경우 죽음에 대한 모든 정의가 도전받게 된다”고 짚었다.

영화 ‘2001 스페이스 오디세이’는 영화사에 남을 걸작으로 1968년 개봉 이후 지금까지도 수많은 팬을 확보하고 있다. 당시 기준으로 놀라운 시각적 효과와 우주여행이 가능해진 미래 사회의 모습, 그리고 묵직한 철학적 주제가 어우러진 걸작이었다. 이 영화에서 놀라운 묘사 중 하나는 다람쥐나 곰처럼 동면을 통해 긴 여정을 이겨내는 우주인의 모습이다. 아주 긴 우주여행 동안 겨울잠을 잘 수 있다면 우주인이 먹고 마시는 데 필요한 상당한 양의 식량과 에너지를 절약할 수 있다. 또 인공 동면을 통해 대사 과정을 거의 멈출 수 있다면 암이나 다른 심각한 질병으로 시한부 인생을 사는 말기 환자들의 수명을 늘려 새로운 치료법이 개발될 때까지 버틸 수 있다. 따라서 이후 수많은 과학자들이 인공 동면에 시도했지만, 인간 같은 대형 포유류의 인공 동면은 쉽지 않은 일이었다. 사실 대형 포유류 가운데서는 곰만 체온과 대사 활동을 낮춰 장시간 겨울잠을 잘 수 있다. 과학자들은 곰이 겨울잠을 잘 수 있는 비결을 알아내기 위해 많은 연구를 진행했지만, 아직은 갈 길이 먼 상태다. 일본 히로시마 대학 및 홋카이도 대학의 과학자들은 좀 다른 관점에서 곰의 겨울잠을 연구했다. 연구팀은 겨울잠을 자는 동안에도 곰의 근육량의 거의 일정하게 유지된다는 사실에 주목했다. 건강한 사람도 몇 주만 침상 생활을 하면 근육량이 줄어들기 시작하는 것과 달리 곰은 최장 7개월 동안 근육량을 유지할 수 있다. 연구팀은 그 이유를 알기 위해 흑곰의 혈장을 확보해 연구했다. 연구팀은 겨울잠 도중에 얻은 곰의 혈장과 여름철에 얻은 곰의 혈장에 사람의 근육 세포를 넣고 변화를 관찰했다. 그 결과 겨울잠을 자는 곰의 혈장에서 배양한 사람 근육 세포의 단백질 합성이 훨씬 활발하게 일어났다. 연구팀은 MuRF1라는 단백질이 그 원인 중 하나라는 사실을 알아냈다. 이 단백질은 사용하지 않는 근육에서 에너지를 회수하는 역할을 하는 데 곰의 혈장에 이를 억제하는 물질이 있었던 것이다. 연구팀은 이 기전을 좀 더 규명해 근위축을 막을 수 있는 약물을 개발하면 장시간 침상에서 생활해야 하는 만성 질환자나 근육이 심각하게 감소하는 희귀 질환자에게 도움을 줄 수 있을 것으로 기대하고 있다. 곰의 근육량 유지 비결을 알아내면 우주 비행사에게도 도움을 줄 수 있다. 무중력 상태에서 뼈와 근육이 약해지기 때문이다. 특히 2001 스페이스 오디세이의 우주 비행사처럼 장시간 우주비행을 하는 경우 근위축은 피할 수 없는 문제다. 영화에서는 인공 중력을 만들어서 문제를 해결하지만, 실제 우주선에서는 지구 수준의 인공 중력을 만들기 어렵기 때문에 골밀도와 근육량을 유지할 방법이 필요하다. 앞으로 우주 여행에서 곰의 지혜를 빌릴 수 있을지 후속 연구가 주목된다.

우주에는 태양처럼 혼자 있는 별보다 두 개의 별이 서로의 중력에 의해 공전하는 쌍성계가 흔하다. 대부분의 쌍성계는 서로 사이좋게 오랜 시간 함께하지만, 세상에 영원한 것은 없는 법이다. 결국 쌍성계 중 질량이 무거운 쪽이 먼저 최후를 맞이하는데, 이때 먼저 가는 쪽이 어떻게 되느냐에 따라 동반성의 운명이 결정된다. 조용히 물질을 날려 보내고 백색왜성만 남기는 태양 질량 별은 죽은 이후에도 안정적으로 쌍성계를 유지할 수 있다. 하지만 초신성 폭발과 함께 최후를 맞이하는 무거운 별은 동반성을 파괴하거나 잡아먹을 수 있다. 후자의 경우 초신성 폭발 후 남은 중성자별이나 블랙홀이 그 원인이다. 과학자들은 매우 빠르게 회전하는 중성자별인 펄서 가운데 동반성을 잡아먹으면서 커지는 경우가 있다는 사실을 확인했다. 블랙 위도우 펄서 (black widow pulsar)는 대부분 자전 주기가 1초 이하인 밀리세컨드 펄서로 동반성에 매우 가까이 다가가 강한 중력으로 표면 물질을 흡수한다. 이 과정에서 중성자별은 자꾸 커지고 동반성은 점점 작아진다.  스탠퍼드 대학의 로저 로마니 교수가 이끄는 연구팀은 지구에서 3000광년 떨어진 거리에서 역대 가장 큰 질량을 지닌 중성자별인 PSR J0952-0607를 하와이에 있는 10m 구경 대형 천체 망원경인 켁 망원경으로 4년간 관측했다. 연구팀에 따르면 PSR J0952-0607는 블랙 위도우 펄서로 질량은 태양의 2.35배에 달한다. 1초에 707회로 자전하는데, 이렇게 빠른 속도로 자전해도 강한 중력 덕분에 형태를 유지할 수 있다.  하지만 더 놀라운 것은 먹히고 있는 동반성이다. 이 동반성은 본래는 태양처럼 정상적인 별이었으나 현재 질량은 태양의 50분의 1 혹은 목성의 20배 수준으로 줄어든 상태다. 너무 많은 물질을 잃어버린 나머지 이제는 별의 지위도 잃어버리고 그보다 작은 갈색왜성급 천체가 된 것이다. 결국 어느 순간에는 행성급으로 작아진 후 완전히 사라질 것으로 예상된다.  연구팀은 PSR J0952-0607이 결국 동반성을 잃어버리고 혼자서 빠르게 자전하는 밀리세컨드 펄서가 될 것으로 예상했다. 일반적인 밀리세컨드 펄서는 동반성에서 물질을 흡수하면서 자전 속도가 점점 빨라지면서 형성되는 것으로 보고 있다. 하지만 이렇게 물질을 대부분 흡수해 동반성이 사라진 후에는 혼자서 빠르게 회전하는 밀리세컨드 펄서가 되는 것이다.  이 연구에서 또 다른 중요한 결과는 질량이 태양의 2.35배라는 점이다. 중성자별은 작은 천체에 태양보다 많은 물질이 모여 있다. 따라서 표면 중력이 매우 강해 빛 정도만 가까스로 탈출할 수 있다. 그리고 여기서 조금 더 질량이 커지면 결국 빛조차도 탈출할 수 없는 상태인 블랙홀이 된다. PSR J0952-0607이 태양 질량의 2.35배에도 중성자별 형태를 유지하는 것으로 봐서 블랙홀과 중성자별의 경계는 이보다 더 높다고 판단할 수 있다.  중성자별은 블랙홀만큼 대중에게 인지도가 높은 천체는 아니지만, 사실 우주에 더 흔하고 흥미로운 이야기를 많이 간직한 천체다. 중성자별은 단순히 블랙홀 전 단계의 천체가 아니라 블랙홀만큼이나 그 자체로 재미있는 이야깃거리를 간직한 존재다.

