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  • [달콤한 사이언스] 인류가 가장 먼저 가축화한 것은 다름아닌 ‘사람’

    [달콤한 사이언스] 인류가 가장 먼저 가축화한 것은 다름아닌 ‘사람’

    네안데르탈인, 데니소바인과 현생인류, 외형변화 보이는 유전자 숫자나 특성 달라 “무언가를 길들이지 않고서는 그것을 잘 알 수 없지…친구를 가지고 싶다면 나를 길들여줘…길들인다는 게 뭐지?…네가 나에게 이 세상에서 단 하나뿐인 존재가 되는거지. 나도 너에게 세상에 하나뿐인 유일한 존재가 되는거야.” 프랑스의 작가 생텍쥐페리의 대표작 ‘어린왕자’에서 나오는 여우의 유명한 대사 중 하나이다. 길들인다거나 익숙해진다는 단어와 가장 가까운 생물학적 용어를 찾는다면 ‘가축화’(domesticated)라고 할 수 있을 것이다. 인간이 나무 위에서 내려와 걷기 시작하고 사회를 이루면서 개, 고양이, 양, 소, 말 등 다양한 야생 동물들을 길들여 가축화시켜왔다. 그런데 그런 길들이기, 가축화의 가장 오래된 대상은 다름 아닌 ‘인간’이었다는 것을 증명하는 연구결과가 나왔다. 이탈리아 밀라노대 종양학·혈액종양학과, 유럽종양연구소 줄기세포 후성유전학연구소, 임상보건의료과학연구재단(IRCCS) 산하 고통완화요양병원, 스페인 바르셀로나대, 바르셀로나 복잡계연구소, 칸타브리아대 의생명과학기술연구소, 카탈로니아고등과학연구소(ICREA), 신경유전학센터, 독일 쾰른대 분자의학센터(CMMC), 쾰른대병원 인간유전학연구소, 하이델베르크대병원 인간유전학연구소, 스위스 취리히연방공과대(ETH) 신경과학연구소 공동연구팀은 현생인류인 호모사피엔스가 네안데르탈인이나 데니소바인 같은 친척들과 유전학적으로 갈라진 뒤 공격성을 줄이는 방향으로 스스로를 가축화시켰다고 6일 밝혔다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시즈’ 5일자에 실렸다. ‘현생인류가 이전 영장류 조상과 완전히 다른 것은 자기 길들이기(self-domestication) 때문’이라는 주장이 생물학계에서는 끊임없이 나왔었다. 자기길들이기, 또는 자기사육화는 인간이 스스로 동물적 본능을 억제하고 사회에 맞춰 가는 과정을 이야기한다. 현생인류가 인류의 조상들보다 덜 공격적이고 더 협동적이며 사회적이라는 것이 자기길들이기의 대표적 증거라는 설명이다. 가축화는 생물학적으로 나타나기도 하는데 반려견이나 고양이, 길들여진 여우 같은 경우는 이빨과 두개골이 작아지고 짧아진 꼬리, 접힌 귀 등의 신체적 변화와 함께 야생상태에 있는 것들보다 신경능줄기세포(neural crest stem cell)가 적다는 점이다. 사람도 진화과정을 거치면서 두개골이 작아지고 눈두덩이가 덜 튀어나오도록 변화됐다. 연구팀은 ‘BAZ1B’라는 유전자가 신경능줄기세포를 조절하는데 중요한 역할을 한다는 점에 착안해 연구를 실시했다. 여러 종류의 유전자가 자기길들이기에 관여했겠지만 외모 변화를 가져오는 대표적인 유전자 하나를 집중 분석한 것이다.일반적으로 사람들은 BAZ1B 유전자를 2개 갖고 있지만 윌리엄스-보이렌 증후군(WBS)을 갖고 있는 사람은 BAZ1B 유전가가 1개 밖에 없다. WBS를 앓는 사람들은 지적능력은 일반인과 큰 차이가 없지만 두개골이 작고, 얼굴도 작고 어리고 약해보이는 특징이 있으며 처음 보는 사람과도 오랫동안 눈을 마주치는 것을 피하지 않고 낯을 별로 가리지 않는 등 매우 사교적이고 상냥하다. 약간 지적 능력이 떨어지더라도 가벼운 학습장애나 불안증상만 보이는 것으로 알려져 있다. 연구팀은 BAZ1B 유전자가 자기길들이기의 대표적인 특징인 외모 변화에 영향을 미치는지 확인하기 위해 11개의 신경능줄기세포를 배양했다. 4개는 일반인, 4개는 WBS 환자, 3개는 WBS와는 다르지만 다른 유전적 장애를 갖고 있는 환자의 것이었다. 이렇게 배양된 세포를 이용해 BAZ1B 활성도를 변화시킨 뒤 관찰했다. 그 결과 BAZ1B 활성 변화가 안면이나 두개골 발달에 관여하는 것으로 알려진 다른 수 백개의 유전자에 영향을 미친다는 사실을 확인했다. 연구팀은 또 현생인류와 2명의 네인데르탈인 유전자, 1명의 데니소바인 유전자를 이용해 BAZ1B 유전자 여부를 분석했다. 그 결과 현생인류는 네인데르탈인이나 데니소바인에 비해 BAZ1B 유전자나 이에 영향을 받는 유전자들이 적은 것으로 확인됐다. 이번 연구를 주도한 주세페 테스타 이탈리아 밀라노대 교수(분자생물학)는 “동물의 가축화와 인간의 자기가축화는 비슷해보이지만 전혀 다른 개념”이라며 “인류가 협동사회를 유지하면서 외부에 대응하기 위해서 사회를 와해시키는 공격성을 없애려는 방향으로 진화를 해왔지만 동물의 가축화에서 볼 수 있듯이 인간의 공격성을 완전히 없애지는 못한 것 같다”라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • [안녕? 자연] ‘죽음의 덫’ 플라스틱 집 삼는 소라게…57만 마리 떼죽음

    [안녕? 자연] ‘죽음의 덫’ 플라스틱 집 삼는 소라게…57만 마리 떼죽음

    인도양의 작은 섬 두 곳에서 매년 57만 마리의 소라게가 플라스틱에 갇혀 떼죽음을 당한다는 연구 결과가 나왔다. 지난달 16일(현지시간) 환경공학 분야 세계 1위 저널 ‘유해물질 저널’(Journal of Hazardous Materials)에 공개된 논문에 따르면 인도양에 위치한 호주령 코코스 제도와 영국령 헨더슨 섬의 소라게 수십만 마리가 플라스틱 잔해의 위협을 받고 있다. 호주 태즈메이니아대학교 해양남극연구소(IMAS)와 영국 런던 자연사 박물관 등은 2017년 3월부터 2019년 9월까지 섬 곳곳에서 딸기 소라게(Coenobita perlatus)의 서식 환경을 관찰했다. 그 결과 코코스 제도와 헨더슨 섬에 서식하는 소라게 중 각각 50만7938마리와 6만961마리가 플라스틱을 껍데기로 활용했다가 떼죽음을 당하는 것으로 추산됐다.연구에 참여한 런던 자연사박물관 알렉스 본드 박사는 “껍데기가 없는 소라게는 다른 개체가 죽으면 빈 껍데기를 찾아 몰려든다”라고 설명했다. 페트병을 집으로 삼았다가 미처 빠져나오지 못한 소라게가 죽으면, 다른 소라게가 또 플라스틱으로 들어가 목숨을 잃는 끔찍한 연쇄작용이 반복되는 것이다. 연구팀은 작은 플라스틱 통 하나에서 무려 526개의 소라게 사체가 발견되기도 했다고 덧붙였다. 플라스틱이 소라게들에게는 죽음의 덫이나 마찬가지인 셈이다. 최근 조사 결과 코코스 제도에는 4억1400만 개(1㎡당 713개), 헨더슨 섬에는 3800만 개(1㎡당 239개)의 플라스틱 잔해가 해변을 뒤덮고 있는 것으로 나타났다. 연구팀은 이 플라스틱 잔해가 소라게의 서식을 위협하며 개체 수 유지에 악영향을 미친다고 강조했다.‘인도양의 파라다이스’로 불리는 코코스 제도와 1988년 유네스코 세계자연유산으로 등재된 헨더슨 섬은 최근 파도에 떠밀려온 플라스틱 쓰레기에 몸살을 앓고 있다. 코코스 제도는 인구 600여 명, 헨더슨 섬은 무인도라는 점을 고려하면 사람의 손길이 닿지 않는 곳까지 얼마나 많은 플라스틱 쓰레기가 영향을 미치고 있는지 짐작할 수 있다. 특히 10종의 희귀식물과 4종의 희귀조류가 서식하고 있는 헨더슨섬은 10년 사이 세계에서 가장 쓰레기가 많은 섬이라는 오명을 갖게 됐다. 독일, 캐나다, 미국, 칠레, 아르헨티나는 물론 일본 등 아시아에서 흘러들어온 것으로 보이는 쓰레기가 섬 전체를 뒤덮어 생태계를 위협하고 있다. 연구팀은 두 섬에서 관찰된 잔해의 95%가 플라스틱이었다면서, 일회용 제품 구매에 관대한 우리의 태도를 돌아볼 필요가 있다고 꼬집었다. 본드 박사는 “편의에 따르는 대가가 엄청나다는 것이 반복적으로 증명되고 있다”라고 경고했다. 권윤희 기자 heeya@seoul.co.kr
  • 1000년 혐한의 뿌리, 그 증오의 피라미드

