미 항공우주국(NASA)의 태양탐사선 파커 솔라 프로브가 첫번째 태양 궤도 비행을 완벽하게 마무리하고 건강한 상태로 계획된 24개 궤도 중 두번째 궤도비행을 시작했다. 지난해 8월 12일에 발사된 파커 탐사선은 11월 5일 태양의 첫 접근비행에서 2400만㎞ 이내까지 플라이바이한 후에도 거뜬하게 살아남았다. 탐사선은 지난 19일 기준, 오는 4월 4일 두 번째 플라이바이에 도전하기 전에 태양으로부터의 가장 먼 거리인 원일점에 도착했다. 파커는 이미 첫 번째 궤도에서 17기가바이트의 과학 데이터를 전송했으며, NASA 관계자는 성명서에서 4월까지 관측 데이터를 모두 보내올 것이라고 밝혔다. “첫 궤도는 참으로 매혹적이었다”이라고 밝히는 파커 프로젝트 매니저 앤디 드리스먼 존스홉킨스대 응용물리학 실험실 연구원은 “우리는 탐사선이 태양 환경에서 어떻게 작동하고 반응하는지에 대해 많은 것을 배웠으며, 팀의 예측이 매우 정확한 것에 대해 자랑스럽게 생각한다”고 덧붙였다.파커로부터 온 데이터에는 이전에 보지 못했던 새롭고 잠재적인 발견들이 대량 포함돼 있는 것으로 알려져 태양 미스터리를 푸는 데 크게 기여할 것으로 과학자들은 기대하고 있다. ​이번 파커의 첫 번째 플라이바이는 거리 기록을 깨뜨렸다. 이제까지 역사상 태양에 가장 근접한 기록을 세웠던 1976년 헬리오스-2의 기록(4300만㎞)을 2400만㎞로 깬 데 이어, 첫번째 근일점 통과에서 파커는 초속 95㎞로 근일점을 통과함으로써 가장 빠른 우주선 속도 기록도 아울러 세웠다. 탐사선은 두 번째 통과에선 비슷한 거리에서 날아갈 것이지만, 앞으로는 태양에 더 가까워지면서 자신의 기록을 깨뜨릴 것이다. 2025년 후반에 잡힌 마지막 플라이바이에서 파커는 태양에 616만㎞까지 접근할 예정이며, 태양 중력에 의해 속도는 초속 190㎞까지 찍게 된다. 이는 서울에서 대전까지를 단 1초에 주파하는 속도다. 현재 두 번째 태양 플라이바이를 준비하면서 엔지니어들은 이미 지구로 전송된 탐사선의 데이터를 원격으로 비우는 작업에 착수했다. NASA 관계자는 성명서에서 업데이트된 위치 정보와 네비게이션 정보, 약 한 달 분량의 명령을 탐사선에 전달했다고 밝혔다. 총 24개의 플라이바이를 실시하는 파커 태양 탐사선에는 4개의 관측장비가 탑재되어 있는데, 이들 장비는 태양의 내부 활동과 태양풍의 고속 원인, 그리고 태양 표면 온도보다 수백 배나 높은 태양 코로나의 비정상적인 고온 미스터리를 풀기 위해 최대한의 데이터를 수집할 예정이다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

미국항공우주국(NASA)의 화성탐사선 ‘오퍼튜니티’는 지난해 6월 10일 마지막 신호를 보낸 후 현재까지 연락두절 상태다. 지난 24일 오퍼튜니티가 화성에 착륙한 지 15주년을 맞았지만 아직까지 오퍼튜니티의 '생존' 소식은 들리지 않고 있다. 지난해 6월 10일 화성 전체를 덮은 모래폭풍에 휩쓸린 오퍼튜니티는 태양열로 전기를 충전하는데, 이 태양광 패널에 모래가 쌓여 배터리를 충전할 수 없게 되자 전력소모를 줄이기 위해 스스로 휴면상태에 들어갔다. 폭풍은 잦아들었고 화성의 하늘은 맑아졌지만, 여전히 탐사로봇은 감감무소식이다. NASA는 오퍼튜니티가 깨어나지 않는 이유로 먼 곳의 작은 물체를 식별하는데 사용하는 X-밴드 무선통신 장치(X-band radio) 또는 오퍼튜니티에 장착돼 시간을 알려주는 내부 시계(internal clock)의 고장 등을 들고 있다. 일부 고장의 경우 수리가 불가능할 수 있지만, NASA는 희망의 끈을 놓지 않고 있다. NASA 제트추진연구소(JPL) 소속 과학자들은 지금까지 600번이 넘도록 오퍼튜니티를 깨우기 위한 신호를 보내왔다. 이들은 끝날 때까지는 끝난 게 아니라고 믿는 듯, ‘오퍼튜니티 깨우기 전략’을 새로 짰다. 지난 25일 NASA가 밝힌 새로운 전략은 ‘스윕 앤 비프’(sweep and beep)다. 여기서 스윕은 일정 시간 동안 주파수대를 계속 바꿔주는 것을, 비프는 기계의 ‘삐’소리를 의미한다. 즉 각기 다른 주파수를 ‘삐’ 소리와 함께 지속적으로 오퍼튜니티에 전송해 오퍼튜니티를 깨우겠다는 전략이다. 희망은 있지만 상황은 녹록지 않다. 화성에서는 11월부터 1월 말까지 강한 계절풍이 불며, 과학자들은 이 강한 바람이 오퍼튜니티의 태양광 패널에 쌓인 모래를 걷어내 줄 것이라고 기대했다. 하지만 바람이 곧 잦아드는 시기를 앞두고 있는 현재까지도 오퍼튜니티와의 연결이 원활하지 않은 상황이다. 오퍼튜니티 프로젝트 매니저 존 칼라스 박사는 “지난 7개월의 시간 동안 우리는 600번 넘게 오퍼튜니티를 깨우기 위한 시도를 했다. 아직까지 오퍼튜니티가 깨어났다는 소리를 듣지 못했고 하루하루 그 가능성은 줄어들고 있지만, 우리는 계속해서 오퍼튜니티를 깨우려는 노력을 멈추지 않을 것”이라고 밝혔다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

미국 서부 유타주의 한 도시에서 ‘빅풋’을 목격했다는 주장이 제기됐다. 지난 27일(현지시간) 미국 폭스뉴스 인디애나주 지역방송은 유타주 프로보시에서 ‘빅풋’을 목격했다는 주민들의 이야기를 전했다. 보도에 따르면 지난 2일 오스틴 크레이그와 그의 친구들은 프로보 언덕배기에서 수상한 생물체를 발견했다. 함께 있던 주민들은 언덕을 따라 천천히 움직이는 검은색 괴생명체의 모습을 카메라에 담았고, 오스틴은 이 영상을 유튜브에 공유했다. 빅풋은 미국과 캐나다 록키 산맥 등지에서 목격된다는 전설 속의 미확인 생물체로 사스콰치라고도 불린다. 지난 1964년부터 1970년까지 미국에서 빅풋을 봤다는 사람은 300여명에 달했다. 1924년 캐나다의 한 농부는 빅풋 무리에 납치됐다 탈출했다고 주장하기도 했다. 　빅풋에 대한 사람들의 관심이 늘자 1967년 10월 20일에는 로저 패터슨과 밥 김린이 비교적 선명한 빅풋 촬영 영상을 내놓았다. 이들은 미국 북캘리포니아 블러프크리크강을 따라 달리다 빅풋을 목격했다고 밝혔으며, 촬영한 영상에는 머리부터 발끝까지 검은색 털로 뒤덮인 빅풋이 찍혀 있었다. 그러나 해당 영상은 이들이 제작한 영화 홍보를 위한 것으로 밝혀져 논란에 종지부를 찍었다.이후 53년 만에 오스틴과 그의 친구들이 빅풋을 봤다는 증언을 내놓으면서 빅풋 실존 여부에 대한 논쟁에 다시 불이 붙었다. 오스틴은 자신이 촬영한 영상에 대한 진위 논란이 일자 “사람들 말처럼 빅풋이 아니라 곰일 수도 있다. 그러나 그 동물은 똑바로 걸었고 사람 둘을 합친 것보다 더 컸다”고 설명했다. 이 지역에서 빅풋 목격담이 전해진 건 이번이 처음이 아니다. 몇 년 전에도 한 중년 여성이 프로보 공항으로 가는 길에 잔디밭에 숨어 있던 빅풋을 포착했다고 주장했다.　그러나 과학자들은 빅풋의 실존 여부에 대해 부정적인 입장이다. 영국 옥스퍼드대 인류유전학연구서 브라이언 사익스 교수는 지난 2012년 제보자들로부터 빅풋의 샘플을 수집해 분석한 결과 믿을만한 30개의 샘플 모두 현존하는 곰, 말, 늑대, 소 등의 DNA였다고 발표했다. 사익스 교수는 연구를 통해 빅풋은 존재하지 않는 상상 속의 동물이라고 결론지은 바 있다. 권윤희 기자 heeya@seoul.co.kr