고리 두른 토성같이 보이는 달이 천체사진 작가의 렌즈에 담겨 '오늘의 천체사진(APOD)' 8월 2일자에 게재되어 눈길을 끌고 있다.  이 진귀한 달의 모습을 담은 사진은 절묘하게 구름이 달의 앞을 가로지르는 타이밍을 사진작가가 운 좋게도 포착했기 때문에 촬영될 수 있었다. 달의 모습을 살펴보면 초승달처럼 보이는데, 해돋이 직전에 촬영한 것으로 보아 그믐달임을 알 수 있다. 만약 해넘이 직후에 이런 모습의 달을 본다면 그건 초승달이다.  달의 아래쪽 눈썹 같은 부분은 햇빛을 직접 받아 밝게 빛나는 것이며, 그밖에 어둑한 잿빛 부분은 지구의 바닷물에서 반사된 빛을 받아서 흐리게 빛나는 것이다. 이런 현상을 지구조(地球照)라 하는데, 달에서 낮의 지구를 보면 보름달의 약 90배나 밝게 보인다.  달의 지구조를 맨 먼저 발견한 사람은 르네상스 시대의 만능인 이탈리아의 레오나르도 다빈치였다. 그래서 지구조를 '다빈치 글로(da Vinci Glow)'라 부르기도 한다. 다빈치는 이 현상을 1500년대 초 기록으로 남겼으며, 지구와 달 둘 다 태양광을 반사하는 존재임을 알게 되었다.  다빈치는 지동설을 확립한 갈릴레오보다 100년이나 더 전인 천동설 시대에 살았던 사람인데도 이러한 현상을 정확하게 꿰뚫은 것을 보면 과연 인류 최고의 지성이라고 할 만하다. 화가의 눈과 과학자의 마인드가 합작하지 않았다면 결코 알 수 없었을 것이다.  이 사진은 2019년 12월 24일, 달이 태양 앞으로 미끄러져 일식을 만들기 이틀 전 촬영한 것이다. 일식은 그믐달 때에만 나타나는 천체현상임을 알 수 있다. 이미지 전경에 보이는 거대한 파카야 화산 뒤로 과테말라 시가지의 불빛이 보인다.

 미국 플로리다주(州)에서 최근 4년 간 바다거북알이 모두 암컷으로 부화한 것으로 확인됐다. 전문가들은 지구온난화의 영향이라고 입을 모은다. 로이터 통신 등 해외 언론의 1일 보도에 따르면 플로리다 키스제도에 있는 한 거북 전문 병원 측은 “바다거북의 부화 과정을 연구하는 과학자들이 지난 4년간 이 해변에서 부화한 바다거북이 모두 암컷이었다는 사실을 확인했다”고 말했다. 이어 “호주 연구진도 새로 부화한 바다거북의 99%가 암컷이라는 통계를 내놓았다”고 덧붙였다.　미국 국립해양대기청(NOAA)에 따르면 일반적으로 동물은 수정될 때 성별이 정해지지만, 바다거북과 악어는 알이 부화할 때 온도에 따라 성별이 결정된다. 바다거북의 알이 섭씨 평균 29.7도보다 높으면 암컷으로, 이보다 낮으면 수컷으로 부화하며, 대체로 알이 묻혀있는 모래의 온도에 따라 성별이 달라지는 것으로 알려졌다. 현지 전문가들은 “거북의 유전적 다양성이 사라지면서 앞으로 몇 년 후면 거북의 개체 수가 급격히 줄어들 것이다. 암수 성비가 무너졌기 때문”이라고 설명했다.전 세계의 골칫거리인 미세플라스틱도 바다거북의 성별을 결정짓는 데 영향을 미친다. 미국 플로리다주립대 연구진이 2018년 해양오염학회지에 발표한 보고서에 따르면, 미세플라스틱의 증가가 해안 모래의 구성을 변화시켜 성별 비율에 부정적 영향을 끼칠 수 있다. 연구진이 멕시코만 북부 해변에서 멸종위기에 놓인 붉은바다거북의 주요 부화장소 10곳을 조사한 결과, 이들 지역에서 채취한 모래 샘플 모두에 미세플라스틱이 포함돼있는 것을 확인했다. 특히 바다거북이 산란하는 모래언덕의 샘플에서 미세플라스틱 농도가 가장 높은 것으로 나타났다. 플라스틱은 열을 축적하는 특징이 있으며, 미세플라스틱 농도가 높은 해변 모래언덕은 그렇지 않은 곳에 비해 온도가 높아질 수 있다. 이러한 환경 변화가 바다거북 알의 성별을 결정짓는 데 중요한 요소가 된다는 것. 바다거북의 개체 수를 위협하는 또 다른 요인은 질병이다. 미국 마이애미의 거북병원들은 섬유유두종으로 알려진 거북 종양이 사망률의 한 부분을 차지한다고 보고 있다. 섬유유두종은 다른 거북에게 전염될 수 있으며, 제때 치료를 받지 않으면 죽을 수 있다. 전문가들은 기후변화가 거북의 미래에 영향을 미치는데다 우려해야 할 질병도 퍼지고 있는 만큼, 더 큰 관심과 행동이 필요하다고 입을 모았다.

최소 3억 7000만년 전 인류가 사냥해 잡아먹었던 매머드와 새끼 매머드의 화석 더미가 발견됐다. 이는 인류가 기존에 알고 있었던 것보다 약 1만 7000년 더 일찍 북미에 정착했다는 것을 의미한다는 분석이 나왔다. 미국 텍사스 대학교 오스틴 캠퍼스 연구진은 2013년 남서부 뉴멕시코주(州)에서 발견된 매머드와 새끼 매머드의 뼈 화석을 분석했다. 뼈 화석 속 콜라겐을 추출해 탄소 연대를 측정한 결과 3만 6250~3만 8900년으로 추정됐다. 해당 뼈 화석의 95%는 성체의 것이었고, 둔기로 인한 충격 및 도살의 흔적과 골절 등이 특징이다. 특히 매우 심한 두개골 골절이 확인됐고, 이는 당시 인류가 매머드를 사냥하면서 남은 흔적으로 추측됐다.또 고해상도 X레이 단층 촬영을 통해 뼈 화석을 분석한 결과, 갈비뼈와 척추뼈에서 기름 제거에 이용할 목적으로 뚫은 구멍이 확인됐다. 이 구멍은 날카로운 도구를 이용해 매우 정교하게 만든 것으로 보인다. 뼛조각 주위에서는 불의 흔적도 발견됐다. 연구진은 화석이 발견된 주변의 퇴적물을 분석했고, 그 결과 낙뢰나 산불이 아닌 지속적이고 통제된 환경에서 만든 불의 흔적이라고 결론 내렸다. 이는 당시 인류가 매머드 사냥으로 얻은 고기를 먹으려고 일부러 불을 만들고 이용했다는 것을 의미한다. 이 밖에도 뼈 화석이 발견된 현장에서는 당시 인류가 사용한 것으로 추정되는 도구도 발견됐다. 수만 년 전 인류는 가장자리가 마모된 뼛조각으로 사냥한 매머드를 도축한 것으로 보인다.연구진은 이번 발견이 빙하기 당시 아시아와 북아메리카를 이어주던 좁고 긴 땅인 일명 ‘베링 육교’가 만들어지기 이전, 함께 사냥하고 생활했던 일종의 사회가 존재했음을 의미한다고 분석했다. 학계에서는 1만 1500~1만 6000년 전 클로비스인(人)으로 불리는 수렵민이 처음으로 베링 육교를 건너 북아메리카 대륙에 이주했다는 설이 가장 지배적이었다. 아시아에 살던 클로비스인의 조상은 빙하기로 인해 해수면이 낮아지며 생긴 베링 육교를 건너 알래스카에 도달했다고 알려졌다.그러나 이번 매머드 뼈의 분석 결과는 인류가 북미에 정착한 시기가 기존 예상보다 약 1만 7000년가량 빨랐을 가능성을 제시한다. 연구를 이끈 텍사스 대학교 오스틴 캠퍼스의 티모시 로우 박사는 “일부 과학자들은 북미에 적어도 두 개의 혈통을 가진 인류가 존재했을 것으로 보인다. 이는 클로비스인과는 다른 유전 혈통을 가진, 클로비스 이전의 사회를 의미한다”고 말했다. 이어 “이번 연구는 북미 대륙에서 클로비스인 이전 사회에 대한 증거가 될 것으로 기대한다”고 덧붙였다. 자세한 연구결과는 생물학분야 국제학술지 ‘생태와 진화의 최전선’(Frontiers in Ecology and Evolution) 최신호에 실렸다.