    1000년 혐한의 뿌리, 그 증오의 피라미드

    피차별 부락민 혐오역사서 기원 극우 세계관 만나 인종차별 확산 일본 미디어·문화계 폐악 부추겨 재일동포 6세대 폭력 고통 반복 아베 정부의 우경화가 끝 모를 지경으로 치닫고 있다. 그와 맞물려 일본의 혐한(嫌韓) 수위도 위험 수준에 도달했다. 시위 현장에선 ‘한국인 쫓아내라’, ‘좋은 한국인도 나쁜 한국인도 모두 죽여라’ 같은 발언이 쏟아진다. 혐한은 어떻게 시작됐고 왜 이 지경일까. 노윤선 고려대 강사는 ‘혐한의 계보’를 통해 혐한의 궤적을 세밀하게 추적해 눈길을 끈다.지난해 10월 문화체육관광부가 공개한 ‘2018년도 국가이미지 조사보고서’는 일본의 혐한 정도를 가늠하게 한다. 16개국 8000명 대상의 조사에서 한국을 가장 부정적으로 생각하는 나라는 일본이었다. 긍정적 답변 20%에 비해 부정적인 응답은 절반에 가까운 43.4%나 됐다. 부정적인 답변 0.4%, 긍정적인 응답 96.4%인 인도네시아와 비교하면 엄청난 차이를 보인다. 그 혐한은 어디서부터 시작됐을까. 일본의 혐한 연구로는 맨 처음 박사 학위를 받은 저자는 1000년간 이어져 온 피차별 부락민 혐오와 극우 세계관에서 뿌리를 찾고 있다. 일본에서는 ‘에타’(穢多), ‘히닌’(非人)처럼 28종이나 되는 ‘불가촉천민’을 엄격히 분류해 사회제도며 언어 관습을 통해 삶을 옥죄 온 역사가 깊다. 저자는 이 대목에서 “2000년대 이후 확산 중인 혐한 담론에서 ‘불결하다’, ‘저능하다’, ‘추하다’, ‘범죄가 많다’는 등 생물학적 인종주의가 관찰되는 게 이런 역사와 무관하지 않다”고 지적하고 있다. 극우 세계관은 지금의 혐한과 직접적인 관련이 있다는 게 저자의 해석이다. 패전 이후 5년간 미군정 지배 아래 있었던 일본은 경찰예비대 창설, 보안대 설치, 자위대 발족 등으로 보수 우익의 목소리가 부상하기 시작했다. 1960년대 초반엔 안보 파동 여파로 좌익에 대한 위기감이 고조됐고 자민당을 비롯한 우익은 조직폭력단과 결탁했다. 결국 20세기 이후 일본에선 정당과 폭력조직, 사회단체가 트라이앵글을 이루며 평화헌법 가치에 반하게 일본사회를 우익화, 군국주의화해 왔다고 저자는 풀어내고 있다. ‘혐한’ 용어가 처음 등장한 건 1992년 3월 4일자 마이니치신문을 통해서다. 저자는 ‘혐한’ 신조어는 현대에 등장했지만 그 양상은 예나 지금이나 다르지 않다고 말한다. 1923년 간토대지진 때 조선인 학살과 2011년 동일본 대지진 무렵 혐한 시위의 유사성은 대표적이다. 간토대지진 발생 이튿날부터 일본에선 ‘조선인이 폭동을 일으킨다’, ‘폭탄을 소지한 채 방화하고 우물에 독극물을 집어넣고 있다’는 소문이 떠돌았다. 군대, 경찰과 함께 각지에서 조직된 자경단이 죽창, 일본도 등으로 무장해 조선인을 무려 6000여명이나 죽였다. 동일본대지진 때도 비슷했다. ‘조센진(朝鮮人)을 죽이자’, ‘학살하자’는 구호까지 등장했다. 외교부가 주일 공관별로 전수조사한 결과에 따르면 2009년 30건에 불과한 혐한 시위는 동일본대지진이 발생한 2011년 82건으로 늘었고 2012년엔 301건으로 3년 새 10배나 급증했다. 저자는 “도쿄는 아직도 90년 전의 트라우마에 사로잡혀 있다”며 “살육에 대한 기억은 억압되고 위험한 조선인의 이미지만 남아 있지만 간토대지진 당시의 학살이 일어나지 않으리라 단정할 수 없다”고 경고한다. 책에서 특히 눈여겨볼 대목은 혐한을 부 추기는 일본 미디어와 문화계의 폐악이다. 아베 신조 정권과 두터운 관계인 작가 하쿠타 나오키의 ‘영원한 제로’와 ‘해적이라 불린 사나이’는 영화와 드라마, 만화책으로 제작되며 혐한의 최전선에 서 있다. 특히 두 작품의 영화는 2020년 도쿄올림픽 개·폐막식 총감독인 야마자키 다카시 감독이 연출을 맡았는데 이는 정치와 현대문학, 영화산업이 긴밀히 얽혔음을 보여 준다고 저자는 말한다. 일본 속 혐한을 저자는 “증오의 피라미드는 현재 재일코리안 6세대에 걸쳐 일어나고 있으며 차별의 공포와 폭력의 고통을 되살아나게 해 차세대에까지 평생 반복될지 모른다는 절망감을 수반하고 있다”고 결론 짓는다. 아울러 “독일의 혐오발언 규제조항이 극우 정치가에게도 적용되는 것처럼 혐한도 엄격한 법률조항을 제정해 금지시킬 필요가 있다”며 “일본의 근현대사에서 생략된 내용이 교육으로 실천돼야 한다”고 강조한다. 김성호 선임기자 kimus@seoul.co.kr
  • “직급 오를수록 시야도 넓어져”… ‘킴 원리’ 주창한 한국인

    “직급 오를수록 시야도 넓어져”… ‘킴 원리’ 주창한 한국인

    30년 인사 경험 담은 논문 英학술지 등재 美교육자 ‘피터의 원리’ 반대 논리로 인용 고위공무원, 4차 산업혁명 사명 감당해야 김판석(63) 연세대 글로벌행정학과 교수가 자신의 30년 인사·행정 경험을 담은 논문을 영국의 유명 학술지(Public Money & Management)에 발표했다. 제목은 ‘직급만큼 본다’이다. 김 교수는 30년간 인사·행정 분야를 연구한 이 분야 전문가다. 1990년 인사행정론 강의를 미국에서 처음 시작했고 지금도 대학에서 학생들과 함께 호흡하고 있다. 참여정부 인사제도비서관과 문재인 정부 초대 인사혁신처장을 지내며 현장도 섭렵했다. 현장에 이론을 적용해 고위공무원단 제도와 인사수석실 신설 등 인사제도를 과감하게 혁신하는 아이디어를 다듬는 데 이바지했다. 김 교수는 5일 서울신문과의 인터뷰에서 “정부에서 일하면서 공무원들의 직급이 올라갈수록 책임감도 커지고 시야도 넓어지는 현상을 목격했다”고 논문의 아이디어를 설명했다. 그는 “(공무원들이) 스스로 ‘내 시각이 직급과 비교해 좁은 게 아닌가’ 돌아보고 지속적으로 성찰했으면 한다. 특히 고위공무원들은 빠르게 변하는 4차 산업혁명 시대에 맞춰서 세상의 흐름을 폭넓게 관찰하고 주어진 사명을 감당해야 한다”고 강조했다. 미국의 교육학자 로런스 피터가 주장한 ‘피터의 원리’(처음에는 유능한 부하 직원으로 출발한다고 하더라도 높은 직급으로 올라갈수록 무능이 드러난다)와는 반대 논리인 셈이다. 그는 “외국인들이 논문을 인용하며 ‘킴 원리’(Kim Principle)로 부르기 시작했다”고 덧붙였다. 김 교수는 지난 7월 인도네시아 조코 위도도(일명 조코위) 대통령과 나란히 특강에 나서기도 했다. 특강에는 인도네시아 각 부처 간부들, 신임 공무원 등 7000명이 참석해 김 교수의 말에 귀를 기울였다. 김 교수는 “지난해 조코위 대통령이 방한했을 때 인사처장으로서 인도네시아 행정개혁부와 업무협약(MOU)을 체결하는 등 예전부터 인도네시아와 인연이 있었다”면서 “인도네시아 공무원들 사기가 떨어져 있다는 말을 듣고 공무원의 헌신을 강조했고 내 자신의 마음도 뜨거워졌다”고 당시를 회상했다. 김 교수는 미래 계획도 밝혔다. “두 달 전 몽골에 가서 공무원 교육 훈련과 관련해 특강을 했다. 이처럼 개발 도상국에 인사·행정 제도를 전파하는 전도사 역할을 하고 싶다.” 현장을 떠난 그의 눈은 아직도 인사·행정을 향하고 있었다. 이범수 기자 bulse46@seoul.co.kr
  • [이소영의 도시식물 탐색] 내 소중한 뿌리들

