지구온난화와 기후변화의 주범으로 꼽히는 이산화탄소를 쓸모 있는 메탄연료로 바꿔주는 광촉매 기술을 국내연구진이 개발했다.카이스트 화학과 송현준 교수와 목포대 남기민 교수 공동연구팀은 탄산수에 포함된 이산화탄소를 태양광을 이용해 99% 순도의 메탄연료로 변환시키는 금속산화물 광나노촉매를 개발하는데 성공했다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 7일자에 실렸다. 태양광은 차세대 에너지 원으로 주목받고 있지만 날씨의 영향을 많이 받는다는 단점이 있다. 이 때문에 많은 과학자들이 태양광 에너지를 메탄이나 바이오 연료 등 화학에너지로 직접 변환해 저장이나 이용측면에서 용이하게 만드는 연구를 진행 중에 있다. 특히 태양광으로 이산화탄소를 쓸모있는 연료로 변환시키는 기술이 주목받고 있는데 이산화탄소는 매우 안정적인 물질이기 때문에 변환이 쉽지 않다. 연구팀은 선크림에 주로 쓰이는 아연산화물 나노입자를 합성한 뒤 표면에 구리산화물을 단결정으로 성장시켜 콜로이드 형태의 아연-구리산화물 혼성 나노구조체를 만들었다.구리산화물은 빛을 받으면 높은 에너지를 가진 전자를 만들어 탄산수에 녹아있는 이산화탄소를 메탄으로 손쉽게 바꿔주는 역할을 한다. 아연산화물도 빛을 받으면 전자를 만들어 구리산화물로 전달해주기 때문에 나뭇잎에서 일어나는 광합성현상과 유사한 원리로 반응시간을 오래 유지할 수도 있다는 장점이 있다. 일반적으로 수용액에서 반응실험을 할 경우 이산화탄소에서 99%의 순수한 메탄을 얻을 수 있다. 송현준 교수는 “태양광을 이용한 이산화탄소의 직접 변환 반응의 상용화에는 많은 시간이 필요하지만 이번 연구에서처럼 나노 수준의 촉매 구조의 정밀한 조절은 광촉매 반응의 효율과 시간을 단축시킬 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

“레스토랑 잘못 고르면 내내 양파만 까다가 올 수도 있어.”이탈리아 요리학교 수업 과정이 끝날 무렵, 강사인 마르코 셰프가 평소 장난기 가득한 표정과는 달리 사뭇 진지한 표정으로 학생들 앞에 섰다. 앞으로 8개월 동안 견습할 레스토랑을 잘 선택하라는 얘기였다. 학생들은 기왕이면 미슐랭 스타급 레스토랑에서 경력을 쌓고 싶어 하지만 큰 주방일수록 역할분담이 철저하고 위계질서가 엄격한 편이다. 양파만 까다가 올 수 있다는 건 실습 기간 내내 허드렛일만 할 수도 있다는 의미다.반면 작은 주방일수록 요리를 직접 해 볼 수 있는 기회가 많은데 초보에게 프라이팬을 맡겨야 할 만큼 환경이 열악할 가능성도 높다. 그날 밤, 기숙사에서는 ‘설마 양파만 까다 오겠어’ 파와 ‘정말로 양파만 까면 어떡하지’ 파 사이에 열띤 토론이 벌어졌다.양파 까는 일은 대부분 막내의 몫이다. 가장 하찮은 일로 여겨지지만 뒤집어 생각해 보면 제일 기본이 되는 일이다. 양파를 빼놓고는 서양요리를 이야기하기 쉽지 않다. 전통적으로 요리사들이 음식에 은은한 단맛을 불어넣고자 할 때 가장 많이 선택하는 재료이자 서양요리책을 펼쳐 보면 가장 많이 보게 되는 게 양파다. 프렌치식 어니언 수프처럼 스스로가 주연이 될 때도 있지만 대부분 조연으로서 음식에 맛과 향을 더한다. 요리라는 무대에서 양파와 멋진 호흡을 보여 주는 배우가 더 있다. 양파와 더불어 ‘주방의 삼위일체’라 불리는 당근과 셀러리다. 이 세 가지 채소를 작은 직육면체 모양으로 잘게 썰어 은근한 불에 볶은 것을 프랑스에서는 미르푸아라고 부른다. 주로 수프나 스튜를 끓일 때 쓰이거나 오븐에 고기와 함께 넣고 구운 후 빠져나온 육즙과 함께 곱게 갈아 스테이크와 함께 곁들이는 그레이비 소스로도 사용된다. 