이희조 대구대 물리교육과 교수가 최근 국제첨단소재협회가 수여하는 ‘올해의 과학자 메달’을 수상했다. 이 교수는 마이크로파 회로 및 소자에 대한 그래핀-제작, 특성화 및 응용 연구 분야에 기여한 점을 인정받았다. 그는 지난 7월 이탈리아 제노아에서 열린 유럽첨단소재학회에 초청 연사로 나서 ‘마이크로파 소자 및 회로에 대한 그래핀 특성화’에 대한 연구 성과를 발표했다. 이 연구는 마이크로파 광대역(0.5-40 GHz)에서 단층 및 다층 그래핀의 마이크로파 특성, 단층 그래핀의 마이크로파 전송선로 모델링과 특성, 기존의 마이크로파 소자 및 회로에 다층 그래핀 폭의 변화에 따른 전기적 특성과 성능에 관한 내용을 담고 있다.

중국 대형 로켓 잔해가 한국 시간으로 31일 새벽 필리핀 인근 인도양에 떨어졌다. 과학기술정보통신부에 따르면, 중국 우주발사체 창정 5B호 잔해물은 이날 새벽 1시 45분쯤 필리핀 남서부 바다(북위 9.1도, 동경 119도)에 추락했다. 미 우주사령부는 “로켓 잔해가 인도양 상공에서 지구로 재진입했다”고 했다. 중국 유인우주국도 “로켓 잔해가 필리핀 남서부 해상에서 지구와 충돌했고, 잔해 대부분이 술루해 상공으로 진입하면서 불 타 없어졌다”고 밝혔다. 잔해는 로켓 상단부로 길이 30m, 무게 25t에 달한다. 최근 지구에 떨어진 우주 쓰레기 중 가장 크다.목격 영상도 소셜네트워크 서비스(SNS)상에 공개됐다. 말레이시아 사라와크주 쿠칭에 사는 목격자는 밤하늘에서 유성우처럼 쏟아지는 파편 조각 모습을 카메라에 담아 트위터에 올렸다.해당 파편은 지난 24일 중국이 올해 말 완공을 목표로 한 우주정거장 톈궁의 첫 실험실 모듈인 원톈을 운송하고자 무게 837t에 이르는 창정 5B호를 발사하며 발생했다. 임무는 성공했지만 발사체 추진 장치가 분리되면서 발생한 잔해물이 대기에서 전소되지 못해 지구로 추락할 가능성이 제기돼 왔다. 미 항공우주국(NASA)은 “중국이 구체적인 잔해 궤적 정보를 제공하지 않았다”고 비판했다. 모든 우주 발사체 운용 국가는 잔해 충돌 위험을 예측할 수 있도록 정보를 공유해야 하고, 창정 5B호와 같은 대형 발사체의 경우 특히 그래야만 하는데 중국이 이를 무시했다는 지적이다. 보통 발사체는 잔해가 사람이 없는 바다로 떨어지게끔 설계된 통제된 재진입이 이뤄지거나 대기와의 마찰로 소각된다. 앞서 각국 우주위험 감시기관은 이날 잔해물이 필리핀 일부 지역과 멕시코 등 남미 지역에 추락할 가능성이 있다며 우려했다. 중국 발사체 잔해가 통제 없이 지구로 떨어진 사례는 이번이 3번째다. 지난 2020년 5월 발사체 잔해 파편이 아프리카 코트디부아르 마을에 떨어져 건물이 파손됐다. 지난해에는 발사체 잔해 일부가 인도 남서쪽 인도양에 추락해 논란이 일었다. 과학자들은 추락한 로켓 잔해가 주거지역으로 떨어져 사고를 낼 확률은 거의 없다면서도 중국이 로켓 잔해를 통제하지 않는 발사 방식은 위험성을 높이는 행위라고 지적했다.  

노벨상 수상자를 초청해서 강연 듣는다고 미래 노벨상 받을 과학자가 나오는 것이 아니다. 대신 노벨상 수상자의 연구가 시작될 무렵의 절실함을 알 필요는 있다. 당시 상황의 절박함이 동기가 돼 연구로 이어졌고 노벨상으로 귀결된 것이다. 노벨상 수상 과학연구 논문과 여러 결과들을 국내 대학 강단에서 듣는다고 노벨상 연구를 시작할 당시의 가설과 이론의 절실함을 발견하기는 결코 쉽지 않다. 스타과학자의 강연을 듣는 것 이상은 아니다. 절박한 상황과 절실한 연구 동기는 과학자의 관찰에서 출발한다. 과학자가 관찰 대상을 오롯이 자신의 힘으로 해석해 내는 순간이 이론으로 만들어지는 것이다. 이런 이론이 실험으로 이어져 훗날 노벨상으로 이어질 엄청난 가설이 탄생한다. 기후 과학 예를 들면, 기후위기를 해결할 과학은 기후변화 재앙의 절박한 상황을 절실하게 감각하고 관찰하는 것에서 출발해야 한다. 기후변화를 연구한 국내외 유명 과학자들의 논문과 결과를 읽고, 들어 연구하는 것은 과학이 아니라 과학이란 이름의 지식을 배우는 것에 불과하다. 관찰은 맞닥뜨린 상황을 감각하고 자신의 내부에 있는 것을 통해 이해하는 순간이다. 이 순간을 경험한 상황이 과학적 지능이 된다. 관찰의 순간을 감각을 통해 만드는 사람이 과학자이다. 과학자 내부에 상황을 이해할 기반이 없다면 지식을 억지로 외워 주입하는 것에 불과하다. 감각하고 그 상황 속 자신의 내외부를 잇는 연결 고리가 과학이론이 되고 예술영감도 되는 것이다. 과학과 예술의 뿌리가 다르지 않은 이유이다. 일상의 순간에서 과학이론이 생겨 좀더 깊이 전문적으로 연구하는 공간이 실험실이다. 실험실의 필수 전제조건이 일상의 순간인 이유다. 아인슈타인의 상대성이론이 처음부터 실험실에서 출발한 것은 아니지 않은가. 과학의 대중화가 따로 있는 것이 아니라 대중이 일상에서 과학하는 것이다. 과학하는 일상을 공유하는 공간도 만들 수 있는데 바로 과학축제의 장이다. 이미 완성된 과학 연구 결과와 지식을 자랑하는 곳이 아니라 과학자 대중이 직접 감각하고 관찰하는 곳 말이다. 이는 자유롭게 만들어진 개념과 아이디어로 충만한 인간 마음의 상태라고 정의된 아인슈타인의 과학과 일치한다. 다음달 18~21일 서울 성수동 에스팩토리에서 ‘지속가능한 지구’를 주제로 ‘27회 대한민국 과학축제’가 열린다. 지금까지와 다른 것은 지혜롭게도 과학기술정보통신부는 멍석만 깔아 주고 과학문화민간협의회가 한국창의재단과 함께 민간 주도로 기획하고 운영한다는 점이다. 1997년 이후 매년 정부 주도로 개최된 것이 올해부터 민간 주도로 바뀐 것이다. 첫술에 배부르지는 않겠지만 과학을 애써 가르치려 하지 않고 대중이 일상 속에서 모두 과학자가 되는 한바탕 축제에 초대한다.