    [이소영의 도시식물 탐색] 내 소중한 뿌리들

    얼마 전 우리나라에서 이용되는 약용식물을 그리느라 수리취를 관찰했다. 수리취는 식이섬유가 많아 차로 마시고 떡으로 만들어 먹기도 한다. 마침 프로젝트를 진행하는 수목원 전시원에 가면 수리취를 채집할 수 있다기에 현장에 갔다. 그런데 그곳엔 수리취 딱 한 개체만이 남아 있었다. 그림을 그리려면 이것을 뿌리째 채집해 작업실에 가져가야 한다. 그러면 이곳에는 수리취가 아예 없어진다. 연구자와 어떻게 할지 고민하던 끝에 결국 뿌리째 뽑되 현장에서 사진을 찍고 관찰만 한 후 곧바로 다시 심어 주기로 했다.식물의 기관 중 가장 좋아하는 부분이 어디인지 묻는다면 나는 대답하기 힘들다. 식물의 씨앗과 꽃 혹은 열매와 잎과 줄기 중 그 어느 하나를 고를 수 없을 정도로 소중하다. 식물의 기관은 오랜 진화의 산물로서 각자 중요한 역할을 하고 있고, 이들의 중요성과 경이로움을 너무나 잘 알고 있기 때문이다. 그러나 ‘식물세밀화를 그리는 과정에서’ 가장 소중한 부분이 어디인지 내게 묻는다면 나는 고민 없이 뿌리라고 답할 것이다. 식물세밀화에는 식물의 뿌리부터 줄기, 잎과 꽃, 열매, 종자 등 모든 기관이 기록돼야 한다. 하지만 나무의 경우 뿌리를 보지 못할뿐더러 단지 기록을 위해 수십년을 살아왔을 나무를 뿌리째 뽑는 것은 비효율적인 일이므로 나무 식물세밀화에는 뿌리를 그리는 일이 없다. 하지만 풀이라면 얘기가 다르다. 우리는 풀의 뿌리를 이용하는 일이 많고, 뿌리의 형태는 식물 식별의 열쇠가 되기도 한다. 그러므로 풀 그림에는 뿌리의 기록이 필요하다.그러나 그림을 그리자고 식물을 뿌리째 뽑는 건 커다란 죄책감이 드는 일이다. 잎, 꽃, 열매와 같은 식물의 일부를 채집한다고 해서 이 개체가 완전히 죽어 버리는 건 아니지만 뿌리를 뽑으면 이 개체의 삶이 중단돼 버리는 것이니까. 종의 보존을 위해 식물세밀화를 그리는 것인데, 단 하나 남은 수리취의 뿌리를 뽑아 버리는 건 너무 큰 희생이다. 그림을 다 그리고 뿌리를 다시 심기도 하지만 그리는 시간이 워낙 오래 걸리다 보니 다시 심어도 예전의 모습으로 돌아가리라는 보장은 없다. 게다가 다시 심어 주기 위해 빨리 관찰해 기록해야 한다는 시간적 압박감을 가질 수밖에 없고, 이 개체의 희생보다 값진 기록을 만들어 내야 한다는 부담감이 들기도 한다. 물론 이 압박과 부담은 좋은 기록을 만들 수 있는 힘이기도 하다. 그래서 대체로 뿌리를 채집하는 것을 최소화하거나 이미 채집돼 만들어진 표본을 보고 그리는 경우가 많다. 식물의 뿌리는 강한 비바람 속에서도 식물이 꿋꿋이 서도록 지탱해 주고, 토양의 수분과 양분을 흡수해 지상부에 보내는 역할을 한다. 우리 눈앞에 이 아름다운 꽃과 열매가 존재하는 건 우리 눈에는 보이지 않는 땅속의 뿌리 때문이다. 그렇게 내가 수리취 뿌리를 현장에서 관찰하고 다시 심어 준 날, 동료들과 수목원 근처 식당에서 밥을 먹었다. 밥을 다 먹으니 사장님이 우리에게 후식으로 따듯한 차 한 잔씩을 주셨다. 식당 뒷밭에 심은 더덕을 캐어 물로 씻은 후 썰어 말린 뒤 물에 끓인 더덕차라고 했다. 향긋했다. 동료들은 자신의 손보다 작은 컵을 두 손으로 조심히 잡고 홀짝홀짝 차를 마셨다. 이 모습이 마치 ‘내 소중한 뿌리’라고 몸으로 표현하는 것만 같았다. 수리취 뿌리를 뽑아야 할지 말지 고민하면서 한참을 밖에서 서성였던 터라 추위에 얼었던 몸을 더덕의 뿌리가 따뜻하게 녹여 줬다. 인류가 식물을 이용하는 방법은 수없이 많지만 차로 마시는 것만큼 식물을 귀하게 다루고, 예의를 다하는 일이 있을까 싶다. 수확한 뿌리를 깨끗이 씻어 햇볕에 말리고 볶기를 반복한 결과물을 다시 뜨거운 물에 우린 뒤 경건한 자세로 오랜 시간 음미해 가며 마시는 것. 어느 때보다 빠르고 편리해진 이 세상에서 잘 볼 수 없는 정성과 태도의 산물이다. 지금 내 앞에는 우엉차가 있다. 그림을 그리거나 글을 쓸 때 나는 이 차를 즐겨 마신다. 농사를 짓는 이모 밭에 심은 우엉 뿌리를 수확해 가져와 깨끗이 씻은 후 썰어 오랜 시간 볕에 건조한 후 볶은 것을 뜨거운 물에 우린 것이다. 우리 눈에 보이지 않던 땅속의 우엉 뿌리가 내 눈앞 한잔의 차가 되기까지의 과정과 식물의 희생을 떠올리며, 나는 고마운 마음으로 이 차를 마신다. 이제 얼마간은 푸르른 풀들을 볼 수 없을 것이다. 그러나 땅속 깊숙이 눈과 얼음을 방패 삼아 다가올 봄을 기다리며 에너지를 충전하고 있을 수많은 풀뿌리를 떠올리면 어쩐지 이 겨울 풍경이 마냥 삭막하고 황량하게 느껴지지만은 않는다.
  • 섭씨 100만도 화염 속으로… 파커, 태양풍 가속의 비밀 풀다

    섭씨 100만도 화염 속으로… 파커, 태양풍 가속의 비밀 풀다

    발사 1년 만에 태양 2400만㎞ 앞에 근접 태양서 나오는 초속 200~900㎞ ‘태양풍’ 자기장 변화가 가속 만든단 사실 밝혀내 초속 450㎞ 미만 바람 코로나 구멍서 비롯 그리스 신화에서 크레타섬에 갇힌 천재 발명가 다이달로스는 아들 이카로스와 함께 새의 깃털을 밀랍으로 붙여 만든 날개를 달고 탈출을 시도한다. 다이달로스는 탈출 직전 이카로스에게 “태양을 똑바로 쳐다보고 날지 마라. 그러면 추락하게 될 테니까”라고 충고를 했다. 그러나 하늘을 나는 것에 신이 난 이카로스는 태양을 향해 너무 높이 날았다가 날개를 잃고 바다에 떨어져 죽었다.태양은 지구에 사는 모든 생물에게 생명의 원천이다. 과학기술이 눈부시게 발달했지만 얼마 전까지만 해도 태양은 멀리서 바라볼 수밖에 없는 천체였다. 태양 표면의 온도는 5778K(절대온도 켈빈·섭씨 약 5504도)이고 태양 대기 가장 바깥쪽인 코로나의 온도는 100만K(약 섭씨 99만 9727도)에 이르기 때문에 ‘태양 탐사는 불가능한 임무’였다. 그러나 지난해 8월 12일 미국 플로리다 케이프커내버럴 공군기지에서 인류 최초로 태양 탐사를 목적으로 만들어진 ‘파커 태양 탐사선’이 발사됐다. 파커 태양 탐사선은 1958년 태양에서 입자와 자기장의 지속적 방출이 있다는 태양풍 가설을 세운 과학자 유진 파커 박사의 이름을 딴 것으로 생존 과학자의 이름을 우주선에 명명한 것은 처음이었다. 파커 태양 탐사선은 발사 1년 만에 태양과 가장 가까운 행성인 수성까지 거리인 5800만㎞보다 더 가깝게 태양에 다가가 관찰했다. 그렇게 얻어진 데이터를 바탕으로 태양풍의 기원과 고에너지 입자물리학에 대한 통찰력을 보여 준 연구 결과들이 한꺼번에 발표됐다. 미국 프린스턴대, 항공우주국(NASA) 고다드우주비행센터, 캘리포니아공과대(칼텍), 존스홉킨스대 응용물리학연구소 등 15개 연구기관과 그리스, 영국, 프랑스 공동연구팀을 비롯한 세 개의 연구팀은 파커 탐사선이 태양에서 2400만㎞ 떨어진 곳까지 근접해 코로나를 정밀 관찰해 얻은 데이터들을 분석해 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 5일자에 세 편의 논문과 한 편의 분석논문으로 발표했다. 태양에서 불어오는 바람이라고 할 수 있는 태양풍은 양전자, 전자 같은 미립자와 고에너지 입자 등 물질을 초당 약 100만t 가까이 방출하고 있다. 태양풍의 속도는 초속 200~900㎞인데 초속 750~900㎞는 빠른 태양풍, 초속 450㎞ 이하는 느린 태양풍으로 분류된다. 태양풍은 보통 코로나를 떠나면서 속도가 빨라지고 지구 가까이 오면서 속도나 특성이 변화되는데 이전까지는 이 같은 현상에 대해 정확한 설명을 내놓지 못했었다. 저스틴 캐스퍼 미시간앤아버대 기후우주과학과 교수가 주도한 연구팀은 파커 태양 탐사선이 보내온 자료를 분석한 결과 자기장의 변화가 태양풍의 속도를 증가시킨다는 사실을 발견했으며 이런 속도의 증가는 이론적으로 예측한 것보다 더 빠르다는 것을 확인했다. 또 러셀 하워드 미해군연구소 박사가 주도한 연구팀은 초속 450㎞ 미만의 느린 태양풍에 초점을 맞춰 분석을 했는데 느린 태양풍은 태양의 적도 부근에서 발견된 코로나 구멍에서 비롯된다는 사실을 확인했다. 이번 연구를 종합한 데이비드 맥코머스 프린스턴대 우주물리학과 교수(플라스마물리학)는 “태양에 가깝게 다가가는 것 자체가 매우 위험한 모험이지만 파커 태양 탐사선은 앞으로도 5년 동안 태양에 근접하면서 지금까지 알지 못했던 태양의 구조와 태양풍에 대한 상세한 정보를 얻게 될 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • 석 달간 금주 인증샷 약속 지켜 감형…치유법원 덕에 음주 뺑소니범 ‘새 삶’

    석 달간 금주 인증샷 약속 지켜 감형…치유법원 덕에 음주 뺑소니범 ‘새 삶’