망막모세포종은 망막의 시신경세포에 발생하는 악성 종양으로 영유아에게서 나타나는 소아암 중 3~4%나 차지하고 있다. 질환을 예측하기 쉽지 않아 단순히 ‘시간이 지나면 나아지겠지’라고 생각하고 방치할 경우 생명을 잃을 수도 있다. 화학요법을 사용하거나 외과수술, 방사선 치료 등이 있지만 실명 같은 부작용도 나타날 수 있다. 그런데 과학자들이 생쥐실험을 통해 종양조직만 선택적으로 파괴하는 바이러스를 이용한 망막모세포종 치료기술을 개발해 주목받고 있다. 스페인, 프랑스, 스위스, 온두라스, 아르헨티나의 생물학자와 의과학자로 구성된 국제공동연구팀은 암 세포를 파괴하는 바이러스를 이용해 심각한 부작용 없이 망막모세포종을 치료할 수 있다는 연구결과를 생물학 분야 국제학술지 ‘커런트 바이올로지’ 23일자에 발표했다. 많은 과학자들이 바이러스를 이용해 암 치료 방법을 찾아왔는데 망막모세포종에 대해서는 시도가 거의 없었다. 연구팀은 열감기나 인후염을 유발시키는 것으로 알려진 아데노바이러스의 일종인 ‘VCN-01’을 이용해 실험했다. 연구팀은 우선 VCN-01의 안전성을 확인하기 위해 안구 종양이 없는 정상적인 토끼의 눈에 바이러스를 주입했다. 그 결과 바이러스는 토끼 눈에 염증 같은 부작용을 일으키지 않았으며 다른 신체부위에도 영향을 미치지 않고 6주 정도가 지난 뒤 자연적으로 사라진 것이 확인됐다. 그 다음 연구팀은 악성 안구종양을 일으킨 생쥐의 눈에 VCN-01 바이러스를 주입했다. 그 결과 바이러스가 주입된 생쥐는 아무런 치룔르 받지 않은 생쥐보다 외과 수술을 받아야할 때까지 걸리는 시간이 두 배 이상 늘었다. 이와 함꼐 고용량의 바이러스를 주입받은 생쥐는 화학요법 치료를 받은 생쥐보다도 예후가 좋은 것으로 나타났다. 연구팀은 화학요법이나 방사선요법으로도 치료되지 않는 어린이 환자 2명을 대상으로 보건당국의 허가를 받고 임상시험을 실시했다. 그 결과 첫 번째 어린이는 치료 시기가 너무 늦어 외과 수술을 받아야 했으나 두 번째 어린이는 안구 내 종양세포를 줄어들게 만들고 파괴시킨 것으로 관찰됐다. 첫 번째 어린이의 안구 조직에서도 바이러스가 정상적인 눈 세포로 옮겨가거나 망막을 손상시키는 증거는 발견되지 않았다. 연구를 주도한 스페인 산후안 아동병원 산하 산후안데우 연구소의 종양학자 앙헬 카르보소 박사는 “동물 실험에서는 충분히 효과가 나타난 만큼 난치성 안구 종양으로 고생하는 어린이 환자를 대상으로 추가로 실험을 진행할 예정”이라고 말했다. 이번 연구에 대해 종양학자들은 “바이러스가 종양세포만 파괴하고 정상적인 안구구조를 손상시키지 않는다는 것은 매우 흥미로운 사실이지만 지속적 치료방법이 될 수 있을지는 지켜봐야 한다”면서 “바이러스가 종양세포를 파괴하는데 도움이 된다고 하더라도 환자의 면역계에서 바이러스를 공격해 치료법을 완전히 무위로 돌릴 수 있을 가능성도 살펴봐야 할 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

중국이 셰일가스를 채굴하기 위해 원자폭탄에 쓰이는 기폭장치 기술을 이용할 계획을 하고 있어 우려의 목소리가 나오고 있다. 홍콩 사우스차이나모닝포스트(SCMP)에 따르면 중국 산시(陝西)성 시안자오퉁(西安交通)대 장융밍 교수가 이끄는 연구팀은 10여 년의 연구 끝에 강력한 충격파를 이용한 채굴 공법을 개발했다. 이 채굴 공법은 1945년 일본 히로시마에 투하된 원자폭탄의 기폭장치에 쓰인 기술과 같은 원리다. 어뢰처럼 생긴 기폭장치를 지하로 내려보낸 뒤 강력한 전류를 발생시키면 플라스마 형태의 이 전류가 엄청난 충격파를 주위로 내보내 암반을 깨뜨린다는 것이다. 실제로 핵무기 과학자들을 중심으로 이뤄진 이 연구팀은 실험실 연구를 마친 후 오는 3월이나 4월 쓰촨(四川) 지역에서 이를 실제로 적용할 계획이다. 화학물질이 섞인 물을 대량으로 사용해야 하는 기존 수압파쇄공법과 달리 이 공법은 환경 측면에서도 더 나은 공법이라는 게 중국 과학자들의 주장이다. 중국은 31조 6000억㎥ 규모의 셰일가스를 보유해 세계 최대의 매장량을 자랑한다. 미국과 호주가 보유한 셰일가스를 합친 양의 2배에 달하는 막대한 규모이다. 하지만 2017년 중국의 셰일가스 생산량은 60억㎥에 그쳤다. 셰일가스를 적극적으로 채굴해 수출까지 하는 미국과 달리 중국 내 전체 천연가스 생산량의 6%에 불과한 수치이다. 이처럼 중국의 셰일가스 생산이 저조한 것은 지하 수백ｍ에 매장된 미국의 셰일가스와 달리 중국 셰일가스의 80%가 지하 3500ｍ의 깊은 땅속에 있는 까닭에 기존의 수압파쇄공법으로는 채굴이 쉽지 않기 때문이다. 셰일(Shale·혈암)은 지하에 넓고 얇게 형성된 진흙 퇴적암층으로 원유와 천연가스를 함유하고 있다. 수압파쇄 공법은 시추공을 뚫은 후 모래와 화학물질이 섞인 물을 고압으로 뿜어내 암반을 깨뜨려 가스 등을 퍼 올리는 공법을 말한다. 그런데 땅속 3500ｍ에 있는 셰일가스에 이 공법을 적용하기 위해서는 엄청난 압력의 물을 뿜어내야 한다. 그러나 지금의기술로는 이를 감당할 펌프와 파이프를 만들 수 없다. 이 때문에 장융밍 교수팀은 10여 년의 연구 끝에 강력한 충격파를 이용한 채굴 공법을 개발한 것이다. 문제는 이 공법을 이용하다가는 자칫하면 큰 재난을 부를 수 있는 탓이다. 지하에서 강력한 충격파를 발생할 경우 인공 지진을 만들어 대규모 인명 피해가 발생할 수 있는 데다 연구팀이 새 공법을 시험할 쓰촨 지역은 2008년 8만 7000명의 사망자와 37만명의 부상자를 초래한 쓰촨 대지진이 발생한 곳이기도 하다. 더군다나 인근에는 중국 최대의 수력발전 댐인 싼샤(三峽)댐과 세계 최대 규모의 화력발전소 등이 있어 셰일가스 채굴 당시 발생할 충격파로 인한 인프라 시설 붕괴 등의 피해가 우려된다는 지적도 나온다. 김규환 선임기자 khkim@seoul.co.kr