지구가 하나의 생명체처럼 유기적으로 연결돼 있다는 ‘가이아 이론’으로 학계에 큰 영향을 미친 영국 환경과학자 제임스 러브록이 지난 26일(현지시간) 영국 남부 도시에 있는 자택에서 향년 103세로 별세했다. 그리스·로마 신화 ‘대지의 신’ 가이아에서 이름을 따온 가이아 이론은 지구상의 생물과 무생물이 하나의 유기체처럼 복잡한 상호작용을 한다는 가설이다. 지구가 자기 조절 능력을 통해 항상성을 유지한다는 것이 핵심이다. 그가 1970년대 이 이론을 제시했을 때 과학계에서는 비평이 쏟아졌지만 급격한 산업화가 지구온난화로 이어지면서 인간이 지구 시스템을 위협한다는 경고의 메시지로 힘을 얻게 됐다. 그는 “지구에서 인간은 병원균이나 암세포, 혹은 종양처럼 행동한다”면서 기후변화가 인간이라는 암세포를 향한 지구의 ‘복수’라고 주장했다.

서울신문 29일자 27면 서울광장 ‘커지는 핵무장 목소리’ 보러가기 보이지 않으면 https://www.seoul.co.kr/news/newsView.php?id=20220729027028지면 사정 때문에 미처 소개하지 못한 미국 학계와 정치권의 핵우산과 3축체계 한계를 지적하는 내용, 한국 핵무장론 관련 주장들을 싣습니다. 핵 비확산협정(NPT) 탈퇴가 협정 10조 1항에 근거해 가능하며 국제사회의 제재가 두려워 이를 미루면 지금의 우크라이나처럼 훗날 처절하게 후회할 수도 있다는 경고는 심각하게 고려할 만하다고 판단합니다. 박용수 한국해양대 교수의 논문을 위주로 정리했음을 알려드리며, 앞으로의 진지한 논의에 도움이 됐으면 합니다. 동북아 핵확산 및 군비경쟁 분야 전문가 조슈아 폴락은 2022년 1월 당시 윤석열 대통령 후보의 킬 체인 언급과 관련하여 재래식 무기로 핵무기를 선제 타격하는 전략은 좋은 전략이 아니라고 지적 노르웨이 국방연구원의 이안 바우어스, 헨릭 스톨하네 히임도 2021년 공저로 발간한 논문 ‘재래식 반격의 딜레마: 한국의 억제 전략과 한반도의 안정’에서 한국의 킬 체인을 포함한 재래식 무기에 의한 북핵 대응책의 효과에 대해 회의적인 답을 내놓았다. 갈수록 북한의 목표물을 모두 찾거나 또는 찾은 것을 파괴하는 것에 대한 확신이 어려워지고 있음 존 미어샤이머는 2013년 중앙일보 인터뷰를 통해 북한의 핵 포기를 유도하거나 강제할 방법이 더 이상 없기 때문에 한국은 미국의 핵우산에 의존하는 수밖에 없는데 한국으로선 미국 핵우산의 신뢰성을 확신할 수 없는 경우에 대비해 자체 핵무장 옵션을 유지할 필요가 있다고 주장 아서 웰던 펜실베이니아 주립대 교수도 2014년 12월 도쿄 국제학술회의에서 미국의 확장억지에 대한 의구심을 나타내며 일본과 한국의 핵무장이 타당성 있다고 주장 핵무기 전문가인 찰스 퍼거슨 미국과학자협회(FAS) 회장은 2015년 4월 비확산 전문가 그룹에 비공개 회람한 ‘한국이 어떻게 핵무기를 확보하고 배치할 수 있는가’ 보고서를 통해 핵무장의 기술적, 정치외교적 측면에서 비교적 상세히 다뤘는데 경제제재, NPT, 한미관계 등 한국의 핵무장 가능성을 억제하는 요인들에 대한 반론들을 제시하고, 동북아 정세 변화 속에서 국가안보에 중대한 위협에 직면할 경우 한국은 결국 핵무장에 나설 가능성이 있고 막을 수 없을 것이라고 전망했다. 또 한국이 월성에서 추출한 플루토늄을 통해 2년 안에 100개 이상의 핵폭탄을 제조할 수 있다고 평가하고 NPT 탈퇴가 국제제재로 이어질 수 있지만, 원자력산업 분야에서 한국과 합작 중인 미국, 프랑스, 일본 등이 손해를 감수하면서까지 심각한 제재를 가하지 못할 것이라고 전망 헨리 키신저 전 미국 국무장관은 2017년 9월 3일 북한의 6차 핵실험 다음달에 “북한이 핵무기를 갖고 있으므로 한국이 핵무기를 갖는 것으로 대응하려는 것은 예상할 수 있는 일”이라고 언급 스티븐 비건 대북정책특별대표는 2019년 9월 6일 모교인 미시건대 강연에서 키신저의 견해를 인용하며 “북한과의 비핵화 협상이 실패하면 한국과 일본도 핵무장에 나서는 사태에 직면할 수 있다”고 언급(미국 행정부의 고위 인사가 공개 발언한 것은 매우 이례적이란 반응) 미국 국방대  2019년 7월 ‘21세기 핵억지력: 2018 핵 태세 검토 보고서 작전 운용화’ 보고서를 통해 한국의 핵무장이 북한, 중국, 러시아의 핵 공격 위협을 일차적으로 한국에서 차단하는 이점을 미국에 제공한다고 주장 도널드 트럼프 전 대통령은 2016년 대선 캠페인 내내 미국의 방위비 부담 감축을 위해 한국의 독자적 핵무장을 긍정했으며 2020년 대선 캠페인 기간에는 재선 되면 한국의 핵무장이 정부의 주요 논의 과제가 될 것이라고 발언 트럼프 행정부의 렉스 틸러슨 국무장관도 2017년 초 방한 뒤 동아일보 인터뷰를 통해 “북핵은 임박한 위협인 만큼 상황 전개에 따라 미국은 한국과 일본의 핵무장 허용을 고려해야 할 수도 있다”고 언급 6자회담 특사와 한국에너지개발기구(KEDO) 미국 대표를 역임했던 조지프 디트라니도 2017년 10월 북한이 핵무기 보유를 공인 받는다면 한국, 일본을 포함한 역내 국가들이 미국의 핵억지 공약에도 불구하고 독자적 핵무장을 추진할 수 있다고 언급 미국 의회조사국(CRS)도 2020년 “미국의 핵우산에 대한 신뢰가 감소한다면”조만간 한국이 독자적 핵무장을 할 수 있다고 전망 제니퍼 린드 다트머스대학 교수와 대릴 프레스 교수가 2021년 10월 7일 워싱턴포스트(WP)에 공동 기고한 ‘한국은 핵무기를 만들어야 하나?’는 한국이 핵무기를 보유하면 미국은 북한의 위협으로부터 한국을 지금보다 더 잘 보호할 수 있으며, 중국의 힘과 영향력으로부터 정치적 독립을 유지하는 데도 도움이 될 것이라고 주장하고 한국의 핵무장은 핵확산 방지를 목표로 하는 미국이 원하는 길은 아니지만 한미동맹의 기반이 약해진 현 상황을 감안하면 최선의 길일 수 있다고 강조 두 교수는 북핵 위협이 지난 20여년 국제적 논란을 불러왔지만 그 어떤 국가도 해결하지 못했으며 이제는 미국 본토를 위협하는 비상사태에 이르렀는데 한국만 NPT 탈퇴를 못한다는 건 어불성설이라며 한국이 북한의 불법적 핵보유와 동아시아 안보환경의 급변을 들어 NPT를 탈퇴하면, 거부권을 지닌 유엔 안보리 상임이사국 5개국 중 중국과 러시아는 반발하며 제재를 가하려 들겠지만, 같은 자유민주주의 국가인 미국과 영국, 프랑스는 한국 편에 설 것이라고 주장 프레스 교수는 자유아시아방송(RFA)과의 인터뷰를 통해 학계와 정치권 등 많은 이들로부터 지지한다는 연락을 받았다고 소개 조 바이든 대통령도 부통령이던 2016년 6월 20일 PBS 방송과의 인터뷰를 통해 “일본은 사실 하룻밤에라도 핵무기를 만들 능력이 있다”라며 “중국은 이 점을 잊지 말아야 할 것”이라고 언급해 바이든 행정부는 물론 차기 행정부도 한국의 독자적 핵무장이 미국의 대중봉쇄를 위한 전략적 이익과 부합한다고 판단하면 이를 용인할 가능성이 높아졌음을 암시