    비공개 카페에 금주 수행 날마다 올려 재판부, 피고인 달라진 모습 응원 댓글 징역 1년형 원심 깨고 집행유예 선고“순간의 실수로 가족 모두를 잃을 뻔했는데 새롭게 시작할 기회를 준 법원에 감사할 따름입니다. 180도 달라진 삶을 살겠습니다.” 4일 오전 서울 서초구 서울고등법원 303호 법정. 형 집행을 유예한다는 판사의 선고에 허모(34)씨가 울먹였다. 서울고법 형사1부(부장 정준영)는 이날 음주 뺑소니 혐의로 재판에 넘겨진 허씨에게 원심(징역 1년)을 파기하고 징역 6월에 집행유예 1년을 선고했다. 재판부는 “피고인이 3개월 전 재판부와 한 약속을 충실하게 지켰다는 점을 감안했다”고 밝혔다. 4살 아들과 9살 딸의 아버지인 허씨는 이미 두 차례나 음주운전으로 벌금형을 선고받은 경력이 있는 상습 음주운전자였다. 지난 1월엔 음주운전을 하다 교통사고를 낸 뒤 도망쳤고, 경찰의 음주 측정을 세 차례나 거부하면서 재판에 넘겨져 1심에서 징역 1년형을 받았다.구치소 안에서 꼼짝없이 징역형을 기다리는 상황이던 지난 8월, 2심 재판부는 허씨에게 ‘치유법원 프로그램’이라는 뜻밖의 제안을 했다. 향후 3개월간 절제력과 책임감을 키워 변화하는 모습을 보여 주면 양형에 고려하겠다고 한 것이다. 치유법원 프로그램은 범죄의 원인이 된 행동이나 습관을 바꾸기 위해 재판부가 피고인에게 일정 기간 과제를 부여한 뒤 그 결과를 양형에 반영하는 제도다. 현재 미국과 영국, 캐나다와 호주 등의 형사절차에서 치유법원이 운영되고 있다. “지금 생각하면 강박증이 있었던 같아요. 회식 때 술을 마시지 않으면 안 된다고 생각해 매번 술을 마셨죠. 설마 하는 마음에 운전대를 잡았는데 그게 사고로 이어질 줄은 몰랐습니다.” 허씨는 “가족보다 일을 중요하게 여겼기 때문에 벌어진 일”이라며 거듭 후회했다. 재판부는 허씨에게 향후 3개월간 금주하고 매일 오후 10시 전에 귀가해 비공개 카페인 ‘치유법원 카페’에 동영상을 포함한 활동보고서를 작성해 올릴 것을 권고했다. 구치소에서 보석으로 나온 허씨는 그날부터 술을 딱 끊었다. 대신 퇴근 후 아이들과 함께 저녁을 먹고 책을 읽으며 시간을 보냈다. 아빠의 달라진 모습에 아이들도 기뻐했다. 허씨는 아이들의 웃음소리가 담긴 동영상을 매일 비공개 카페에 올렸다. 재판부와 검사, 허씨의 변호인도 매일 응원과 격려의 댓글을 달며 조력자 역할을 톡톡히 했다. 허씨는 “술을 끊은 뒤 일찍 집으로 가서 아이들과 시간을 보냈다”며 “딸은 이제 엄마보다 절 더 많이 찾게 됐다”고 말했다. 허씨는 국내에서 최초로 시행된 ‘치유법원 프로그램’의 첫 수혜자가 됐다. 정준영 부장판사는 “처벌만이 능사가 아님을 보여 주는 치유법원 프로그램의 첫 졸업자인 허씨가 우리 사회에 밝고 따뜻한 희망의 메시지를 전해 주길 바란다”고 말했다. 재판부는 허씨에게 1년간의 보호관찰명령을 내리며 가능한 한 금주하고 특별한 사정이 없다면 오후 10시까지 귀가하라는 다소 완화된 명령을 부과했다. 재판부는 “허씨의 지난 3개월 삶이 녹아 있는 비공개 자료 등은 연구 차원에서 활용할 계획”이라며 “우리나라에서도 치유법원이 정식으로 시행되길 기대한다”고 덧붙였다. 글 사진 민나리 기자 mnin1082@seoul.co.kr
  • 폭포수처럼 녹아내리는 그린란드 빙상…지구 온난화의 악몽

    폭포수처럼 녹아내리는 그린란드 빙상…지구 온난화의 악몽

    남극 대륙의 빙상 다음으로 지구상에서 두 번째로 큰 그린란드 빙상이 지구 온난화 탓에 급격하게 소실되고 있다는 사실이 무인항공기(드론)를 사용한 관측 조사에서 확인됐다. 이는 해수면 상승이 생각보다 빠르게 진행되고 있음을 시사하는 것. 영국 케임브리지·애버리스트위스·랭커스터대 공동 연구진은 그린란드 북서부 스토레 빙하에 있는 야영지에서 드론들을 운용해 그린란드 빙상에 생긴 균열이 어떻게 확장해 나가는지를 관측하는 데 성공했다고 밝혔다.그린란드 빙상은 그린란드 표면의 약 80%인 121만 ㎢ 이상을 덮은 거대한 빙하 얼음 덩어리로, 매년 여름철 기온 상승에 따라 이른바 빙하 구혈 또는 몰린(moulin)으로 불리는 빙하 균열 수천 개가 얼음 표면 위에 발생한다. 그런데 문제는 그 사이로 빙상에서 녹은 물인 융빙수가 흘러내려간다는 것이다. 융빙수는 여름 내내 균열을 통해 폭포수처럼 흘러드는 데 그 깊이는 무려 1㎞에 달하는 것으로 알려졌다. 연구진은 유럽연합(EU)이 후원하는 대규모 프로젝트인 리스폰더(RESPONDER)의 일환으로, 그린란드 빙상의 변화를 추적하기 위해 그린란드 북서부 스토레 빙하에 있는 야영지에서 드론을 운용했다.드론에는 오토파일럿 장치가 장착됐고 미리 프로그램 된 비행 경로를 따라 운항됐다. 거기에는 위성위치확인시스템(GPS)을 탑재해 관측 조사 시 촬영한 사진 수백 장의 정확한 위치를 추적할 수 있었다. 흥미롭게도 연구진은 이번 조사에서 그린란드 빙상 위에 자연 발생한 한 거대한 호수의 물이 불과 5시간 만에 급격히 줄어드는 모습을 포착하는 데 성공했다. 이는 호수 바로 밑에 생긴 거대한 균열 때문에 올림픽 수영장 2000개분에 달하는 융빙수가 3분의 1 수준으로 감소한 것이라고 연구진은 설명했다. 이에 대해 드론을 운용한 연구진의 톰 추들리 케임브리지대 스콧극지연구소 박사과정 연구원은 “빙하 균열이 그린란드 빙상의 전반적인 불안정성에 미치는 영향을 과소 평가했을 가능성이 있다. 이처럼 빠르게 물이 빠져나가는 호수를 실제로 관찰한 사례는 드물다”면서 “운이 좋게도 우리는 적시에 적당한 장소에 있었다”고 말했다. 이번 탐사대를 이끈 포울 크리스토페르센 박사 역시 “지금까지 대부분 관측은 위성들에 의해 제공됐다”면서 “이번 사진 덕분에 그린란드 빙상 표면을 3D로 재구성할 수 있었다”고 덧붙였다. 이제 연구진은 시추 장비를 이용해 빙상의 균열로 흘러내려간 융해수가 어떻게 되는지, 기후가 계속 따뜻해지면 빙상이 어떻게 변할 수 있는지 등을 조사하고 있다고 설명했다. 자세한 연구 결과는 국립과학원회보(PNAS) 최신호에 실렸다. 사진=연구팀 제공 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr
  • 관절염, 통풍, 치매 등 염증성 질환 실시간 관찰해 한 방에 잡는다

    관절염, 통풍, 치매 등 염증성 질환 실시간 관찰해 한 방에 잡는다

    바람이 스쳐지나가기만 해도 자지러질 듯이 아프다는 통풍, 날씨가 흐리기만 해도 온 몸이 욱신거리게 하는 관절염, 이전의 기억을 서서히 잃어 존엄한 삶을 망가뜨리는 치매. 이들의 공통점은 바로 ‘염증’이다. 실제로 체내 염증 반응 조절이 제대로 되지 않아 발생하는 질병은 전 세계 사망률 1위인 암을 비롯해 알츠하이머, 세균감염으로 인한 패혈증까지 다양하다. 이 때문에 많은 의료현장에서 염증 반응을 추적해 진단하는데 활용하고 있다. 그러나 현재 사용되는 위상차 영상 정보로는 염증성 질환 조기 진단에 한계가 있다. 이런 상황에서 국내 연구진이 체내 염증 반응을 실시간으로 빠르게 확인할 수 있는 새로운 영상화 기술을 개발해 주목받고 있다. 한국과학기술연구원(KIST) 테라그노시스연구단, 서울대 의대 공동연구팀은 각종 질병의 원인인 체내 염증현상을 영상으로 관찰하고 추적할 수 있는 기술을 개발했다고 3일 밝혔다. 이번 연구결과는 재료과학 분야 국제학술지 ‘바이오머티리얼즈’에 실렸다. 각종 염증성 질환은 인플라마좀이라는 특정 단백질이 활성화되면서 나타나는 것으로 알려져 있다. 기존에는 체내에서 인플라마좀 활성화를 시공간적으로 분석할 뿐 실시간 변화를 측정하기 어려웠고 일부에서는 유전자 조작을 통해 실시간 관찰을 가능케 했지만 환자를 대상으로 적용하기 어려운 연구목적에만 쓰여왔다. 연구팀은 염증 단백질이 아닌 염증 발생 초기에 중요한 역할을 하는 효소인 ‘캐스페이즈-1’이라는 물질에 주목했다. 연구팀은 이 물질에 닿으면 빛을 낼 수 있는 형광물질을 개발해 형광 신호의 강도 변화를 실시간으로 관찰할 수 있도록 했다. 이 형광물질은 독성이 없고 체내에서 빠르게 분해돼 생체 적합성이 뛰어나다나는 장점이 있다. 실제로 알츠하이머, 대장염, 암 등 다양한 염증성 질환을 앓도록 만든 생쥐에게 이번에 개발한 형광물질을 투여하는 실험을 실시한 결과 질병의 실시간 변화를 관찰할 수 있었다. 또 염증성 질환의 증상이 외부로 나타나기 전에 조기에 진단하는데도 성공했다. 권익찬 KIST 박사는 “이번 연구를 활용하면 체내 염증효소의 변화를 실시간으로 관찰하고 염증성 질환의 조기 진단과 치료제 개발, 효능 평가에도 활용할 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • [이승훈의 과학을 품은 한의학] 한의학이 새로운 의학적 발견에 미친 영향