태평양의 외딴 섬인 갈라파고스 제도에는 여러 종의 핀치(Finch·되새류)가 살고 있는데, 먹이에 따라 서로 다른 형태의 부리를 지닌 것으로 유명하다. 이 핀치들은 다윈의 진화론에 영감을 주었기 때문에 흔히 ‘다윈의 핀치’로 불린다. 작은 곤충을 잡아먹는 핀치와 단단한 열매를 먹는 핀치의 부리는 다를 수밖에 없으며 결국 먹이에 따라 가장 적합한 부리가 지닌 핀치가 진화했다. 지금도 다윈의 핀치를 비롯한 갈라파고스 제도의 특색 있는 생물들은 과학자들에게 좋은 연구대상이 되고 있다. 그런데 영국 리딩대학의 마나부 사카모토 박사와 그의 동료들은 다윈의 핀치 중 하나인 큰땅핀치 (Geospiza magnirostris))를 조금 다른 시각에서 관찰했다. 큰땅핀치(사진)는 몸집에 비해 매우 크고 단단한 부리를 이용해서 단단한 견과류와 과일을 깨 먹는다. 연구팀은 이렇게 무는 힘을 대표할 수 있는 현생 및 멸종 동물 434종의 무는 힘(치악력)을 비교했다. 몸 크기에 비례한 무는 힘을 비교해 몸집에 비해 강한지 약한지를 알아본 것이다. 이 기준으로 보면 강력한 육식 공룡인 티라노사우루스렉스는 특별히 무는 힘이 강한 포식자는 아니다. 물론 티라노사우루스의 무는 힘은 현재 직접 측정할 방법이 없고 골격 모형에 근거한 추정이지만, 평균적인 추정치를 대입했을 때 몸 크기에 비례한 무는 힘은 큰땅핀치가 320배 정도 더 강하다. 사실 이것은 의외의 결과가 아니라 당연한 결과라고 할 수 있다. 티라노사우루스 같은 대형 육식 동물은 이미 거대한 턱과 날카로운 이빨을 지니고 있어 굳이 크기에 비해 더 강력한 무는 힘을 가질 필요가 없다. 연구팀은 몸무게 8t인 티라노사우루스의 무는 힘을 5만7000N으로 추정했는데, 이 정도면 초식 공룡의 뼈를 부러뜨리는 데 부족함이 없다. 반면 큰땅핀치는 몸무게가 33g에 불과한 작은 새지만, 단단한 과일과 견과류를 깨 먹어야 하므로 무는 힘이 70N에 달한다. 반면 반대의 길을 선택한 동물도 있다. 인간은 다른 동물과 비교해서 무는 힘이 약한 편에 속한다. 도구를 사용하는 법을 터득하면서 치아를 무기로 사용할 일이 사라지고 불과 도구를 이용해서 음식을 요리할 줄 알게 되면서 강력한 턱의 필요성도 줄어들었기 때문이다. 인간이 육식 동물만큼 강력한 턱을 가지고 있지는 않지만, 우리가 고기를 먹는데 아무 문제가 없는 것은 불과 도구의 사용 덕분이다. 당연한 이야기지만, 무는 힘이 얼마나 강한지는 그 동물이 처한 환경과 먹이에 따라 좌우된다. 물론 어느 쪽이든 모두가 치열한 생존 경쟁과 진화의 결과물이라는 점은 의심의 여지가 없다. 무는 힘이 강한 쪽도 그리고 약한 쪽도 모두 생존을 위한 노력의 결과이다. 티라노사우루스의 턱과 핀치의 부리 모두 생존을 위한 최선의 노력인 셈이다. 사진=큰땅핀치(피터 윌튼/위키피디아) 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

일반적으로 박쥐는 곤충 같은 작은 동물이나 과일을 먹는다. 하지만 흡혈박쥐 같은 독특한 예외도 존재한다. 포유류 가운데 보기 드물게 다른 동물의 피를 빨아먹는 방식으로 진화한 흡혈박쥐는 일반적으로 인간에게 환영받는 동물은 아니다. 다행히 사람의 피를 빨아먹는 경우는 많지 않지만, 가축의 피를 빨아먹을 뿐 아니라 질병을 옮길 수도 있기 때문이다. 하지만 흡혈박쥐를 애타게 찾는 사람들도 있다. 바로 박쥐를 연구하는 과학자들이다. 호주 퀸즐랜드 대학의 브라이언 프라이 (Bryan Fry) 교수가 이끄는 연구팀은 멕시코 모렐로스주의 쿠에르나바카 (Cuernavaca) 인근에서 포획한 흡혈박쥐 (학명 Desmodus rotundus)의 침에서 유용한 물질을 발견했다. 흡혈박쥐는 피를 빨아먹는 과정에서 숙주가 눈치채지 못하게 통증을 없애는 물질부터 피가 굳는 것을 방지하는 항응고제, 혈관이 수축하는 것을 막는 혈관 확장제까지 다양한 물질을 분비하는데, 이 중 신약 개발에 도움이 되는 물질도 있을 수 있다. 연구팀이 주목한 물질은 칼시토닌 유전자 연관 펩타이드 (Calcitonin Gene Related Peptide (CGRP))로 주 역할은 작은 혈관을 확장시키는 것이다. 이 물질은 사람을 비롯한 포유동물에 흔하게 존재하지만, 흡혈박쥐의 vCGRP는 특별히 강한 효과를 지니고 있어 신약 후보로 가치가 높다. 연구팀은 vCGRP가 차세대 혈압약은 물론 장기 이식과 같은 특수 분야에서도 활용될 수 있다고 설명했다. 장기 이식 후 이어 붙인 혈관에 피가 가지 않으면 이식에 실패하게 되는데 이 물질이 혈관의 수축을 방지해 효과적으로 혈류를 유지할 수 있기 때문이다. 이 연구 결과는 저널 톡신 (Toxin)에 발표됐다. 하지만 연구팀은 뜻밖의 문제로 인해 후속 연구를 진행하는 데 어려움을 겪고 있다. 해당 지역에서 멕시코 마약 카르텔의 영향력이 커져 다시 방문하기가 어려워진 것이다. 프라이 교수에 의하면 현지 치안은 매우 불안정해진 상황이며 퀸즐랜드 대학 연구팀을 돕던 현지인도 현재 연락이 되지 않는 상태다. 연구팀은 후속 연구에 필요한 박쥐를 가까운 시일 내로 포획하기는 어려울 것으로 보고 있다. 생명을 살릴 수 있는 신물질 발견도 중요하지만, 연구팀의 생명 역시 중요하기 때문이다. 연구팀은 현재 다른 안전한 연구 장소를 물색 중으로 조만간 다시 연구를 재개할 계획이다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

구체 내용은 실무협의서 하반기내 확정 대기질 예보 정보·기술·전문가도 교류 中 반대한 이동 대기오염물질 보고서 한·중·일 환경장관회의 때 공개하기로 한국과 중국이 미세먼지 공동 대응을 위해 조기경보체계를 구축한다. 외교부와 환경부는 서울 종로구 도렴동 외교부 청사에서 ‘제23차 한·중 환경협력공동위원회와 한·중 환경협력회의’에서 나온 양국의 미세먼지 저감 방안을 24일 발표했다. 양국은 우선 미세먼지 조기경보체계를 구축하고자 대기질 예보 정보와 기술을 교류하기로 했다. 조기경보체계가 구축되면 한국은 중국 측 장·단기 미세먼지 예보 자료를 실시간으로 받아볼 수 있게 된다. 중국은 우리나라 수도권에 해당하는 ‘징진지’(베이징·톈진·허베이성)의 경우 10일, 장강 삼각주와 ‘분위평원’(산시성·허난성의 평원지역) 5일, 나머지 지역은 3일 단위로 예보를 진행한다. 구체적인 내용은 실무자 회의에서 결정한다. 환경부 관계자는 “소통 방식 등은 실무 협의에서 세부적으로 논의할 예정”이라며 “올 하반기 일본에서 열리는 21차 한·중·일 환경장관회의(TEMM21) 전까지 확정해야 하지 않겠나”고 밝혔다. 한국 대표단은 “최근 재난 수준으로 발생한 고농도 미세먼지 때문에 국민이 불안해한다”는 점을 강조했다. 최근 불거진 ‘미세먼지 중국 책임론’을 감안해 중국 측에 정식으로 문제를 제기한 것으로 풀이된다. 중국 측도 “미세먼지 문제를 심각하게 여겨 개선에 나선 결과 2013년 이후 대기질이 40% 이상 개선되는 성과가 있었다”고 강조하면서 미세먼지 해결을 위해 협력할 것을 약속했다. 정부 당국자는 “중국 측이 ‘한국이 미세먼지 저감과 관련한 경험과 노하우를 전수하면 잘 활용할 수 있겠다’고 했다”며 “이에 ‘(노하우 전수가 이뤄지면 미세먼지를) 빠른 속도로 줄이는 데 효과를 볼 수 있지 않겠느냐’는 이야기가 오갔다”고 전했다. 다만 양국은 미세먼지 발생 원인을 해석하는 데 이견이 있었던 것으로 알려졌다. 환경부 관계자는 “한·중·일 3국이 서로 다른 미세먼지 측정 체계를 갖고 있어 세 나라의 과학자들이 다른 시각을 가질 수 있다”고 설명했다. 권세중 외교부 기후변화외교국장도 “일부 성과가 있었지만 미세먼지 부분에 양국 간 온도 차가 있었던 것도 사실”이라고 시인했다. 양국은 미세먼지 유입 경로에 대한 두 나라 간 틈새를 좁히고자 2017년 5월 시작한 ‘청천 프로젝트’ 범위를 확대하기로 했다. 청천 프로젝트는 중국 북부 주요 도시의 대기오염 특성을 파악해 오염 원인을 규명하는 한·중 공동조사 사업이다. 두 나라는 또 지난해 중국의 반대로 연기한 ‘동북아 장거리 이동 대기오염물질’(LTP) 보고서를 한·중·일 환경장관회의 때 공개하는 것도 합의했다. 양국 대표단은 이날 서울 동작구 기상청을 방문했다. 한국 기상청의 대기질 예보 시스템을 살펴보고 관련 협력 방안을 모색하기 위해서다. 두 나라는 미세먼지와 기상 관련 전문가 교류에도 나선다. 국립환경과학원의 대기질통합예보센터와 중국 생태환경부 환경모니터링센터 전문가들이 기술을 공유할 예정이다. 신형철 기자 hsdori@seoul.co.kr