사단법인 소비자교육중앙회 광주광역시지부 ‘웰다잉(well-dying)연구소가 27일 광주시 동구 제봉로 소비자교육강의실에서 7주차 ‘웰다잉 지도자 양성 교육’을 성황리에 마치고 수료식을 가졌다. 27일 광주시 동구 제봉로 소비자교육강의실에서 7주차 ‘웰다잉 지도자 양성 교육’을 성황리에 마치고 수료식을 가졌다. 이번 교육은 지난 6월15일 첫강의를 시작으로 7월27일까지 7차례에 걸쳐 14명의 강사가 매주 수요일 2시부터 6시까지 명강의를 펼쳐 교육생으로부터 큰 호응을 얻었다. 박영희 소비자교육중앙회 광주지부장은 “광주시민의 존엄과 가치를 보호하는 ‘웰다잉 문화’를 조성하기 위해 마련한 프로그램이다. 이번 교육을 통해 죽음에 대한 두려움과 공포감을 줄이고 죽음에 관한 학습을 통해 노후의 삶을 보다 의미 있게 변화시켜 건강하고 활력있는 삶을 살도록 돕고 싶다”고 말했다.지난 6월 15일 열린 첫 번째 강의에서는 박상철 전 서울대 노화고령사회연구소 소장이 ‘장수시대 현실과 미래’를 주제로 강의해 큰 호응을 얻었다. 특히 전 세계의 100세인을 직접 만나고 연구해 온 세계적인 노화·장수과학자 박상철 소장이 노화에 대한 새로운 패러다임을 제시했다는 평가다. 박 소장은 “인간의 수명이 연장돼 오래 살게 되는 현상은 이젠 돌이킬 수 없는 트렌드다”면서 “장수시대가 도래하면서 우선적으로 중요한 이슈는 개개인이 자신의 건강과 삶의 질을 생의 최종순간까지 어떻게 유지하느냐다”고 밝혔다. 박 소장은 이어 “누구나 염원하는 바는 아픈 상태의 심신으로 자신과 주변을 괴롭히지 않고 당당하게 살다가 죽는 것이다. 이것이 거룩하게 늙는 첫 단추다”고 강조했다. 이어 6월 22일은 임경희 해피다잉스쿨 대표가 ‘그림책으로 배우는 삶과 죽음’을 주제로 강의하고 서한기 변호사가 ‘죽음과 법률’에 관해 강의했다. 또한 6월 29일은 정현채 전 서울대 명예교수가 ‘죽음은 소멸인가, 옮겨감인가?-아름다운 마무리를 위하여’를 주제로 강의했다. 정 교수는 “죽음을 삶의 일부로 받아들이는 다른 차원의 이동이라는 인식을 갖는 게 중요하다”고 강조했다. 정 교수는 특히 “죽음 직전에 사람들에게 배우는 삶의 지혜는 사랑해요. 고마워요. 용서하고 용서해 주세요. 안녕히 가세요라는 말이 아름다운 죽음의 조건이다“고 밝혔다. 7월 6일은 정일만 국민건강보험공단 호남.제주지역본부장이 ‘건강한 국민. 든든한 건강보험’에 관해, 백기영 국가환경지원단 강사가 ‘환경과 생명’을 주제로 강의했으며, 7월13일에는 권건일 ‘지금, 여기 인문학당’ 대표가 ‘고전에서 배우는 삶과 죽음의 지혜’를 강의했다. 7월 20일에는 최바울라 풍암동 성당 원장수녀가 ’여정‘에 관해, 김명수 소비자교육중앙회 광주지부 웰다잉 연구소장이 ’연명치료 결정제도‘에 관해 강의를 했으며, 7월 27일에는 이형우 전북대 고고 문화인류학과 교수가 ‘우리는 어디에서 왔는가’에 관해 강의했다.

초파리는 좁쌀만큼 작은 곤충이지만, 20세기부터 과학 발전에 지대한 공헌을 했다. 처음에는 키우기 쉽고 세대가 짧은 특징 때문에 유전학 연구에 사용되다가 작은 곤충을 분석하는 기술이 크게 발전하면서 초파리는 이제 여러 분야에서 연구에 없어서는 안 될 실험 동물로 자리 잡았다.  가장 대표적인 분야는 뇌와 신경에 대한 연구다. 초파리의 뇌는 인간의 뇌보다 훨씬 단순하지만, 20만 개에 달하는 세포와 신경 회로를 지니고 있어 과학자들이 연구하기에 적합한 복잡도를 지니고 있다. 작지만 여러가지 복잡한 행동이 가능해 뇌와 신경 회로의 기능을 연구하기에 안성맞춤이다.  미국 라이스 대학의 과학자들은 초파리의 뇌를 원격으로 조종해서 날개를 움직이는 연구를 진행했다. 초파리보다 훨씬 작은 초파리의 뇌를 조종하기 위해 연구팀은 두 가지 기술을 사용했다.  우선 연구팀은 열에 민감한 이온 채널이 있는 신경세포를 지닌 유전자 조작 초파리를 만들었다. 그리고 날개를 움직이는 특정 신경 회로에 산화철 나노입자를 주입했다. 이 나노입자는 자기장과 반응해서 열을 낸다. 따라서 외부에서 자기장을 걸면 나노입자가 열을 방출하면서 특정 신경 세포의 이온 채널을 열어 신경 회로를 활성화한다. 이 연구에서 목표는 날개를 움직이는 신경 회로였다. (사진 참조)  연구팀은 이 방법으로 1초 이내에 원격으로 초파리의 날개를 움직이게 만들었다. 물론 연구팀의 진짜 목표는 초파리 날개를 원격으로 조종하는 것이 아니다. 연구팀의 궁극적인 목적은 사람에서 비침습적 방법으로 신경을 조종하는것이다. 예를 들어 시신경이 손상된 환자에서 뇌에 전극을 넣지 않고 외부에서 자기장을 통해 시각 피질을 자극해 시력의 일부를 회복하는 것이다. 마비된 신경이나 근육을 자극하는 일도 시도할 수 있다.  물론 현재는 기초 연구 단계이고 사람에서 적용하기 위해서는 앞으로 많은 연구가 필요하다. 초파리를 이용한 생물학 연구가 인류에게 희망이 될 수 있을지 앞으로 후속 연구가 주목된다.