    [이승훈의 과학을 품은 한의학] 한의학이 새로운 의학적 발견에 미친 영향

    의학계에서는 의도치 않거나 전혀 상관없어 보이는 단서가 새로운 의학적 발견이나 치료제 개발에 영감을 주는 일이 많다. 1950년대 결핵치료제로 사용되던 이프로니아지드는 기분 항진 효과가 있어 최초의 우울증 치료제로 개발됐으며, 상품명 ‘비아그라’로 잘 알려진 실데나필 또한 심장병 치료제로 개발했다가 임상시험 중 부작용으로 지속적인 발기 증상이 관찰돼 발기 부전치료제로 쓰고 있다. 마찬가지로 한의약의 전통적인 치료법이나 연구들도 다른 의학적 치료나 연구 방법에 영향을 미치고 있다. 대표적인 사례가 개똥쑥이다. 동의보감에도 등장하는 개똥쑥은 열을 내리고 더위 먹은 증상을 치료하며 몸이 달아오르는 증상을 없애고 학질 치료에 효과적이다. 중국 중의과학원 출신 한약 연구자인 투유유는 서기 3세기쯤 동진시대 갈홍이 쓴 ‘주후비급방’(?後備急方)이라는 책에서 영감을 얻어 개똥쑥에서 유효성분을 추출해 말라리아 치료제를 개발했다. 그는 각종 중의학서에 기록된 말라리아와 유사한 증상에 효과적인 2000여종의 한약재를 선별해 최종적으로 200여종의 치료 약제를 추출해 스크리닝했다. 수많은 연구 끝에 개똥쑥에서 추출한 아르테미시닌이라는 물질이 말라리아 억제율을 높인다는 사실을 발견했다. 그러나 개똥쑥 자체로는 항말라리아 효과가 크지 않아서 포기하려는 순간 주후비급방에 기록된 ‘개똥쑥 한 움큼을 2승의 물과 함께 비틀어 짜서 마시라’는 문구에서 영감을 얻어 고열로 유효성분을 추출하던 기존의 방법 대신 저온 추출을 시도했다. 이에 아르테미시닌 성분이 다량으로 추출되고 말라리아 치료에도 효과적이었다. 투유유는 공로를 인정받아 2015년 노벨생리의학상을 받았다. 노벨위원회는 “전통 중의학으로부터 영감을 얻은 항말라리아 의약품 개발 연구에 대한 상”이라고 덧붙였다. 과거의 유물로만 여겼던 고전 의서가 새로운 신약의 시발점이나 추출방법의 단서가 된 것이다. 혈 자리가 의학 치료의 수단으로 인정받은 사례도 있다. 대표적인 게 구역감이나 메스꺼운 증상을 줄이려고 자극하는 내관혈이다. 위장과는 전혀 상관없을 것 같은 손목 근처에 있는 내관혈이 오심, 구토에 효과적이라는 보고가 잇따르자 엄밀한 검증이 이뤄졌다. 다수의 무작위 배정 임상시험을 통해 내관혈이 다양한 원인으로 인한 오심, 구토에 효과적이라는 사실이 밝혀졌다. 2017년 근거중심의학을 주도하는 코크란 연합에서는 내관혈 자극은 더이상의 연구가 필요 없을 정도로 오심과 구토에 효과적이라고 발표하기도 했다. 이를 바탕으로 밴드 지압, 전기자극, 피내침 등 다양한 형태로 내관혈을 자극하는 방법이 개발됐다. 특히 약물부작용 우려가 큰 임신부에게는 입덧밴드(Sea-Band)라고 불리는 내관혈 지압이 많이 쓰이고 있으며, 전 세계 암센터가 항암화학요법 치료 환자들의 오심, 구토를 줄이려고 내관혈을 자극하는 방법을 많이 쓰고 있다.
  • 태양전지 효율 획기적으로 높이는 비밀 풀어냈다

    태양전지 효율 획기적으로 높이는 비밀 풀어냈다

    햇빛을 전기로 바꿔주는 태양광 에너지는 온실가스와 미세먼지를 줄일 수 있는 대표적인 신재생에너지 중 하나로 꼽히고 있다. 그러나 광자 한 개를 하나의 전하입자로만 변환시킬 수 있다는 제한 때문에 태양전지의 효율을 높이는데 한계가 있다. 국내 연구진이 광자 한 개를 더 많은 전하입자로 변환시킬 수 있는 방법을 찾아내 주목받고 있다. 기초과학연구원(IBS) 나노구조물리연구단, 네덜란드 암스테르담대 공동연구팀은 빛 에너지(광자)에 비례해 전하 캐리어 수가 늘어나는 캐리어 증폭현상을 2차원 물질에서 처음 관찰하는데 성공해 태양전지 효율을 획기적으로 늘릴 수 있는 단초를 마련했다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 2일자에 실렸다. 일반적으로 에너지가 아무리 커도 광자 한 개는 전하 운반입자(캐리어) 한 쌍만 만들어 낼 수 있다. 그렇지만 특정 조건에서는 캐리어 증폭현상이 일어나 광자가 두쌍 이상의 전하입자를 만들 수 있는 것으로 알려져 있었다. 이런 물질은 나노미터 크기의 양자선(線)이나 양자점(點), 2차원 물질이 있다. 2차원 물질은 그래핀처럼 두께가 원자층 수준의 얇은 물질로 기존 물질과는 전혀 다른 물리현상이 나타나 차세대 반도체로 주목받고 있다. 특히 2차원 물질에서는 여분의 빛 에너지가 캐리어로 모두 전환될 수 있다고 이론상 알려져 있지만 관측된 적은 없었다. 연구팀은 캐리어 증폭현상을 발생시킬 수 있는 가능성 높은 후보물질을 합성했다. 그 결과 서로 다른 화합물을 기체로 만든 다음 진공 상태에서 반응을 일으켜 얇은 막을 형성시키는 기상화학증착 방식으로 광변환 효율이 좋은 것으로 알려진 몰리브덴디텔루라이드와 텅스텐디셀레나이드를 대면적으로 합성시키는데 성공했다.이렇게 만들어진 전이금속 칼코젠 화합물을 초고속 분광법으로 분석한 결과 캐리어 증폭현상이 관찰됐다. 관찰 결과 여분의 에너지가 추가 캐리어를 만들어 냄으로써 기존 실리콘 태양전지의 빛-전기 전환효율의 한계인 33.7%를 넘어서는 것이 확인됐다. 이 때문에 연구팀은 이번 합성물질을 태양전지로 활용하면 전지효율을 46% 가까이 끌어올릴 수 있을 것으로 기대하고 있다. 이영희 나노구조물리연구단 단장(성균관대 교수)는 “이번 연구결과를 활용하면 태양전지는 물론 광검출기 등 다양한 광전자 분야 기기를 만드는데 도움을 줄 수 있을 것”이라며 “특히 이번에 찾아낸 2차원 전이금속 칼코젠 소재는 가볍고 우수한 빛흡수력, 뛰어난 내구성, 유연성 때문에 플렉서블 태양전지 상용화까지 기대할 수 있다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • [와우! 과학] 위기 처한 산호초를 지켜라…부유식 산호 신생아실 개발

    [와우! 과학] 위기 처한 산호초를 지켜라…부유식 산호 신생아실 개발

    형형색색의 산호와 다양한 해양 생물체가 공존하는 산호초는 스쿠버 다이빙에만 좋은 장소가 아니다. 전체 바다에서 산호초가 차지하는 면적은 0.1%에 불과하지만, 지금까지 발견된 해양 생물 종의 25%가 산호초에 있을 만큼 생물학적 다양성이 높은 곳으로 해양 생태계에서 가장 중요한 장소로 지목된다. 하지만 산호초를 구성하는 산호는 온도 및 환경 변화에 민감한 생물로 최근 급속히 진행되는 지구 온난화 및 해양 오염으로 인해 큰 위험에 처해 있다. 예를 들어 산호가 공생 미생물을 방출하는 백화 현상(Coral bleaching)은 온도 상승이 원인으로 최근 지구 전역에 있는 산호초에서 관찰된다. 세계 최대의 산호초인 호주의 그레이트 배리어 리프(Great Barrier Reef)에서는 2016년부터 발생한 대규모 백화 현상으로 인해 전체 산호의 29~50%가 죽은 것으로 추정된다. 호주 서던 크로스 대학 피터 해리 교수가 이끄는 연구팀은 새로운 산호를 빠르게 공급해 산호초의 회복 속도를 높이는 연구를 진행 중이다. 산호는 식물처럼 보이지만, 사실 동물로 번식기에는 막대한 양의 정자와 난자를 배출해 물속에서 수정한다. 연구팀은 이 정자와 난자를 모은 후 부유식 보호 장치 안에서 산호 공생 조류(zooxanthellae)와 함께 새끼 산호로 키웠다. 일종의 부유식 산호 신생아실인 셈이다. 사실 물고기 알을 인공적으로 수정한 후 태어난 치어를 일정 시간 키우는 일은 현대 어업에서 드물지 않다. 하지만 산호는 인공 수정은 쉬워도 사육은 쉽지 않다. 산호는 에너지의 대부분을 공생 조류에서 얻기 때문이다. 따라서 산호에게는 반드시 공생 조류와 햇빛이 필요하다. 연구팀은 개방된 바다에서 안전한 그물망을 지닌 부유식 시스템을 만들고 여기에서 수정된 산호를 키우는 방법을 개발했다. 안전한 그물망 안에서 산호는 포식자에 먹힐 염려 없이 자랄 수 있다. 태어난 후 5일 정도만 안전하게 자라도 산호의 생존 가능성은 크게 높아진다. 다만 이 방법이 의미 있는 성과를 거두려면 막대한 양의 산호를 공급해야 하기 때문에 더 대규모의 산호 수정 및 양육 시스템이 필요하다. 현재까지 연구 결과는 만족스럽지만, 연구팀은 앞으로 더 대규모의 시스템을 개발하기 위해 노력하고 있다. 물론 근본적인 해결책은 지구 온난화를 막고 해양 오염 문제를 해결하는 것이다. 하지만 당장에 파괴되는 산호초를 지킬 수 있는 응급처치도 필요하다. 이 방법이 효과적이라면 전세계 산호초 보호에 큰 희망이 될 것이다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com
  • 굶주린 북극곰 ‘고래 사냥’ 포착…지구온난화 속 처절한 생존