기괴한 성격의 천재 과학자 지구의 무게를 최초로 측정함으로써 과학사에 불멸의 이름을 남긴 영국의 헨리 캐번디시(1731-1810)는 과학자로서는 아주 특이한 캐릭터의 소유자였다. 우선 그는 역사상 어떤 과학자보다 부유했다. 데본셔 공작 가문 출신으로 엄청난 재산을 물려받아 당시 영국 은행의 최대 예금주였다고 한다. 또 하나의 특징은 그의 성격인데, 지독하게 수줍음을 타는 성격으로 상대와 눈을 맞추고 대화한 적이 없었다고 한다. 모임에서도 늘 구석자리만 찾아다녔으며, 누가 질문이라도 하면 늘 허공을 본 채 몇 마디 중얼거리는 것이 고작이었다. 이런 수줍음은 특히 여성에 대해 더욱 심했다. 심지어 그는 집안의 하인들과 접촉하는 것을 피하기 위해 그가 테이블에 저녁식사 메뉴를 적은 쪽지를 올려놓으면 그것을 보고 저녁을 준비할 정도였으며, 특히 하녀와의 만남을 피하기 위해 저택 내에 따로 전용 계단을 만들었을 정도다. 만약 하녀가 실수로 그와 마주치기라도 했다면 바로 해고시켰다고 한다. 이러한 그의 성격에 대한 현대의 설명은 자폐증의 하나인 아스퍼거 증후군(Asperger syndrome)을 의심하고 있다. 캐번디시의 유일한 사회적 활동은 왕립학회 참여였는데, 여기서는 매주 모임 전에 회원들이 함께 식사를 했다. 캐번디시는 이 모임을 빠진 적이 거의 없으며, 동료 과학자들에게 깊은 존경을 받은 것으로 알려져 있다. 캐번디시는 비사교적인 성향으로 인해 종종 자신의 업적을 출판하는 것을 피했고, 자신의 연구 결과를 동료 과학자들에게도 거의 알리지 않았다. 많은 실험과 여러 논문을 남겼으나, 그 3/4은 미발표였다. 캐번디시의 선구적인 연구 업적은 약 1세기 후인 19세기 후반, 전자기파 이론을 확립한 제임스 클러크 맥스웰이 그의 유고를 정리하면서 밝혀졌다. 1785년에 발표된 쿨롱의 법칙을 1772∼1773년 사이에 발견했고, 옴이 1826년에 발견한 옴의 법칙을 옴보다 45년 먼저 앞선 1781년에 발견했다. 지구의 무게를 알아낸 캐번디시 실험 이 같은 선구적인 캐번디시의 업적 중에서 가장 유명한 것은 바로 지구의 무게를 측정한 실험이다. 이미 2100년 전 에라토스테네스가 지구의 크기를 알아냈지만, 그 질량은 근대에 들어서도 여전히 가늠하기조차 어려운 수수께끼였다. 캐번디시 실험으로 알려진 이 지구 밀도 측정 실험에서 캐번디시가 사용한 기구는 아주 단순한 장비로, 막대기 양쪽에 둥근 납공을 실로 매달아놓은 비틀림저울이었다. 이것은 저울은 영국 지질학자 존 미첼이 고안한 비틀림 저울을 약간 수정한 것이었다. 미첼 역시 이 저울로 지구 무게를 측정하려다가 실험을 시작하기 전에 사망 하는 바람에 저울은 캐번디시에게로 보내졌고, 캐번디시는 1797-1798년에 실험을 완료하고 결과를 발표한 것이다. 실험에 사용된 장치는 막대의 양 끝에 매달린 2개의 큰 고정식 납공(159㎏)에 각각 2개의 작은 납공(0.7㎏)이 또 매달린 비틀림 저울이었다. 이 저울은 수평 방향으로만 회전한다. 막대의 관성 모멘트는 막대가 복원력에 의해 진동하는 주기를 측정하여 알아낼 수 있다. 막대의 한쪽 끝에 다른 공을 가까이 대면 중력에 의해 서로 끌어당기게 되고 막대가 미세하게 회전한 각도를 측정하여 이 힘을 알아낼 수 있다. 이것을 이용해 중력상수를 구하려는 실험이었다. 질량을 갖는 모든 물체 사이에 작용하는 인력. 뉴턴의 이론에 따르면 두 물체 사이에 작용하는 만유인력의 크기는 물체의 질량에 비례하고 거리의 제곱에 반비례한다. 중력이란 것이 큰 규모에서는 지구를 공전시키고 물체를 낙하시키는 강한 힘을 보이지만, 사실 자연계에 작용하는 힘 중에서도 가장 약한 것으로, 1m 떨어진 3톤짜리 두 트럭 사이에 작용하는 중력의 힘은 모래알 하나를 움직일 정도라 한다. 뉴턴의 만유인력 법칙에 따르면, 두 물체 사이에 작용하는 중력은 두 물체의 질량의 곱을 그들 사이의 거리 제곱으로 나눈 값에 비례하며, 그 비례상수는 중력상수 G로 나타낸다. (만유)인력상수라고도 하며 단위거리만큼 떨어진 2개의 단위질량사이에 작용하는 인력의 값으로 만유인력법칙에서 비례상수 G를 말한다. 식으로 쓰면 다음과 같다.캐번디시는 작은 두 납공 사이의 중력적인 이끌림을 측정하려 했다. 그는 미첼의 장치가 온도차와 공기 흐름에 아주 민감하다는 것을 알아차렸다. 그래서 그는 장치를 분리된 공간에 두고 시험시에는 외부 제어를 통해 망원경으로 관찰하는 방식을 취했다. 캐번디시는 비틀림 저울의 진동주기에서 납공 사이의 인력을 계산한 다음, 이 값을 사용하여 지구 밀도를 계산했다. 그는 이 실험을 무려 29차례나 거듭하고 그 값들을 평균한 결과 지구의 평균 밀도는 물의 평균 밀도보다 5.48배 큰 것으로 나왔다. 캐번디시 실험의 특별한 점은 측정에 개입될 모든 오류 원인을 제거하고 납공 무게의 1 / 50,000,000에 불과한 놀랍도록 작은 인력을 측정해낸 정확성이다. 캐번디시가 구한 지구 밀도 값의 오류 범위는 현재 받아들여지는 수치의 1% 이내이다. 보다 정확한 중력상수 및 시간에 따른 중력상수의 변화를 측정하려는 실험이 현재도 진행 중에 있다. 캐번디시의 이 실험으로 인해 정확한 중력 상수(G)와 지구 질량이 결정되었다. 이 실험을 토대로 중력 상수 G는 6.754 × 10−11N-m2/kg2로 나타났고, 이는 실제 중력 상수 6.67428 × 10−11N-m2/kg2에 아주 근접한 값임이 밝혀졌다. 캐번디시가 자신의 저택 정원에 있는 별장에서 그 유명한 지구의 밀도를 측정하는 실험을 할 때, 이웃 사람들은 아이들에게 그 건물을 가리켜 지구의 무게를 다는 곳이라고 말했다고 한다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