한·중 과학자들이 하천, 호수 같은 담수생태계 환경에 따라 수상 생물이 배출하는 탄소 배출량이 달라진다는 사실을 확인했다. 중국과학원 난징지질호소학 연구소, 한국기초과학지원연구원 공동 연구팀은 담수생태계에 존재하는 다양한 유기물이 환경에 따라 배출하는 온실가스 양을 분자 수준에서 예측할 수 있는 모델을 개발했다고 27일 밝혔다. 이번 연구 결과는 환경과학 분야 국제학술지 ‘환경 과학기술’ 표지논문과 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’에 실렸다. 담수생태계는 전체 지구표면의 약 2%에 불과하지만 여기서 배출되는 온실가스는 20% 정도이다. 매년 약 95억t의 이산화탄소가 지구상에 배출되는데 19억t이 하천, 호수 같은 담수생태계에서 자연적으로 방출된다는 것이다. 지금까지는 담수생태계의 온실가스 배출 메커니즘이 정확히 밝혀지지 않았다. 연구팀은 중위도 아열대 기후대인 중국 허난성 라오쥔산과 고위도 아한대 지역인 노르웨이 발게스바리산에서 온도 변화와 부영양화 상태에 따라 달라지는 호수 퇴적층을 모사해 미생물 군집과 용존 유기물 조성 변화를 비교했다. 이 분석에는 초고분해능 FT-ICR 질량분석 시스템을 이용했다. 분석 결과, 미생물 군집은 온도 변화보다는 영양 상태에 따라 달라진다는 사실을 확인했다. 물 속 영양농도가 높아지면 적조나 녹조가 발생할 수 있는 부영양화 상태가 되면 배출되는 이산화탄소 농도가 높아지는 것으로 파악됐다. 연구를 이끈 장경순 기초과학지원연구원 박사는 “하천, 호수에서 부영양화가 심해질수록 온실가스 배출이 많다는 보고는 있었지만 정확한 메커니즘에 대한 연구는 없었다”며 “이번 연구는 다양한 기후대에 존재하는 담수 환경을 고려해 온실가스 배출 정도를 분석한 것으로 탄소중립에 효과적으로 대응할 수 있는 담수생태계 관리 방안을 제시하는데 도움이 될 것”이라고 설명했다.

미세플라스틱이나 각종 유해물질은 여러 경로를 거쳐 땅속, 하천, 바다 등으로 유입된다. 문제는 최종 목적지가 인체라는 점이다. 이 같은 상황에서 국내 연구진이 난분해성 유기화학물을 분해할 수 있는 새로운 미생물을 발견했다. 환경부 국립낙동강생물자원관, 중앙대 생명과학과 공동 연구팀은 난분해성 유기화합물 ‘옥시벤존’을 분해하는 신종 미생물을 발견했다고 27일 밝혔다. 옥시벤존(벤조페논-3)은 자외선 차단제, 헤어스프레이 같은 화장품과 가구 마감재, 플라스틱 변색방지제 등 생활용품에 활용되는 화합물이다. 고농도로 노출됐을 때 피부 자극, 안구 손상을 일으키지만 저농도에서는 위험성이 없어 배합한도를 5% 미만으로 해 사용하도록 하고 있다. 미국 하와이에서는 산호초가 하얗게 변해 죽게 만드는 백화현상을 일으킨다는 이유로 옥시벤존 함유 자외선 차단제를 지난해 1월부터 금지하고 있다. 인체 성호르몬과 분자구조가 비슷해 내분비계 장애를 일으키는 것으로 알려져 있다. 수(水) 생태계에서 옥시벤존이 축적되면 생태계 교란 가능성이 크다고 과학자들은 보고 있다. 연구팀은 인천 산업단지 인근 하천에서 옥시벤존을 분해할 수 있는 새로운 미생물을 찾아냈다. ‘로도코커스 옥시벤조니보란스’라는 학명이 부여된 이 미생물은 증식이 활발할 때는 길이 1.6㎛(마이크로미터), 폭 0.4㎛의 막대모양으로, 증식이 멈추면 직경 0.4㎛ 미만의 둥근 모양을 보인다. 로도코커스 속(屬) 생물종은 현재까지 전 세계적으로 80종, 국내에서는 4종이 있는 것으로 알려져 있다. 연구팀은 옥시벤조니보란스가 옥시벤존을 분해시킨다는 사실은 물론 체내에서 옥시벤존을 산화시킬 때 사용하는 효소를 찾아냈다. 연구팀은 실제로 1ℓ의 담수에 100㎎의 옥시벤존을 넣은 뒤 옥시벤조니보란스를 투입하는 실험을 했더니 사흘 만에 90% 이상을 제거했고 나머지도 10일 이내에 완전히 제거하는 것을 확인했다. 또 분해과정에서 유해물질을 만들어내지도 않는 것이 관찰됐다. 유호 국립낙동강생물자원관장은 “이번 연구는 잠재적 유해성을 갖는 난분해성 유기화합물을 제거할 수 있는 미생물을 발견하고 분해 메커니즘을 밝혀낸 것에 의미가 있다”며 “이번에 발견한 미생물은 물론 담수에서 찾은 미생물들로 하수, 폐수 처리기술을 개발할 것”이라고 설명했다.