    굶주린 북극곰 ‘고래 사냥’ 포착…지구온난화 속 처절한 생존

    캐나다에서 굶주린 북극곰이 벨루가 고래를 사냥하는 순간이 포착됐다. 기후 변화로 북극곰의 생존 방식에 변화가 생기고 있다. BBC어스는 30일(현지시간) 자연다큐멘터리 ‘일곱 개의 세계 하나의 행성’(Seven Worlds One Planet)에서 캐나다 북동부 허드슨만의 북극곰 관찰기를 방송했다. 자연 다큐멘터리 거장이자 저명한 동물학자인 데이비드 애튼버러 경은 이날 방송에서 캐나다가 지구상 그 어떤 나라보다 빨리 따뜻해지고 있다면서 북극곰의 생존을 우려했다. 실제로 BBC는 허드슨만에서 벨루가 고래 사냥에 나선 북극곰 무리와 마주쳤다. 곰들은 바위 위에서 벨루가 고래가 지나갈 때까지 기다렸다가 등 뒤로 뛰어내려 머리를 물어 고래를 사냥했다.애튼버러 경은 “한 무리의 북극곰이 먹이가 부족한 여름을 버틸 기발한 방법을 찾아냈다”라고 설명했다. 이어 “우리는 계속해서 우리의 행성을 변화시키고 있고, 계절은 더욱 예측이 어렵게 달라지고 있다”고 경고하고 야생동물이 이런 변화에 적응할 수 있을지 우려스럽다고 밝혔다. 지상 최강의 포식자 북극곰의 주 먹이는 물범이다. 물범이 얼음에 나 있는 ‘숨구멍’으로 올라오기를 기다렸다가 낚아채는 방식으로 사냥한다. 물고기나 새, 순록 등을 잡아먹기도 하며 여름에는 나무 열매나 해초 등도 먹는다. 그러나 지구온난화로 해빙의 면적이 줄어들면서 사냥도 어려워졌다. 이 때문에 최근 몇 년 사이 고래 사체를 먹거나 고래를 직접 사냥하는 북극곰이 쉽게 눈에 띈다.2014년 봄 노르웨이 북극연구소도 얼음에 난 숨구멍 옆에서 흰부리돌고래 사체를 뜯어먹는 북극곰을 발견했다. 당시 연구팀은 겨울과 봄이면 두껍게 어는 북극해가 온난화로 녹으면서 우연히 흘러온 흰부리돌고래가 숨구멍을 찾아 머리를 내밀었다가 북극곰의 먹이가 된 것으로 추정했다. 2017년 10월에는 시베리아 북극 해안가에 무려 230마리가 넘는 북극곰이 고래 사체 주변에 몰려들었다. 단독생활을 하는 북극곰이 한데 모여 먹이를 먹는 모습은 먹이 부족에 시달리는 북극곰의 상황을 여실히 보여줬다. 미국 워싱턴대학 북극과학센터 크리스틴 라이드레 박사는 “만약 지구온난화가 지금처럼 지속된다면 2040년쯤에는 해빙 없는 북극의 여름을 보게 될 것”이라면서 “지난 100만 년 동안 북극곰 서식지에서 일어난 그 어떤 최악의 상황도 뛰어넘을 것”이라고 전망했다. 권윤희 기자 heeya@seoul.co.kr  
  • [유용하 기자의 멋진 신세계] 해저 광케이블로 쓰나미 전조 포착한다

    [유용하 기자의 멋진 신세계] 해저 광케이블로 쓰나미 전조 포착한다

    지진은 자주 발생하지는 않지만 한 번 발생하면 엄청난 인적·물적 피해를 가져오는 자연재해다. 큰 지진이 발생한 뒤에는 항상 지진 며칠 전부터 개미나 새들이 떼지어 다른 곳으로 이동했다든가, 물고기들이 떼지어 죽었다든지, 원인 불명의 가스 냄새가 났다든지 하는 전조 현상이 있었다는 이야기가 나온다. 그러나 과학자들은 지진을 예측하는 것은 현재 기술로는 사실상 불가능하고 흔히 얘기되는 전조 현상들은 지진과 관련 없으며 사후 해석에 불과하다는 입장이다. 그렇다고 과학자들이 지진 예측에 손을 놓고 있는 것은 아니다. 인명·재산 피해를 최소화하기 위해 일기예보처럼 지진도 사전에 예측할 수 있는 다양한 과학적 방법들을 찾고 있다. 미국 캘리포니아 버클리대(UC버클리) 지구·행성과학과, 로렌스버클리 국립연구소 에너지 지구과학연구부, 몬터레이베이해양연구소(MBARI), 라이스대 지구·환경·행성과학과 공동연구팀은 해저 광섬유 케이블을 이용해 지진해일(쓰나미)이나 바닷가 지진의 원인인 해저지진을 감지할 수 있는 기술을 개발했다. 이 같은 연구 결과는 세계적인 과학저널 ‘사이언스’ 11월 29일자에 실렸다. 연구팀은 캘리포니아주 서쪽 연안도시인 몬터레이 앞바다에 설치된 22㎞ 길이의 통신용 광섬유 케이블과 분산음향감지시스템(DAS)을 이용해 6개월 동안 해저 지각활동을 관찰했다. DAS는 케이블에서 나오는 파장과 신호의 미세한 변화를 감지해 주변 환경의 변화를 감지해 내는 기술이다. 그 결과 그동안 발견되지 않았던 몬터레이 해안 주변의 새로운 해저 단층을 발견하고 미세한 규모의 해저지진을 사전에 예측해 내는 한편 해안에서 45㎞ 떨어진 내륙에서 발생한 규모 3.4의 지진이 바다에 미치는 영향을 관찰하기도 했다. 조너선 아조프랭클린 로렌스버클리연구소 교수(지구물리학)는 “이번 연구 결과는 현재 전 세계 바다에 깔려 있는 약 1000만㎞ 이상의 광섬유 케이블 네트워크를 이용해 지진 사전 예측은 물론 지진관측소가 설치되지 않은 지역까지 지진 감시를 가능하게 만들어 줄 것”이라고 말했다. edmondy@seoul.co.kr
  • [사이언스 브런치] 깜짝 놀라 얼어붙었는데… 행복호르몬 탓이라니

    [사이언스 브런치] 깜짝 놀라 얼어붙었는데… 행복호르몬 탓이라니

    공포영화나 스릴러영화를 보면 예상치 못한 상황에 맞닥뜨렸을 때 등장인물들이 순간적으로 ‘얼어붙는’ 장면들이 나오곤 한다. 일상생활에서도 갑자기 놀라운 상황에 접하면 자신도 모르게 몸이 움츠러들고 움직일 수 없게 된다. 미국 컬럼비아대 분자생물물리학과, 생화학과, 신경과학과, 스위스 로잔연방공과대(EPFL) 뇌연구소, 생체공학연구소 공동연구팀은 위험 상황에 놓였을 때 순간적으로 몸을 얼어붙게 만드는 신체 반사작용이 다름 아닌 행복 호르몬 ‘세로토닌’ 때문이라는 사실을 밝혀내고 생명과학 분야 국제학술지 ‘커런트 바이올로지’ 11월 28일자에 발표했다. ‘놀라 얼어붙는 반응’은 사람을 포함한 포유류는 물론 파리, 물고기까지 거의 모든 동물에게서 관찰되지만 정확한 메커니즘이 밝혀지지 않아 생물학계의 수수께끼 중 하나로 남아 있었다. 연구팀은 초파리들을 두 그룹으로 나눠 한 그룹은 세로토닌이 분비되지 않도록 만들었다. 세로토닌은 뇌의 시상하부 중추에 있는 신경전달물질로 ‘행복 호르몬’으로 잘 알려져 있다. 연구팀은 초파리들이 날지 않고 걷도록 한 다음 걸음걸이를 분석할 수 있는 실험 장치인 ‘플라이워커’에 넣어 실내를 갑자기 어둡게 만들거나 소형 모터로 심한 흔들림을 느끼도록 한 다음 반응을 관찰했다. 그 결과 세로토닌이 분비되지 않는 초파리들에게서는 갑작스러운 상황이 발생해도 멈추지 않고 계속 움직이는 것이 관찰됐다. 그러나 일반 초파리들에게서는 깜짝 놀라서 잠깐 멈춘 다음 정전 상황일 때는 조심해서 천천히 걷고 지진 상황에서는 이전보다 더 빨리 움직이는 것이 확인됐다. 연구팀은 세로토닌이 일종의 비상 브레이크처럼 작동해 갑작스러운 변화에 대한 정보를 수집하고 어떻게 대응해야 할지 결정할 수 있게 해주는 역할을 한다고 설명했다. 리처드 만 컬럼비아대 교수(시스템 생물학)는 “이번 연구는 기억과 정서, 기분 조절에 주로 관여하는 것으로 알려진 신경전달물질인 세로토닌이 감각 정보를 처리해 운동반응을 유도하는 데도 중요한 역할을 한다는 것을 처음 밝혀냈다는 점에서 의미가 크다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • ‘니모’가 영원히 사라진다…흰동가리, 기후변화 적응 못해 ‘멸종 위기’