‘봄이 오나 봄’이 첫 방송부터 시청자들을 강렬하게 사로잡았다. 23일 방송된 MBC 새 수목드라마 ‘봄이 오나 봄’(극본 이혜선, 연출 김상호, 제작 제이에스픽쳐스)이 23일 첫 선을 보인 가운데 닐슨 수도권 기준 1부 2.1%, 2부 2.2% 의 시청률을 기록했으며 두 여자의 몸이 체인지 된다는 신선한 소재로 시청자들의 시선을 집중시키는 등 쾌조의 출발을 알렸다. 유쾌한 웃음을 유발하는 장면들과 감각적인 영상미를 비롯해 배우들의 명품 연기로 시청자들을 매료시킨 ‘봄이 오나 봄’은 자신밖에 모르는 앵커와 가족에게 헌신하는 배우 출신 국회의원 사모님의 몸이 바뀌면서 두 여인이 진정한 자아를 회복하게 된다는 이야기를 담은 판타지 코미디 드라마다. 어제(23일) 방송된 ‘봄이 오나 봄’ 1, 2회에서는 캘리포니아 양자역학 연구소의 유전자 치환 실험실에서 사람의 몸이 바뀌는 실험에 성공해 즐거워하는 과학자들 사이에서 갑자기 총기난사가 일어났고 어수선한 틈에 봄일(김남희 분)이 약을 훔쳐 나오는 장면이 그려지며 첫 장면부터 시청자들을 극에 집중하게 만들었다. 이어 장면이 전환되자 지저분하지만 나름의 규칙을 가진 김보미(이유리 분)의 집과 깔끔하고 체계적인 습관으로 하루를 시작하는 이봄(엄지원 분)의 일상이 번갈아 나왔고 MBS 메인 뉴스 앵커 자리에 오르게 된 김보미의 야망 넘치는 모습과 국회의원인 남편을 위해 헌신하는 이봄의 모습이 차례로 그려지며 두 사람의 상반된 성격을 보여주어 캐릭터에 대한 궁금증을 자극하는 동시에 앞으로 전개될 내용에 대한 기대감을 한껏 높였다. 이후 캘리포니아 양자역학 연구소에서 몸이 체인지 되는 약을 훔쳐 도망친 봄일이 봄삼(안세하 분)을 찾았으며 봄일이 가지고 있는 약을 순식간에 늙는 약으로 오해한 봄삼이 김보미에게 몰래 약을 먹일 계획을 세웠다. 하지만 봄삼이 세운 계획이 틀어지면서 김보미와 함께 이봄까지 몸이 체인지 되는 약을 먹게 되었고 결국 두 사람의 몸이 바뀌게 되면서 극은 예측할 수 없는 전개 속으로 빠져들며 시청자들의 시선을 집중시켰다. 이처럼 이유리와 엄지원의 1인 2역이 예고됐었던 ‘봄이 오나 봄’은 몸이 체인지 된다는 신선한 소재로 첫 방송부터 이목을 끄는 동시에 유쾌한 장면들로 시청자들을 매료시켰으며 몸이 바뀌게 된 두 사람의 이야기로 극에 궁금증을 불러 일으킨 것은 물론 여기에 아기자기하고 감각적인 영상미까지 더해지며 극의 몰입도를 끌어 올렸다. 뿐만 아니라 바뀐 서로를 연기하는 이유리와 엄지원은 흡입력 있는 연기로 극을 이끌어 나갔고 이종석은 까칠한 보도국 팀장의 면모를 보이며 이유리와의 앙숙케미를 제대로 살려냈으며 최병모는 양면성을 가진 국회의원의 모습을 리얼하게 그려내는 등 60분이라는 시간을 순식간에 지나가게 만들며 특징이 살아 있는 캐릭터들로 인해 앞으로 전개될 흥미로운 스토리를 기대하게 만들었다. 한편 첫 방송부터 시청자들을 강렬하게 사로잡은 ‘봄이 오나 봄’은 오늘(24일) 밤 10시 3, 4회 방송을 앞두고 있다. 이보희 기자 boh2@seoul.co.kr

오류 가능성 높여 정신장애 원인되기도신약이나 새로운 물질을 개발할 때는 항상 동물을 이용해 독성이나 부작용을 확인하는 전임상실험을 합니다. 제브라피시나 초파리, 생쥐도 활용되고 있지만 이런 동물들로 실험을 할 경우 사람에게 나타날 수 있는 문제점이 발견되지 않을 가능성이 높습니다. 그렇기 때문에 사람과 유전자 일치도가 93.5%에 이르는 원숭이로 실험을 하곤 합니다. 원숭이는 사람과 유사성 때문에 뇌과학 연구에서도 많이 활용되고 있습니다. 이스라엘 와이즈만 과학연구소, 텔아비브대 의대, 미국 캘리포니아 로스앤젤레스대(UCLA) 신경외과 공동연구팀은 사람과 원숭이의 뇌를 비교 분석해 ‘뇌 소프트웨어’가 서로 다르다는 것을 밝혀냈습니다. 사람의 높은 지능은 물론 각종 정신장애의 원인도 다름 아닌 진화를 통해 장착된 뇌의 소프트웨어 때문이라는 것입니다. 이런 연구 결과는 생물학 분야 국제학술지 ‘셀’ 17일자에 실렸습니다. 그동안 많은 연구자들은 사람의 뇌를 이해하기 위해 이들 둘의 해부학적 차이(하드웨어)에만 주목해왔습니다. 그렇지만 이번 연구팀은 하드웨어가 아닌 소프트웨어인 뇌신호에 주목한 것입니다. 연구팀은 편도체와 대상피질에 주목해 비교했습니다. 진화적 관점에서 보면 원시적 영역인 편도체는 정서, 특히 공포감정과 공포기억에 관련돼 있으며 대상피질은 학습 같은 정교한 인지기능과 통제를 담당하는 것으로 알려져 있습니다. 뇌과학 연구의 궁극적 목표는 인간의 뇌에 대해 알고자 하는 것이지만, 사람의 뇌를 직접 연구하는 것은 쉽지 않은 일입니다. 멀쩡한 자신의 뇌를 열어 과학자들에게 공개하겠다고 나서는 사람은 없을테니 말입니다. 보통 뇌전증 환자들을 치료할 때는 뇌에 미세한 전극을 이식한 뒤 전기신호를 모니터링하면서 뇌의 어떤 부위에서 이상신호가 발생해 발작을 일으키는지를 찾습니다. 그 다음 이상신호를 유발시키는 손상된 뇌조직과 전극을 제거하는 수술을 하는 것이지요. 치료를 위해 전극이 심어져 있기 때문에 뇌전증 환자들은 이번처럼 뇌기능 연구에도 자발적으로 참여하기도 합니다. 연구팀 역시 뇌전증 수술을 받기 위해 전극을 이식받은 환자 7명과 원숭이 5마리를 대상으로 편도체와 대상피질의 뉴런 움직임을 비교했습니다. 연구팀은 두 영역에 있는 750여개의 뉴런을 대상으로 강건성(robustness)과 효율성(efficiency)을 분석했습니다. 강건성은 일부 뉴런이나 시냅스의 오작동이 있더라도 전체 시스템의 특성이 변하지 않는 성질을 말합니다. 반면 효율성은 정보처리의 속도를 위해 시스템 안정성을 희생하는 것을 의미합니다. 분석 결과 사람은 편도체나 대상피질 모두에서 강건성보다 효율성이 높은 것으로 나타났다고 합니다. 뇌의 효율성이 높다는 것은 환경에 빠르게 적응하기 위해 신경세포의 활성패턴을 빠르게 전환시킬 수 있다는 말이기도 합니다. 인간이 뇌의 효율적 활용을 위해 강건성을 희생한 것으로 해석할 수 있을 것입니다. 효율성 중심의 패턴 때문에 뛰어난 지적 능력을 발휘할 수 있겠지만 그만큼 오류 가능성도 높아집니다. 바로 이 오류가 정신장애라는 결과로 나타날 수 있다는 것이 연구진의 설명입니다. 연구진이 제시한 ‘강건성-효율성 상충가설’에 대해 많은 신경과학자들은 추가 연구를 통해 검증돼야 할 부분이지만 매우 흥미있는 내용이라고 평가하고 있습니다. 그런데 이번 연구 결과를 보면서 문득 스쳐지나간 생각입니다만, ‘이것이 신이 인간을 창조한 증거’라거나 ‘창조과학을 뒷받침하는 증거’라고 주장하는 사람들은 설마 없겠지요. edmondy@seoul.co.kr

1976년, 멕시코 치아파스 주에서 잡힌 '중앙 아메리카 코랄 뱀'(Central American coral snake) 한 마리가 뱀을 연구하는 과학자들에게 가장 미스터리한 표본을 던져줬다. 바로 그 위에서 나온 25cm 길이의 작은 뱀인데, 본래 중앙 아메리카 코랄 뱀이 다른 작은 뱀을 잘 사냥한다는 점을 생각하면 놀라운 일은 아니지만, 위에서 나온 뱀이 전에 보고된 적이 없던 신종이라는 사실은 놀라운 일이었다. 미스터리 저녁 식사 뱀(mysterious dinner snake)이라는 뜻의 학명을 지닌 '세나스피스 아에니그마'(Cenaspis aenigma)는 이후 40년에 걸친 탐사에도 불구하고 현재까지 위장에서 나온 한 마리가 유일한 표본이다. 미국 텍사스 대학 과학자들은 멕시코 치아파스주와 그 주변의 뱀이 서식하는 지역을 수십 차례에 걸쳐 탐사했지만, 결국 이 뱀을 야생에서 살아있는 상태로 포획하거나 관찰하는 데 실패했다. 그나마 많이 소화되지 않은 유일한 표본을 바탕으로 이 뱀의 형태와 종류는 확인할 수 있었다. 연구팀에 따르면 세나스피스는 굴에 숨어 사는 작은 뱀의 일종으로 작은 곤충과 무척추동물을 먹고 산다. 그리고 작고 약한 뱀으로 본래 쉽게 눈에 띄지 않는 생활 습성을 지녔다. 여기에 더해 멕시코 정글 오지에 숨어 있다는 점과 개체 수가 많지 않은 희귀종인 것이 다시 찾기 어려운 이유로 생각된다. 하지만 해당 분야의 전문가들이 수십 차례 탐사에 나섰는데도 그 단서를 찾지 못했다는 점은 이미 멸종된 것이 아닌가 하는 우려를 낳고 있다. 다른 야생 생태계와 마찬가지로 중남미의 정글 역시 인간의 남획과 개발로 인해 몸살을 앓고 있다. 멕시코 남부의 치아파스 고지대는 아직 손상되지 않은 자연 생태 지역으로 세나스피스는 물론 아직 알려지지 않은 여러 야생 동식물이 살고 있을 가능성이 크다. 따라서 이렇게 얼마 남지 않은 자연 생태계를 보호하는 일이 중요하다. 사실 여기에는 단순히 도덕적인 의무 이상의 의미가 있다. 희귀한 동식물이 지닌 독특한 물질은 신약이나 신물질 개발 소재로 중요하다. 경제적 가치를 지닌 생물 자원의 보존이라는 점을 생각하면 생태계 보호의 필요성은 더 커진다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