많은 현대인이 열량이 높고 맛있는 식품은 구하기는 쉽지만, 시간을 내서 운동하기는 힘든 환경 속에서 살아가고 있다. 따라서 전 세계적으로 비만 인구가 늘어나는 추세다. 하지만 모든 인류가 뱃살이 늘어나는 것은 아니다. 날씬한 정도를 넘어 저체중인 사람도 여전히 존재한다. 심지어 ‘나는 먹어도 살 안 찌는 체질’이라는 이야기를 하는 사람도 있다. 과학자들은 실제로 그런 체질이 있는지 알기 위해 많은 연구를 진행했다. 그 기전을 알아내면 비만의 치료와 예방에 도움이 될 수 있기 때문이다. 중국 선전 과학기술원과 영국 에버딘 대학의 존 스피크만 교수가 이끄는 연구팀은 저체중의 원인을 알기 위한 연구를 진행했다. 연구에 참여한 사람들은 체질량지수 (BMI)가 정상 범위 (21.5-25)인 173명과 정상 범위 이하인 (BMI 18.5 이하) 150명이었다. 연구팀은 방사선 동위원소를 이용해 2주간 연구 참가자들의 음식 섭취량과 에너지 소모량을 정밀하게 측정했으며 운동량은 가속도계를 이용해 측정했다. 연구 결과 저체중군은 정상 체중군보다 운동량이 23%나 적었다. 하지만 음식 섭취량이 12% 적었기 때문에 운동량 부족에도 낮은 체중을 유지할 수 있었다. 다만 저체중군인 사람들 가운데 상당수는 기초 대사율에 영향을 주는 갑상선 호르몬 수치가 약간 올라가 있는 경우가 많아 평소 생활할 때 조금씩 더 많은 에너지를 소모했다. 이런 효과가 운동량 부족에도 에너지 소모를 늘리는 데 도움을 준 것으로 보인다. 이번 연구 결과에 따르면 운동량보다는 적게 먹고 기초 대사율을 높이는 것이 체중을 낮게 유지하는 데 중요한 것으로 보인다. 먹어도 살이 찌지 않는 것은 아니지만, 음식에 대한 선호도가 낮고 대사율이 높은 유전적 성향이 있다면 날씬한 체형이 될 가능성은 높은 것이다. 하지만 대사율은 개인의 노력으로 조절할 수 없는 부분이기 때문에 결국 체중을 조절하기 위해서는 음식량을 조절하고 운동량을 늘리는 것이 가장 현실적인 대안이다. 특히 칼로리가 높은 가공식품이나 튀김류, 육류 등을 억제하는 것이 체중 관리의 지름길이라고 할 수 있다. 아이스크림이나 달달한 디저트를 통해 한 번에 수백kcal를 섭취하기는 쉽지만, 운동을 통해 이 정도 열량을 태워 버리기는 매우 힘들다는 사실을 잊지 않아야 다이어트에 성공할 수 있다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

많은 현대인이 열량이 높고 맛있는 식품은 구하기는 쉽지만, 시간을 내서 운동하기는 힘든 환경 속에서 살아가고 있다. 따라서 전 세계적으로 비만 인구가 늘어나는 추세다. 하지만 모든 인류가 뱃살이 늘어나는 것은 아니다. 날씬한 정도를 넘어 저체중인 사람도 여전히 존재한다. 심지어 '나는 먹어도 살 안 찌는 체질'이라는 이야기를 하는 사람도 있다. 과학자들은 실제로 그런 체질이 있는지 알기 위해 많은 연구를 진행했다. 그 기전을 알아내면 비만의 치료와 예방에 도움이 될 수 있기 때문이다.  중국 선전 과학기술원과 영국 에버딘 대학의 존 스피크만 교수가 이끄는 연구팀은 저체중의 원인을 알기 위한 연구를 진행했다. 연구에 참여한 사람들은 체질량지수 (BMI)가 정상 범위 (21.5-25)인 173명과 정상 범위 이하인 (BMI 18.5 이하) 150명이었다. 연구팀은 방사선 동위원소를 이용해 2주간 연구 참가자들의 음식 섭취량과 에너지 소모량을 정밀하게 측정했으며 운동량은 가속도계를 이용해 측정했다.  연구 결과 저체중군은 정상 체중군보다 운동량이 23%나 적었다. 하지만 음식 섭취량이 12% 적었기 때문에 운동량 부족에도 낮은 체중을 유지할 수 있었다. 다만 저체중군인 사람들 가운데 상당수는 기초 대사율에 영향을 주는 갑상선 호르몬 수치가 약간 올라가 있는 경우가 많아 평소 생활할 때 조금씩 더 많은 에너지를 소모했다. 이런 효과가 운동량 부족에도 에너지 소모를 늘리는 데 도움을 준 것으로 보인다.  이번 연구 결과에 따르면 운동량보다는 적게 먹고 기초 대사율을 높이는 것이 체중을 낮게 유지하는 데 중요한 것으로 보인다. 먹어도 살이 찌지 않는 것은 아니지만, 음식에 대한 선호도가 낮고 대사율이 높은 유전적 성향이 있다면 날씬한 체형이 될 가능성은 높은 것이다.  하지만 대사율은 개인의 노력으로 조절할 수 없는 부분이기 때문에 결국 체중을 조절하기 위해서는 음식량을 조절하고 운동량을 늘리는 것이 가장 현실적인 대안이다. 특히 칼로리가 높은 가공식품이나 튀김류, 육류 등을 억제하는 것이 체중 관리의 지름길이라고 할 수 있다. 아이스크림이나 달달한 디저트를 통해 한 번에 수백kcal를 섭취하기는 쉽지만, 운동을 통해 이 정도 열량을 태워 버리기는 매우 힘들다는 사실을 잊지 않아야 다이어트에 성공할 수 있다.

척추동물 중 외부 기온 변화에 체온이 변하지 않고 일정하게 유지할 수 있는 온혈(정온)동물은 조류와 포유류뿐이다. 고생물학 분야에서 ‘포유류가 언제 온혈동물로 진화했는가’는 풀리지 않은 수수께끼로 남아있다. 이 같은 상황에서 포르투갈, 프랑스, 영국, 독일, 남아프리카공화국, 미국, 아르헨티나 7개국 과학자들로 구성된 국제 공동 연구팀은 화석 분석과 시뮬레이션을 바탕으로 중생대 말기에 포유류가 냉혈동물에서 온혈동물로 진화했을 것이라고 24일 밝혔다. 이번 연구에는 포르투갈 리스본대 플라스마·핵융합연구소를 중심으로 프랑스 몽펠리에대, 영국 런던 자연사박물관, 런던대(UCL), 독일 막스플랑크 진화인류학연구소, 예나대, 남아공 비트바테르스란트대, 미국 워싱턴 자연사박물관, 텍사스 오스틴대, 샌디에고 주립대, 샌디에고 자연사박물관, 시카고대, 뉴욕 자연사박물관, 시애틀 워싱턴대, 필즈 자연사박물관, 아르헨티나 자연과학박물관 소속 생물학자, 고생물학자, 물리학자, 수학자 등이 참여했다. 이번 연구 결과는 과학저널 ‘네이처’ 7월 21일자에 실렸다. 내온동물(endotherms)이라고도 불리는 온혈동물은 체내 대사를 빠르게 해 높은 체온을 일정하게 유지할 수 있다. 반면 외온동물(ectotherms)인 냉혈동물은 대사율이 낮아 체온을 유지하기 위해 환경에 의존한다. 이 때문에 급격한 외부 온도 변화는 냉혈동물의 생존을 위협할 수 있다. 파충류와 비슷한 모습의 포유류 조상이 온혈동물로 진화한 것은 분명하지만 화석만으로는 측정이 어렵기 때문에 그 시기에 대해서 의견이 분분했다. 과학자들은 키나 뼈 구조 같은 골격 특징으로 대사율을 추정해 온혈동물 등장 시기가 1억 4500만~6600만년 전이라는 주장이 있는가 하면, 3억~2억 5000만년 전으로 추정한 연구도 있었다. 연구팀은 체온을 측정할 때 귀를 이용하는 것에 착안해 내이(內耳)의 뼈세관(bone canal) 모양과 크기로 체온을 추정하는 방법을 개발했다. 뼈세관을 통한 체액 이동은 신체가 시각과 균형에 필수적인 머리 위치와 움직임을 파악할 수 있게 해준다. 또 체액의 점도는 체온에 따라 변한다. 그래서 연구팀은 체온이 상승하고 움직임이 활발해짐에 따라 균형과 운동성을 유지하기 위해 내이도 모양이 점성이 낮은 유체 이동에 유리하게 진화했을 것이라고 가정했다. 연구팀은 현존하는 파충류, 어류, 조류, 포유류 50종의 척추동물 내이구조와 생리 상태를 비교해 내이 모양에 기반한 ‘열-운동성 지수’를 만들었다. 연구팀은 열-운동성 지수는 동물의 체온을 거의 정확하게 예측할 수 있다는 것을 확인했다. 이를 이용해 생쥐와 비슷하게 생긴 포유류 조상인 ‘단궁류’ 56종의 화석으로 내이도 구조를 분석하고 열-운동성 지수로 체온을 계산했다. 그 결과, 포유류가 온혈동물로 진화한 시기는 고생대 페름기와 중생대 중기 쥐라기 사이에 있는 중생대 첫 번째 시기인 트라이아스기라고 연구팀은 주장했다. 연구팀 분석에 따르면 트라이아스기 후기인 2억 3700만~2억 년 무렵에 단궁류의 이관 형태가 변했다. 열-운동성 지수 계산 결과, 이때 단궁류들의 체온이 5~9도 상승하고 대사율도 증가했다. 연구를 이끈 케네스 앤질치크 미국 필즈자연사박물관 수석 큐레이터는 “이번 연구는 기존과는 다른 새로운 방식으로 온혈동물의 출현을 분석한 것”이라며 “이 같은 진화 덕분에 초기 포유류들은 페름기보다 기온이 떨어진 트라이아스기 기후에 적응할 때 유리하게 작용했을 것으로 본다”고 설명했다.