    ‘니모’가 영원히 사라진다…흰동가리, 기후변화 적응 못해 ‘멸종 위기’

    애니메이션 영화 ‘니모를 찾아서’의 주연 말린과 니모 부자(父子)의 실제 모델인 흰동가리가 지구상에서 영원히 사라질 수도 있다고 과학자들이 경고하고 나섰다. 프랑스 국립과학연구원(CNRS) 등 연구진은 26일(현지시간) 흰동가리는 독특한 번식 습성을 지녀 기후변화에 적응하지 못하고 멸종할 위험이 있다고 밝혔다. 연구진이 10년 넘게 파푸아뉴기니 동부 연안에 있는 킴베 섬 주변 바다에서 흰동가리를 관찰해온 결과, 이들 물고기는 짝을 선택하는 방식이 매우 까다로운 것으로 나타났다. 말미잘과 거기에 공생하는 흰동가리는 생존을 위해 산호에 의존해야만 한다. 이 점을 고려하면 현재 산호는 해수온 상승과 오염 등 위협과 인간의 침입 등 위험에 노출돼 있어 거기에 의존해야 하는 말미잘과 흰동가리 역시 환경 변화에 빠르게 적응할 필요가 있다는 것이다. 하지만 거기에는 큰 어려움이 따를 수 있다고 연구진은 지적했다. 연구를 주도한 CNRS 소속 브누아 푸졸 박사는 “흰동가리가 적응하고 있다는 점이 보장되려면 이들이 번식에 성공해야 하는 것”이라면서 “그런데 흰동가리는 안정적이고 양호한 환경에 의존하는 매우 특별한 번식 주기를 갖고 있다”고 설명했다. 연구진에 따르면, 각 말미잘에는 흰동가리 암컷 한 마리와 성적으로 활발한 수컷 한 마리 그리고 성적으로 활발하지 못한 수컷 여러 마리가 함께 산다. 그런데 만일 거기서 암컷이 죽으면 성적으로 활발한 수컷이 암컷으로 변하는 ‘성 전환’이 이뤄지고, 성적으로 활발하지 않은 수컷들 중 가장 큰 개체가 성적으로 활발해진다는 것이다. 그러나 흰동가리는 환경적인 제약이 있으면 이런 번식 방식을 다르게 바꾸는 유전변이를 갖고 있지 못하다고 푸졸 박사는 지적했다. 이는 기후 변화가 이대로 억제되지 못하면 흰동가리가 멸종할 수 있다는 것이다. 지난해 유엔(UN) 산하 정부간기후변화위원회(IPCC)는 기후 변화에 따른 기온 상승을 1.5℃ 미만으로 억제하더라도 지구상에서 적어도 70%의 산호가 사라질 것이라고 지적했었다. 이에 대해 연구진은 만일 기온 상승 수준을 2℃ 미만으로밖에 제한하지 못하면 산호는 물론 거기에 의존하며 살아가는 흰동가리 등 생명체는 사실상 멸종할 수 있다고 설명했다. 자세한 연구 결과는 국제 학술지 생태학 회보(Ecology Letters) 최신호에 실렸다. 사진=AFP 연합뉴스 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr
  • 값싼 철로 물에서 수소에너지 쉽게 뽑아낸다

    값싼 철로 물에서 수소에너지 쉽게 뽑아낸다

    지구온난화와 대기오염의 주범으로 꼽히는 화석연료 사용을 줄이기 위한 연구에 많은 과학자들이 뛰어들고 있다. 특히 물을 전기분해해 얻을 수 있는 수소에너지에 대해 관심이 집중되고 있다. 수소자동차의 경우는 연료가 수소이기 때문에 가동 중에 산소와 결합해 물을 배출하는 정도이기 때문에 친환경적이라고 평가받고 있기도 하다. 물 분해를 통해 수소를 만들어 낼 때 투입되는 에너지를 최소화하는 것이 중요하다. 국내 연구진이 물 분해 반응효율을 높여 전기를 적게 사용하고도 수소를 손쉽게 얻을 수 있는 방법을 찾아냈다. 울산과학기술원(UNIST) 화학과, 화학공학과, 한국과학기술연구원(KIST) 공동연구팀은 철-코발트-인산을 결합시킨 촉매로 물을 분해해 수소에너지를 손쉽게 얻을 수 있는 기술을 개발했다고 25일 밝혔다. 이번에 개발한 촉매는 기존에 사용되고 있는 촉매보다 25%나 효율이 높은 것으로 확인되기도 했다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’에 실렸다. 중고등학교 과학시간에 배웠듯이 물을 분해하면 수소와 산소를 얻을 수 있게 된다. 문제는 물 분해시 산소 발생 반응은 상대적으로 느려 전체 물 분해반응의 효율을 낮춘다는 것이다. 이를 해결하기 위해 산화이리듐, 산화루테늄을 촉매로 반응속도를 높인다. 이리듐과 루테늄이 고가의 귀금속이기 때문에 수소 생산비용이 높아진다는 단점을 갖고 있다.연구팀은 산화그래핀을 지지대로 해서 그 위에 철, 코발트, 인산 같은 비교적 구하기 쉽고 저렴한 물질을 이용해 산소 발생촉진용 촉매를 만들었다. 연구팀은 최적의 촉매 분자구조를 만들기 위해 슈퍼컴퓨터를 이용해 이론적으로 계산한 뒤 실험적으로 합성해 냈다. 이번에 개발한 철-코발트-인산 촉매는 산화이리듐촉매보다 전기분해시 사용되는 전력량이 적게 들어가는 등 전반적으로 수소 생산 효율이 25% 이상 개선된 것으로 확인됐다. 이와 함께 5000번 이상 사용한 뒤에도 촉매 분자 구조가 변하지 않았고 반응성도 떨어지지 않는 것이 관찰됐다. 김광수 UNIST 화학과 교수는 “기존에 사용되어 온 값비싼 상용 촉매보다 산소 발생 반응성이 훨씬 개선된 데다 수백 배 저렴한 촉매를 개발했다는데 의미가 크다”며 “앞으로 연료전지 등 여러 친환경 에너지 물질의 촉매 개발에도 유용할 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • 정교해지는 실리콘 가면, 목격자 20%는 진짜 얼굴로 착각 (연구)

    정교해지는 실리콘 가면, 목격자 20%는 진짜 얼굴로 착각 (연구)

    누군가의 얼굴을 모방해 만든 ‘실리콘 가면’(마스크)이 정교해짐에 따라 실제 얼굴과 구별하지 못하는 경우가 상당할 수 있다는 것을 보여주는 연구 결과가 나왔다. 실리콘 가면은 이름 그대로 실리콘 등의 유연성이 큰 소재를 사용해 주름은 물론 주근깨나 수염 등 사람 얼굴의 특징을 묘사해 실제 사람처럼 보이게 한 것으로, ‘극사실주의 가면’이라고도 불린다. 기존 연구와 범죄 수사 결과에 따르면, 이처럼 사실적인 가면은 실제 상황에서 진짜 사람 얼굴로 여겨질 수 있다. 단 신체 언어나 보는 사람의 관심 정도 등 요인에 따라 영향을 받을 수 있다. 이런 실리콘 가면이 사진상에서 실제 얼굴로 여겨질 가능성을 조사하기 위해 영국 요크대와 일본 교토대 공동 연구진이 영국과 일본에서 각각 참가자 60명, 총 120명을 대상으로, 일면식이 없는 다른 사람의 실제 얼굴과 누군가가 착용한 정교한 실리콘 가면이 찍힌 사진 두 장을 함께 보여주고 어느 쪽이 진짜 얼굴인지를 맞추게 했다.각 참가자는 모니터 화면에 나타나는 한 쌍의 사진을 보고 어느 쪽이 실리콘 가면으로 생각하는지를 정해야 했다. 실리콘 가면은 사실성이 높은 것과 그렇지 않은 것이 무작위로 나타났다. 그 결과 5분의 1의 참가자가 실리콘 가면을 실제 얼굴로 착각한 것으로 나타났다. 연구를 이끈 제트 샌더스 박사(요크대)는 “참가자들에게 한 쌍의 사진마다 0.5초의 시간제한을 부여했을 때, 사실성이 높은 가면은 사실성이 낮은 가면(0.3초)보다 선택하는 데 오랜 시간이 걸렸다”면서 “사실성이 낮은 가면을 구별하는 정확도는 98%로 제한 시간 내 성공률이 50%에 불과했지만, 사실성이 높은 가면을 구별하는 정확도인 66%보다 훨씬 높은 것이었다”고 설명했다. 이어 “이는 일부 참가자가 실제 얼굴보다 사실성이 높은 가면을 진짜로 인식했을 가능성을 시사한다”고 덧붙였다. 이런 연구에서 관찰 시간을 제한하는 것은 일반적인 관행이지만, 연구진은 이런 부분이 제한 요인이 되는지를 평가하기 위해 새로운 코호트 집단으로 실험을 반복하고, 시간제한을 없앴다. 그 결과 사실성이 높은 가면의 경우 응답 속도는 1.1초까지 느려지고, 20%의 참가자는 실제 얼굴을 실리콘 가면으로 잘못 판단하는 것으로 나타났다. 또 연구진은 참가자들의 이런 구별 능력이 자신과 다른 인종을 모방한 실리콘 가면을 구분할 때도 영향을 받는지 살폈다. 이 실험에서는 응답 시간이 약 0.4초 더 느리고 선택의 정확도 역시 5% 더 떨어졌다.이에 대해 연구에 참여한 롭 젠킨스 박사는 “우리는 참가자들에게 각 사진에서 실리콘 가면을 구별하는 것임을 분명히 공지했다. 실험을 시작하기 전에는 사례를 보여줬다”면서 “실제 상황에서는 사실성이 높은 가면은 매우 드물고 많은 사람이 그 존재조차 모를 수 있어 오인율은 이번 연구에서보다 훨씬 더 높을 것”이라고 말했다. 또 샌더스 박사는 “극사실주의 가면은 사람 외모의 주요 특성을 잘못 파악하게 할 수 있어 가면인지를 감지하지 못하면 보안이나 범죄를 예방하는 데 중대한 영향을 미칠 수 있다”면서 “제조 기술의 발전으로 가격이 더욱더 저렴해짐에 따라 범죄 현장에 널리 쓰일 수 있다”고 지적했다. 이제 연구진은 추가 연구를 통해 실제 얼굴과 얼굴의 특정 부위만을 왜곡하는 쓰이는 부분 가면을 구별하는 것이 어려운지를 평가하고 이 또한 인종에 따라 영향을 받는지도 살필 것이라고 밝혔다. 자세한 연구 결과는 국제 학술지 ‘인지 연구 : 원리와 함축’(Cognitive Research: Principles and Implications) 최신호(21일자)에 실렸다. 사진=요크대 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr
  • 뇌 반쪽 잃어도 지능은 똑같네