누구도 혼자서는 존재할 수 없다. 이 이야기는 철학이 아니라 과학의 관점에서 보더라도 분명한 사실이다. 왜냐하면, 우리 몸에는 인간 세포보다 더 많은 공생 미생물이 존재하기 때문이다. 과거에서는 이 미생물들이 그냥 인체에 해를 끼치지 않고 살아가는 세균들이라고 생각했지만, 최근에는 숙주인 인간에 매우 큰 영향을 미치는 존재라는 사실이 밝혀지고 있다. 대표적인 것은 장내 미생물로 음식물의 소화를 돕는 것은 물론 비만, 당뇨, 고혈압 같은 여러 가지 질환의 발생과 예방에 영향을 미친다. 하지만 장 이외에 다른 장소에 사는 미생물 역시 건강에 영향을 미칠 수 있다. 미국 미시간 대학의 베치 폭스만이 이끄는 연구팀은 코와 목에 있는 미생물이 세균 감염은 물론 독감도 예방한다는 증거를 발견했다. 이전 연구에서 호흡기 미생물이 외부 세균의 침입을 막아 호흡기 감염을 예방한다는 사실은 알려졌으나 바이러스 감염에 대해서는 알려진 바가 적었다. 연구팀은 2012년에서 2014년 사이 니콰라과에서 진행된 니콰라과 가구 질병 전파 연구(Nicaraguan Household Transmission Study)에 참가한 717명의 지원자 중 독감에 걸리지 않은 537명의 코와 목에서 미생물을 채취했다. 연구팀은 채취한 미생물군의 전체 DNA를 추출해 세균을 동정하고 그 종류에 따라 다섯 그룹으로 나눴다. 그리고 독감 발생율을 추적 관찰한 결과 'community state type'(CST) 4라고 명명한 그룹에서 독감 발생율이 낮다는 사실을 발견했다. 이 그룹의 미생물은 푸조박테리움 1 균주, 나이세리아 1 균주, 그리고 연쇄상구균 1 균주 (Fusobacterium 1, Neisseria 1, Streptococcus 1) 같은 특정 미생물의 비중이 높았다. 이는 코와 목의 호흡기에 있는 특정 미생물이 독감 예방과 관련이 있음을 보여주는 증거다. 다만 이번 연구에서는 연관성만 확인했으며 정확한 이유를 알기 위해서는 후속 연구가 필요하다. 세균이나 바이러스가 외부에서 침입해서 인체에 감염을 일으키기 위해서는 여러 단계를 돌파해야 한다. 그중 하나는 본래 그 장소에서 살고 있는 미생물로 당연히 외부 침입자를 달갑게 여기지 않는다. 이들이 부리는 ‘텃세’는 숙주인 인간에게 면역력을 제공한다. 숙주가 건강해야 공생 미생물도 삶의 터전을 지킬 수 있음을 생각하면 사실 당연한 결과다. 과학자들은 이 고마운 동반자들에 대한 연구를 계속하고 있다. 앞으로 이들 통해 질병의 예방 및 치료에 큰 도움이 될 것으로 기대된다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com 　

지난해 ‘라돈 침대’ 사건은 국민들에게 커다란 우려를 안겨 줬다. 정확도가 낮은 저가의 라돈측정기까지 나오면서 혼란은 더욱 증폭됐다.자연 방사선의 대부분을 차지하는 라돈은 땅속 천연방사선이 공기 중으로 스며 나온 것으로 어디에나 존재한다. 실내에서는 주기적인 환기만으로도 라돈을 줄일 수 있다. 라돈 침대는 시트와 베개를 놓거나 비닐커버를 싸는 것만으로도 라돈에 의한 방사능은 거의 측정되지 않는다. 결국 과도하게 증폭된 위험과 공포는 안방에 곱게 놓여 있던 침대를 집 밖으로 내몰았다. 음이온이 몸에 좋다는 유사과학의 맹신에서 출발한 라돈 침대는 마무리까지 과학적이지 못했던 것이다. 과학에 근거해 정확하게 위험 여부를 판단하고 알리지 못한 정부와 과학자가 국민 불신을 자초한 것은 아니었는지 반성할 대목이기도 하다. 이런 사건·사고 때문에 낯설기만 했던 ‘방사선’이란 단어에 익숙해진 것도 사실이다. 1896년 프랑스 물리학자 앙리 베크렐은 우라늄염으로 형광실험을 하다가 우연히 방사선을 ‘발견’했다. 방사선은 지구가 처음 생겨났을 때부터 생명체들과 함께 존재했다는 말이다. 햇빛을 쬐는 것처럼 우리는 우주와 지구로부터 자연스럽게 방사선을 쬐고 있다. 지역별 차이가 있기는 하지만 지구의 연간 평균 방사선량은 약 2.4m㏜(밀리시버트)이다. 방사선은 물질을 구성하는 원자의 전자를 튕겨 내는 ‘전리’ 능력을 갖고 있는지 여부에 따라 전리방사선과 비전리방사선으로 구분한다. 중성자, 알파, 베타, 감마방사선은 전리방사선이고 자외선이나 가시광선은 전리능력이 약한 비전리방사선이다. 방사선은 물질을 변화시킬 수 있다. 과학기술이 발전하면서 인류는 방사선의 이런 특성을 문명과 의학 발전에 이용해 왔다. 방사선을 더 잘 이용하기 위해 과학자들은 자연 방사선의 특정한 부분을 강화한 인공 방사선을 개발했다. 방사선의 인체 유해 여부는 오로지 방사선이 내뿜는 에너지의 총량에 의해 결정된다. ‘측정하지 않으면 관리할 수 없고, 관리하지 않으면 개선할 수 없다’는 피터 드러커의 말처럼 방사선도 전문가에 의해 정확하게 측정하고 관리하지 않으면 잘 사용할 수 없다. 아무리 유용한 방사선이라고 해도 전문가에 의해 안전하게 관리하지 않으면 독이 될 수 있다. 기본을 잊지 않고 과학적으로 접근할 때만 방사선의 위험을 극복할 수 있을 것이다.