음식을 더 맛있게 먹고 싶다면 입을 크게 벌린 상태로 요란한 소리를 내며 먹는 게 좋다는 영국 과학자의 조언이 나와 눈길을 끈다. 영국 일간 더타임스는 21일(현지시간) 이같은 내용을 골자로 한 옥스퍼드대학 실험심리학과 찰스 스펜스 교수와의 인터뷰를 보도했다. 이에 따르면 통용되는 식사 예절과는 별개로, 입을 벌리고 씹을 때 음식의 풍미를 훨씬 더 잘 느낄 수 있다는 것이다. 스펜스 교수팀은 시각, 후각, 촉각, 청각, 미각 등 오감이 음식에 대한 인식에 미치는 영향을 연구하고 있다. 고기, 과일, 야채 등 우리가 주로 먹는 음식에는 기분 좋은 향을 내는 휘발성유기화합물(VOCs)이 들어있는데, 입을 크게 벌리고 음식을 먹을수록 더 많은 VOCs가 코안 쪽 후각 세포를 자극해 음식을 더욱 매력적으로 느끼게 한다고 스펜서 교수는 설명했다. 또한 입을 크게 벌리고 식사할 때 발생하는 소리도 식사를 더욱 즐겁게 할 수 있다고 전했다. 그는 “우리는 소란스러운 소리를 내는 음식을 좋아한다”며 “아삭하고 바삭한 음식을 떠올려보라. 사과와 감자 칩은 씹는 소리가 커질수록 더 맛있게 여겨진다”고 말했다. 스펜스 교수는 음식을 먹을 때 손을 사용할 것을 적극적으로 권장하기도 했다. 그는 “무가리츠(스페인에 있는 유명 미슐랭 스타 레스토랑)는 고객에게 나이프와 포크를 제공하지 않고 한 시즌을 보낸 적도 있다”며 “사과를 한입 베어 물기 전에 사과의 매끄럽고 유기적인 사과 껍질의 감촉을 느끼는 것은 첫 한입의 풍미를 높이는 데 도움이 될 것”이라고 설명했다. 스펜스 교수는 “손으로 식사를 한 후 손가락을 핥는 것은 예절을 중시하는 집단에서 권장되지 않는다”면서도 “최고의 감각적 즐거움을 얻기 위해서는 예절을 잊는 것을 고려해야 한다”고 말하기도 했다. 하지만 이같은 방법은 식사예절을 중하게 여기는 이들에겐 혐오스러운 것이 될 수 있다고 더타임스는 경고했다. 국내에서도 다른 사람과 식사할 때 입안의 음식물을 보이지 않고, ‘쩝쩝’ 소리를 내지 않고 먹는 것이 식사 예절로 꼽히고 있다.

목숨을 건 사랑은 인간보다는 사실 동물 세계에 적합한 문구다. 짝짓기에 성공하고 후손을 남기기 위해 진짜 목숨을 거는 동물이 적지 않기 때문이다. 공작 수컷의 화려한 깃털이나 수컷 개구리의 우렁찬 울음소리 모두 암컷 뿐만이 아니라 포식자의 눈과 귀를 사로잡는 위험한 과시 도구다. 물론 짝짓기 과정에서 암컷 역시 안전을 담보하기 어렵다. 그런데 아일랜드의 유니버시티 칼리지 코크 (UCC) 과학자들은 지금과 마찬가지로 4500만 년 전 개구리 무리도 엄청난 위험을 감수하고 짝짓기했다는 증거를 발견했다. 독일 게이셀탈 지역의 신생대 초기 지층은 5만 개가 넘는 다양한 동식물 화석이 발굴되어 당시 생태계의 모습을 생생히 보여주고 있다. 당시 이 지역은 지금과 달리 아열대 혹은 열대의 따듯한 기후로 해당 지층은 호수 바닥에 많은 동식물이 가라앉아 형성된 것이다. 과학자들은 이곳에서 멸종된 초기 포유류와 새, 각종 어류와 초기 박쥐의 화석을 발견했다. 그리고 놀랄 만큼 온전하게 보존된 개구리 화석 수백 마리를 발견했다. 보통 개구리는 먹이 사슬에서 아래에 위치해 있기 때문에 뜯어 먹히거나 삼키는 경우가 많아 온전히 보존되는 경우가 드물다. 이렇게 많은 개구리가 한 번에 온전하게 화석이 되는 경우는 매우 드물어서 과학자들은 그 이유를 궁금하게 여겼다. 유니버시티 칼리지 코크 과학자들은 이 화석들을 상세히 분석해 가장 가능성 높은 이유를 밝혀냈다. 일단 이 화석들은 상당히 온전한 상태로 발견되었기 때문에 다른 동물들이 뜯어먹을 기회가 없이 한 번에 매몰된 것으로 보인다.하지만 연구팀은 이 화석 개구리들의 인구 구성이 홍수나 산사태로 인한 매몰과는 다르다는 점도 확인했다. 모든 개체가 다 자란 큰 성체였기 때문이다. 여기에 개구리의 종류 역시 물이 아닌 주로 숲에 사는 종이었다. 홍수나 다른 자연 재해였다면 모든 크기의 개체가 섞여 있었을 것이다. 연구팀은 현생 개구리의 습성을 생각할 때 가장 가능성 높은 설명은 짝짓기를 위해 수많은 개구리가 호수에 몰리면서 떼죽음을 당한 것이라고 설명했다. 번식철엔 물가로 돌아와 알을 낳고 짝짓기 하는 것이 양서류의 숙명이다. 그런데 매우 짧은 번식기에 수많은 개구리가 짝짓기 경쟁을 벌이는 경우 암컷이 깔려 죽는 일은 지금도 볼 수 있다. 좁은 공간에 개구리가 몰려 있다 한 번에 매몰되거나 집단 폐사했다면 화석의 상태를 쉽게 설명할 수 있다. 이렇게 짝짓기는 위험한 일이지만, 후손을 남기기 위해 그 위험을 기꺼이 감수하는 것이 바로 생명체다. 4500만 년 전이나 지금이나 이 점은 변하지 않았다.