    뇌 반쪽 잃어도 지능은 똑같네

    19세기 중반 미국 버몬트주 중부에 건설 중이던 러틀랜드~발링톤 철도 공사장 현장감독이었던 25세의 청년 피니어스 게이지(1823~1860)는 신경과학 역사에 가장 유명한 사람 중 한 명이다. 1848년 9월 13일 길을 내기 위해 바위 사이에 화약을 다져 넣던 중 불꽃이 튀면서 폭발이 일어났고 그가 사용하고 있던 길이 1.13m, 두께 3.18㎝, 무게 6㎏의 쇠막대가 왼쪽 뺨으로 들어가 오른쪽 머리 윗부분을 관통해 20m 뒤로 날아가 떨어지는 사고가 났다.달구지로 인근 병원까지 실려갔지만 병원에 도착했을 때 다른 사람 도움 없이 혼자서 일어났던 게이지는 왼쪽 뇌 전두엽에 엄청난 손상이 생기고 머리에는 지름 9㎝ 정도의 구멍이 생기기까지 했다. 게이지의 사고는 뇌 손상이 발생했을 때 해부학적, 신경과학적, 심리학적 변화를 보여주는 대표적 사례로 남아 있다. 21세기 들어 뇌과학은 더 빠르게 발전하고 있지만 뇌의 특정 부위가 어떤 기능을 하는지, 뇌의 한 부분이 손상되거나 없어질 경우 어떤 문제가 생기는지에 대해서는 정확하게 밝혀지지는 않았다. 미국 캘리포니아공과대(칼텍) 인문사회과학부, 매사추세츠종합병원 바이오메디컬 이미징센터, 하버드대 의대, 매사추세츠공과대(MIT) 컴퓨터과학부, 싱가포르 국립대 전자컴퓨터공학과 공동연구팀은 뇌 한쪽이 없더라도 정상인보다 더 복잡한 뇌 연결망이 만들어져 뇌가 온전하게 기능하는 데 도움을 준다는 것을 확인했다. 이번 사례분석 연구결과는 생명과학 분야 국제학술지 ‘셀 리포츠’ 20일 자에 실렸다. 연구팀은 좌뇌와 우뇌 중 한쪽을 제거한 20~30대 남녀 6명의 뇌를 기능성자기공명영상(fMRI)으로 촬영해 뇌의 기능적 연결을 정량화하고 작동방식을 파악했다. 실험에 참가한 이들은 뇌전증으로 인한 발작이 심해 이를 완화하기 위해 생후 3개월~11살에 뇌 한쪽을 제거하는 수술을 받았다. 일반인들은 좌뇌와 우뇌가 뇌량으로 연결돼 기능적으로 네트워킹하면서 인식, 감정, 행동을 만들어 내는 것으로 알려져 있다. 이 때문에 상식적으로 뇌 한쪽이 없다면 행동이나 인식, 기억 등에 문제가 있을 것으로 생각하기 쉽다. 이런 문제도 분석하기 위해 연구팀은 정상인 6명을 무작위로 선발해 이들의 뇌도 fMRI로 촬영해 비교했다. 또 일반적인 뇌 기능과 활동, 유전적 변화까지 파악하기 위해 뇌신경 관련 빅데이터인 ‘뇌 게놈 구축 프로젝트’(GSP)에 등록된 10~20대 건강한 남녀 1482명의 뇌와도 비교했다. 우선 연구팀은 뇌 한쪽이 없는 이들도 일반인과 똑같이 지능지수를 갖고 있으며 온전한 언어능력과 감정조절, 행동을 보인다고 밝혔다. 또 연구팀은 전체 뇌를 400개 영역으로 분획해 fMRI 영상을 분석했다. 그 결과 뇌의 한쪽만 갖고 있어 200개 분획 영역 밖에 없는 사람들은 일반인들보다 기능적 뇌 연결망이 비정상적이라고 할 정도로 강하게 연결돼 있는 것이 관찰됐다. 뇌의 한쪽에 문제가 생길 경우 다른 부분에서 해당 영역의 기능을 대신해 보완하는 일종의 ‘뇌 가소성’이라는 생체기능 덕분에 반쪽 뇌만으로도 일반인과 똑같이 생활할 수 있다고 연구팀은 해석했다. 도릿 클리만 칼텍 박사(인지신경과학)는 “이번 연구는 뇌졸중, 뇌종양, 외상성 뇌손상 등으로 뇌 손상을 입은 사람들이 정상적 삶을 살 수 있는 방법을 찾을 수 있도록 해줄 것으로 본다”고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • [유용하 기자의 사이언스 톡] 실리콘 코팅 씌운 변기… 세균 제거·물 절약 ‘일석이조’

    [유용하 기자의 사이언스 톡] 실리콘 코팅 씌운 변기… 세균 제거·물 절약 ‘일석이조’

    매주 네이처, 사이언스, 셀, 미국국립과학원회보(PNAS), 플로스원 등 학술지에서 발표되는 과학 논문들을 훑어보면 ‘무슨 이런 연구를 하나’라는 생각이 드는 연구들도 꽤 많습니다. 이번 주에도 그런 독특한 연구 논문들이 많았지만 특히 눈에 띈 것은 화장실 변기와 관련된 것이었습니다. 미국 펜실베이니아주립대(펜스테이트대) 기계공학과, 재료과학과, 의생명공학과, 재료연구소, 영국 크랜필드대 경쟁적창조디자인센터(C4D) 공동연구팀의 연구 성과인데 이들은 화장실 변기 표면에 세균이 달라붙는 것을 막고 물 사용을 획기적으로 줄일 수 있는 기술을 개발했습니다. 이 연구결과는 환경과학 분야 국제학술지 ‘네이처 지속가능성’(Nature Sustainability) 19일 자에 실렸습니다. 특정 대상의 위생 상태를 강조하기 위해서 화장실 변기와 비교해 세균이 몇 배 많다든지 하는 식의 국내외 연구결과를 흔히 접할 수 있습니다. 비교 대상은 컴퓨터 키보드, 스마트폰, TV 리모컨, 이어폰, 자동차 핸들, 식당 메뉴판, 칫솔, 돈, 도마, 엘리베이터 버튼, 세면대, 설거지용 수세미 등 무수히 많습니다. 이런 조사결과들을 보면 ‘우리 주변에 화장실 변기보다 깨끗한 것은 사실상 없는 것 아닌가’라는 생각이 들 정도입니다. 화장실 변기에 세균수가 얼마 이상이면 안 된다는 기준 같은 것은 없습니다. 단순히 세균 수의 많고 적음이 아니라 세균의 종류와 질병을 유발시킬 수 있는 세균들이 있는가를 보는 것이 훨씬 중요할 것입니다. 우리 몸은 음식물이 입안으로 들어오는 순간부터 소화기관을 거치면서 영양분들을 흡수합니다. 영양분이 모두 빠져나간 음식물 찌꺼기들이 밖으로 배출되는 곳이 화장실입니다. 그렇기 때문에 변기를 정밀 분석해보면 설사나 배탈을 유발하는 대장균이나 식중독을 일으키는 포도상구균 같은 병원균들이 쉽게 발견된다고 합니다. 많은 사람들이 사용하는 공용 화장실이 가정의 화장실보다 세균수는 물론 병원균들도 많을 수밖에 없을 것입니다. 화장실을 청결하게 관리해야 하는 이유입니다. 연구진은 배설물 같은 오물은 물론 그 속에 있는 병원균까지 깨끗하게 씻어내릴 수 있는 코팅 기술을 개발했습니다. ‘액체 침착 유연표면 코팅’(LESS)이라고 부르는 기술인데 변기를 새것으로 바꿀 필요 없이 LESS를 변기 안쪽에 스프레이처럼 골고루 뿌려주기만 하면 된다고 합니다. LESS는 변기 표면에 머리카락보다 10억 배 얇은 실리콘 돌기로 된 얇고 미끄러운 막을 미세 코팅시키는 것입니다. 변기에 LESS를 완전 코팅하는 데 걸리는 시간은 5분 남짓이라고 합니다. LESS로 코팅한 변기에는 이물질이 거의 묻지 않고 현미경 관찰 결과 악취와 질병을 유발시키는 세균도 깨끗이 쓸려 내려가는 것이 확인됐습니다. 부가적인 이득은 변기를 깨끗하게 하기 위해 사용되는 물도 적게 투입된다는 점입니다. 화장실 변기를 씻어내는 데 한 번에 6ℓ의 물이 투입되는데 이것의 절반 정도만으로도 변기를 깨끗하게 만들 수 있다는 설명입니다. 실제로 전 세계적으로는 매일 약 1410억ℓ의 물이 화장실 변기에 사용된다고 합니다. 이는 물 부족을 겪고 있는 아프리카 전체 인구의 하루 물 사용량의 6배에 해당되는 양입니다. 이 때문에 LESS 기술은 공중보건 위생이 취약한 저개발국가에 특히 유용하게 쓰일 것이라고 연구진은 보고 있습니다. edmondy@seoul.co.kr
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