우리 주변 친숙한 동식물을 포함해 수많은 생물종들은 다양한 세포로 구성되어 있는데 이들 세포는 모두 진핵세포이다. 다세포 생물들이 가지고 있는 세포는 모두 진핵세포란 말이다. 아메바, 짚신벌레, 유글레나 같은 단세포 생물들도 진핵세포이다. 생물을 구성하고 있는 세포들은 하나하나가 모두 중요하다. 이들 세포를 생명 현상에 필요한 역할에 따라 나눌 경우 사람은 210여 가지 세포로 구성되어 있다.진핵세포는 핵이 ‘있는’ 세포를 의미한다. 이와는 다르게 원핵세포는 ‘핵이 생기기 전’이라는 의미를 가지는데 세균과 고세균 세포를 구성한다. 진핵세포는 핵이 있고 원핵세포보다 크며 여러 세포 소기관을 갖고 있어 복잡한 구조를 나타낸다. 그리고 원핵세포는 진핵세포보다 먼저 지구상에 출현하여 퍼져 나갔다. 진핵세포가 어떻게 만들어졌는지에 대해서는 어느 정도 논란의 여지가 없이 비교적 잘 정리되어 있다. 진핵세포의 유전자들은 대략 4분의3은 세균에서 유래했고, 4분의1은 고세균, 즉 원핵세포들에서 유래한 것으로 보인다. 그래서 진핵생물은 세균과 고세균이 융합한 결과임을 알 수 있다. 그런데 현재에도 무수히 다양한 종류의 세균과 고세균이 건재해 생태계에서 차지하는 비중이 여전히 큰 것을 볼 때 진핵세포의 탄생이 자연스럽고 필연적이었다고 볼 수는 없을 것 같다. 사실 진핵세포는 고세균과 세포의 에너지 공장이라 불리는 ‘미토콘드리아’의 조상 세균이 공생한 결과 탄생했다. 이런 공생은 쉽게 일어나는 것은 아니지만 만약 일어난다면 생존에 매우 유리했을 것이다. 공생에 성공한 조상 진핵세포는 에너지 면에서 주변 원핵세포를 압도한다. 이 세포는 미토콘드리아 조상 세균들을 품을 만큼 크고 에너지를 더 많이 사용할 수 있어서 다른 세포들을 먹어 치우는 데에 유리했다. 에너지가 풍부해 세균보다 훨씬 더 많은 유전자들을 만들어 사용할 수 있었다. 이렇게 얻은 많은 유전자로 인해 다양해진 기능으로 여러 종류의 세포를 탄생시킬 수 있었고 그 결과 우리 주변의 다양한 곤충, 아름다운 꽃, 귀여운 고양이 등 다양한 생물들이 출현하게 된다. 활용 가능한 에너지가 많아짐으로 인해 다양한 유전자를 보호하고 이들의 기능을 조절할 수 있는 기구인 핵이 만들어졌고 에너지가 풍부하여 핵에서 여러 유전자들이 다양한 기능을 발휘하는 데에 도움이 되었다. 일례로 원핵세포는 생명 현상을 담당하는 단백질을 수천 가지 만들 수 있음에 비해 인간은 10만 가지에 육박하는 단백질을 만들 수 있다. 많은 생물학자들은 지구에서의 생명 탄생이 그리 희귀한 과정이 아니기 때문에 우주에서 생명이 탄생할 가능성도 클 것으로 보고 있다. 그러나 과학자들은 이때 생겨나는 생명은 원핵세포 형태일 것이며 진핵세포의 탄생은 쉽지 않을 것이라 추측한다. 여러 과학적 증거가 진핵세포는 단 한 번의 우연하지만 성공적인 공생의 결과로 생겨났음을 보이기 때문이다. 우리에게 많은 종류의 귀중한 세포들이 있는데, 그 근본은 진핵세포에 있다. 고세균과 미토콘드리아의 조상 세균이 손을 맞잡고서 진핵세포라는 보물을 탄생시켰다. 손을 맞잡으면 기적이 일어날 수 있다. 많은 다툼이 있을 수밖에 없는 게 인간사라지만 우리도 손을 맞잡아 보는 건 어떨까.

지난해 세계 최초로 유전자 편집 아기를 탄생시켰다고 주장한 중국 남방과학기술대학 부교수 허젠쿠이에 대한 중국 정부의 조사 결과가 발표됐다. 21일 신화통신은 정부 발표를 인용, ‘유전자 편집 아기 사건’ 전담 조사 팀이 허젠쿠이가 개인의 명성만을 추구해 의도적으로 학교 측의 감독을 피하고 사비로 관련 과학자들을 고용해 국가가 금지하는 인간 배아에 대한 유전편집 활동을 시행한 사실을 확인했다고 전했다. 전담 조사팀에 따르면 2016년 6월 허젠쿠이는 비밀리에 프로젝트 팀을 구성하기 시작했다. 여기에는 외국인 과학자도 포함돼 있었으며, 이들은 중국 정부가 금지하는 연구를 하기 위해 은밀하게 움직였다. 2017년 3월~2018년 11월, 허 교수는 비밀리에 지원자 부부 8쌍, 구체적으로 남편은 HIV 항체 양성 반응, 아내는 음성 반응을 보이는 부부를 모집한 뒤 유전자 편집을 시도했다. 이 과정에서 허젠쿠이의 불법 연구진은 HIV 양성 보균자의 인공수정이나 체외수정 등 보조생식은 불가하다는 규정을 피하기 위해, 공식적으로는 보균자가 아닌 건강한 사람이 체혈검사에 동원된 사실도 밝혀졌다. 이렇게 당국과 학교의 눈을 피해 자원봉사자 중 한명의 자궁에 유전자를 편집한 배아를 이식했고, 결국 에이즈에 감염될 경우에 대히배 에이즈에 저항할 수 있도록 유전자를 편집한 세계 최초의 유전자 편집 여아 쌍둥이가 태어났다. 이어 또 다른 산모는 현재 유전자 편집 아기를 아직 임신 중인 것으로 알려졌다. 실험에 자원한 부부 8쌍 중 두 쌍은 이미 출산 했거나 임신 상태이며, 나머지 6쌍 중 한 쌍은 중도에 실험을 포기했고, 5쌍은 임신에 실패했다는 사실도 밝혀졌다. 유전자 편집 아기 사건 조사팀 관계자는 “허젠쿠이 및 관련된 자들을 법에 따라 엄중한 처벌을 받을 것”이라면서 “범죄혐의를 받고 있는 이들은 공안 당국으로 이송될 것”이라고 밝혔다. 이어 “이미 유전자 편집 쌍둥이를 출산했거나 임신 상태인 지원자들은 광둥성 의료 유관 부서의 지도 아래, 지속적으로 관찰 및 정기방문 관리를 받을 것”이라고 덧붙였다. 한편 현지에서는 허젠쿠이가 유전자 편집 아기 탄생을 발표한 뒤 행방이 묘연해졌다는 설과 캠퍼스 또는 자택에서 연금을 당한 채 당국의 조사를 받고 있다는 설이 나돌았다. 이와 관련해 영국 텔레그래프는 이달 초, 허젠쿠이가 무장경비의 감시가 있는 아파트에서 조사를 받고 있으며, 유전자편집 연구가 연구지침을 위반했다는 사실뿐만 아니라 부패와 뇌물수수 혐의가 인정된다면 최대 사형이 선고될 수 있다고 보도했다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

이른바 ‘지구의 눈’으로 불리는 세계에서 가장 유명한 해저 싱크홀 그레이트 블루홀이 인류가 버린 플라스틱 쓰레기에 오염돼 있는 것으로 밝혀졌다. 최근 중앙아메리카 벨리즈공화국 앞바다에 있는 그레이트 블루홀에서 직접 잠수정을 타고 그 속을 탐사한 리처드 브랜슨 영국 버진그룹 회장이 SNS를 통해 이런 사실을 밝혔다고 영국 일간 데일리메일은 18일(현지시간) 보도했다.그레이트 블루홀은 벨리즈시티에서 약 70㎞ 떨어진 세계에서 두 번째로 큰 산호초지대에서도 라이트하우스 리프라고 불리는 곳 중앙 근처에 있다. 그 지름은 약 313m, 깊이는 약 124m나 된다. 벨리즈 산호초 보호구역에 속하며 유네스코 세계자연유산인 그레이트 블루홀은 수천 년 전 플라이스토세 빙하기 동안 해수면이 매우 낮았을 때 형성된 것으로 추정되며 해수면이 다시 상승하면서 지금의 모습이 됐다. 이는 1971년 프랑스 해양탐험가로 스쿠버 다이빙 장비를 개발한 자크 쿠스토가 세계 최초로 해저 탐사에 나선 뒤 세상에 알려졌다. 그 후 전 세계 다이이버들에게 성지로 자리 잡을 만큼 많은 사람이 찾고 있는 이곳을 브랜슨 회장과 자크 쿠스토의 손자이자 해양 보호운동가인 파비앙 쿠스토 등 전문가들이 탐사에 나선다고 밝혀 세간의 관심을 모았다. 물론 예전에도 여러 다이버가 블루홀 속을 탐사한 적이 있지만, 그 구조가 복잡하고 밑으로 내려갈수록 어두워 제대로 된 조사가 이뤄진 적은 없다. 잠수정 등 첨단 장비를 사용한 탐사는 이번이 처음이다. 보도에 따르면, 탐험가와 과학자 등이 참여한 탐사대는 지난달 2일부터 2주 동안에 걸쳐 잠수정 등을 사용해 그레이트 블루홀 내부를 자세히 조사했다. 이들은 그레이트 블루홀을 3D로 재현하기 위해 음파 탐지기 등 군용 수준의 기술로 내부 구조를 완벽하게 파악했다.이때 브랜슨 회장 역시 탐사대와 함께 잠수정을 타고 블루홀 바닥까지 내려갔다. 하지만 그는 목적지에 도달했다는 기쁨도 잠시 바닥에 널브러져 있는 플라스틱 쓰레기를 보고 큰 충격을 받았다고 밝혔다. 이후 브랜슨 회장은 “바다가 직면한 진짜 괴물은 플라스틱과 기후 변화이다. 슬프게도 우리는 블루홀 바닥에서 플라스틱병들을 봤는데 그것은 진짜 쓰레기였다”면서 “우리는 모두 일회용품을 없애야 한다”고 밝혔다.또 그는 “블루홀 바닥에서 본 것은 지금까지 내가 봤던 기후 변화의 위험에 관해 가장 극명하게 떠올리는 것이었다”면서 “이는 해양이 어떻게 대재앙 수준으로 빠르게 상승할 수 있는지를 보여주는 증거”라고 말했다. 물론 바다 깊은 곳에서 플라스틱 쓰레기가 발견된 사례는 이번이 처음은 아니다. 최근 발표된 한 연구에 따르면, 마리아나 해구 속은 이미 수많은 미세플라스틱으로 오염돼 있다. 이는 플라스틱에 오염되지 않은 청정의 바다를 지구상 어디에서도 찾기 힘들 것이라는 암울한 예측을 사실로 증명하는 것이다.지난해 5월에는 마리아나 해구의 깊이 1만 m 심해에서 플라스틱 비닐봉지가 발견됐다는 연구 결과가 나와 세계에 큰 충격을 던진 바 있다. 이 비닐봉지는 지금까지 발견된 해양 쓰레기 중 가장 깊은 곳에서 찾은 것으로 버려진 지 30년 정도가 흐른 것으로 알려졌다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

오랫동안 과학자들 사이에서 의견이 분분했던 ‘토성의 하루’ 미스터리가 풀렸다. 스페이스닷컴 등 과학전문매체의 19일 보도에 따르면 미국항공우주국(NASA)의 토성탐사선 카시니-호이겐스 호(이하 카시니호)를 담당하는 카시니프로젝트 소속 연구진은 카시니가 보내온 자료를 토대로 토성의 하루는 몇 시간인지를 밝히는 연구를 진행해 왔다. 아름다운 고리가 시그니처인 토성은 공전주기가 29.6년인 것으로 알려져 있지만, 자전주기는 관측할 때마다 다소 차이가 있어 학자들 사이에서도 의견이 분분했다. 그 이유 중 하나는 토성이 가스로 이뤄진 천체여서 자전주기를 관찰할 만한 중심점을 찾는데 어려움을 겪었기 때문이다. 실제로 1980년과 1981년 당시 토성을 지나간 보이저1호와 2호에 의해 측정된 자전주기는 6분 정도의 차이를 보였다. 토성 깊은 내부에서 전파를 만들어내는 과정에서 자전주기가 변화하는 것으로 예측했지만, 이 역시 추측에 불과했다. 연구진은 토성의 고리에서 떨어져 나온 입자를 정밀 분석한 결과, 고리 입자가 토성이 자전할 때 표면에서 마치 지진처럼 흔들리는 진동에 대응한다는 사실을 확인했다. 즉 토성이 자전할 때 토성의 중력장에 작은 변화가 생기면서 이것이 토성 고리에도 영향을 미친다는 것. 이러한 반응은 물리적으로 측정이 가능한 패턴을 만들어냈고, 이것이 토성의 자전주기에 따라 달리 반응한다는 것을 알게 됐다. 연구진은 이러한 사실을 토대로 토성의 고리 움직임을 분석한 결과, 토성의 자전주기는 10시간 33분 38초라고 결론지었다. 연구진은 “토성 고리의 특정한 위치에서 발생하는 이러한 진동은 점진적으로 에너지를 축적하다가 사라지기를 반복했다”면서 “우리는 이러한 눈에 띄는 패턴을 연구했고 이를 토성 본체에 적용시켰다”고 연구방법을 설명했다. 이어 “토성을 연구하는 과학자들은 지속적으로 고리의 파동을 이용해 토성 내부를 들여자보는 연구를 해 왔으며, 이번 연구결과를 통해 고리가 답을 가지고 있었음을 알 수 있다”고 덧붙였다. 참고로 보이저호가 추정한 토성의 자전주기는 10시간 39분 23초, 카시니호가 과거 자기장 데이터를 이용해 추정한 자전주기는 10시간 36분~10시간 48분이었다. 자세한 연구결과는 천체물리학저널(strophysical Journal) 17일자에 발표됐다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

신비로운 거대한 기체 행성의 민낯이 생생한 사진으로 공개됐다. 지난 18일(현지시간) 미 항공우주국(NASA)은 탐사선 주노가 촬영한 목성의 남반구 모습을 홈페이지에 공개했다. 마치 유화 물감으로 휘갈려 그린듯 목성의 표면이 인상적인 이 사진에서 가장 눈길을 끄는 것은 붉게 멍든듯한 대적점의 모습이다. 목성의 상징이라고 할 수 있는 대적점(大赤點)은 대기현상으로 발생한 지옥같은 폭풍이다. 19세기에 관측될 당시 대적점은 지구보다 2~3배 크기로 측정됐으나 1979년 보이저 1, 2호의 관측 결과 지구보다 2배 정도 큰 것으로 확인됐다. 그러나 최근 주노 탐사에 따르면 대적점은 보이저호 때보다 폭은 3분의1, 높이는 8분의1로 줄어들어, 현재는 1만6000㎞ 정도로 지구 하나 쯤은 쏙 들어갈 수 있다. 그리고 대적점 바로 아래에는 역시 거대한 목성의 폭풍인 '오블 BA'(Oval BA)가 돌고있다. NASA 측은 "오블 BA는 대적점의 절반 정도 크기로 오래 전 비슷한 과정을 통해 생성됐다"면서 "최근 몇달 사이 색깔이 붉은 톤에서 흰색으로 변하고 있다"고 밝혔다. 　 이 사진은 지난해 12월 21일 주노가 촬영한 것을 시민과학자들이 재가공한 것으로 탐사선과 목성 구름 상층부와의 거리는 3만8300~5만5500㎞다. 　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

태평양의 외딴 섬인 갈라파고스 제도에는 여러 종의 핀치(Finch·되새류)가 살고 있는데, 먹이에 따라 서로 다른 형태의 부리를 지닌 것으로 유명하다. 이 핀치들은 다윈의 진화론에 영감을 주었기 때문에 흔히 ‘다윈의 핀치’로 불린다. 작은 곤충을 잡아먹는 핀치와 단단한 열매를 먹는 핀치의 부리는 다를 수밖에 없으며 결국 먹이에 따라 가장 적합한 부리가 지닌 핀치가 진화했다. 지금도 다윈의 핀치를 비롯한 갈라파고스 제도의 특색 있는 생물들은 과학자들에게 좋은 연구대상이 되고 있다. 그런데 영국 리딩대학의 마나부 사카모토 박사와 그의 동료들은 다윈의 핀치 중 하나인 큰땅핀치 (Geospiza magnirostris))를 조금 다른 시각에서 관찰했다. 큰땅핀치(사진)는 몸집에 비해 매우 크고 단단한 부리를 이용해서 단단한 견과류와 과일을 깨 먹는다. 연구팀은 이렇게 무는 힘을 대표할 수 있는 현생 및 멸종 동물 434종의 무는 힘(치악력)을 비교했다. 몸 크기에 비례한 무는 힘을 비교해 몸집에 비해 강한지 약한지를 알아본 것이다. 이 기준으로 보면 강력한 육식 공룡인 티라노사우루스렉스는 특별히 무는 힘이 강한 포식자는 아니다. 물론 티라노사우루스의 무는 힘은 현재 직접 측정할 방법이 없고 골격 모형에 근거한 추정이지만, 평균적인 추정치를 대입했을 때 몸 크기에 비례한 무는 힘은 큰땅핀치가 320배 정도 더 강하다. 사실 이것은 의외의 결과가 아니라 당연한 결과라고 할 수 있다. 티라노사우루스 같은 대형 육식 동물은 이미 거대한 턱과 날카로운 이빨을 지니고 있어 굳이 크기에 비해 더 강력한 무는 힘을 가질 필요가 없다. 연구팀은 몸무게 8t인 티라노사우루스의 무는 힘을 5만7000N으로 추정했는데, 이 정도면 초식 공룡의 뼈를 부러뜨리는 데 부족함이 없다. 반면 큰땅핀치는 몸무게가 33g에 불과한 작은 새지만, 단단한 과일과 견과류를 깨 먹어야 하므로 무는 힘이 70N에 달한다. 반면 반대의 길을 선택한 동물도 있다. 인간은 다른 동물과 비교해서 무는 힘이 약한 편에 속한다. 도구를 사용하는 법을 터득하면서 치아를 무기로 사용할 일이 사라지고 불과 도구를 이용해서 음식을 요리할 줄 알게 되면서 강력한 턱의 필요성도 줄어들었기 때문이다. 인간이 육식 동물만큼 강력한 턱을 가지고 있지는 않지만, 우리가 고기를 먹는데 아무 문제가 없는 것은 불과 도구의 사용 덕분이다. 당연한 이야기지만, 무는 힘이 얼마나 강한지는 그 동물이 처한 환경과 먹이에 따라 좌우된다. 물론 어느 쪽이든 모두가 치열한 생존 경쟁과 진화의 결과물이라는 점은 의심의 여지가 없다. 무는 힘이 강한 쪽도 그리고 약한 쪽도 모두 생존을 위한 노력의 결과이다. 티라노사우루스의 턱과 핀치의 부리 모두 생존을 위한 최선의 노력인 셈이다. 사진=큰땅핀치(피터 윌튼/위키피디아) 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com