요리를 다양한 맛을 한 겹 한 겹 쌓아 올리는 건축에 비유하자면, 미르푸아는 지반을 다지는 기초공사에 해당한다. 서양요리, 그중에서도 냄비를 사용해 조리하는 요리에서 맛의 바탕을 깔아 주는 역할을 한다. 서양음식이 파와 마늘, 고춧가루를 주로 사용하는 한식과는 다른 맛의 지평을 보여 주는 이유이기도 하다. 인류의 여명부터 함께해 온 양파는 어디서든 잘 자라고 쉽게 수확할 수 있어 예로부터 식재료로 많이 사용됐다. 중세에 이르러 특유의 황 화합물 냄새 때문에 높으신 분들은 잘 먹지 않는 가난한 자들의 식재료로 취급받았다. 이에 비해 셀러리는 19세기 이전까지만 해도 꽤나 귀하신 몸이었다. 가장 연하고 아삭한 아랫줄기의 흰 부분만 사용했는데 셀러리를 재배할 때 줄기가 녹색으로 광합성되는 것을 막고자 일일이 주변을 흙으로 감싸 키웠다. 후에 스스로 하얗게 자라는 품종이 나타나자 셀러리 가격은 곤두박질쳤고 이내 양파와 같은 처지로 전락했다. 11세기경 중동에서 유럽으로 건너온 당근은 사실 처음부터 주황색이 아니었다. 18세기 네덜란드에서 돌연변이인 주황색 당근을 개량해 선보이기 이전까지 사람들은 자주색, 검은색의 당근을 먹어 왔다. 익혀도 먹음직스러운 빛깔을 유지하는 주황색 당근이 나타나자 다른 색깔의 당근이 설 자리는 좁아지게 됐다. 전통적으로 유럽에서 양파와 당근은 푹 익혀 요리에 은은한 단맛을, 셀러리는 특유의 향미를 불어넣는 데 쓰였다. 저마다 쓰임새가 있던 세 식재료가 미르푸아라는 이름으로 묶어 불리게 된 데는 사연이 있다. 18세기 프랑스 미르푸아 공작의 조리장이 기가 막힌 고기요리 소스를 개발했는데 여기에 양파와 당근, 셀러리가 사용된 것이다. 미르푸아 공작은 이 소스에 자신의 이름을 붙였고 이후 맛을 내는 기본 재료로 유럽 각지에 널리 알려졌다고 전해진다. 사실 그 이전에도 세 가지 채소를 이용한 레시피들이 존재했다는 걸 미루어 볼 때 미르푸아 공작의 조리장이 최초로 맛을 발명했다기보다는 미르푸아 공작이 처음으로 세 채소에 하나의 이름을 붙였다고 보는 것이 훨씬 설득력이 있다. 어쨌든 공작의 조리장은 양파와 당근의 단맛과 익은 셀러리에서 풍겨 나오는 감칠맛이 음식의 맛을 한층 더 풍부하게 만들어 준다는 사실은 알고 있었던 셈이다. 유럽 각국에서는 기후와 풍토에 따라 저마다 변형된 미르푸아를 사용한다. 스페인이나 이탈리아에서는 미르푸아를 소프리토라고 하는데 보통 셀러리 대신 토마토를 사용하기도 한다. 소프리토는 스페인식 냄비볶음밥인 파에야를 만들 때 필수다. 이탈리아 일부 지역에서는 세 가지 채소 외에 마늘을 첨가하기도 한다. 실습장소로 선택한 시칠리아의 작은 주방에서 다행히 양파만 까는 불상사는 일어나지 않았다. 프랑스 요리의 영향을 강하게 받은 이탈리아 중북부의 어느 주방이었다면 매일같이 양파를 까고 당근을 썰고 셀러리를 토막 냈으리라. 주방에서 일한 지 한 달쯤 지났을까. 미슐랭 별이 주렁주렁 달린 주방으로 간 친구에게서 연락이 왔다. “형, 진짜 한 달 동안 양파만 깠어요.”

박하선이 출산 후 근황을 공개했다.배우 박하선은 16일 자신의 인스타그램에 “사이좋게 온가족 예방접종 가는 길. 얼마만에 머리 풀음?”이라며 “오랜만에 일광욕. 광합성. 감기 조심하셔요”라는 글과 함께 자연 속에서 햇살을 맞고 있는 모습을 공개했다. 또 박하선은 “오랜만이에요”라는 글과 함께 셀카를 게재했다. 청순함 넘치는 모습으로 눈길을 끌었다. 박하선은 하루 전에는 지난 8월 태어난 딸의 사진을 공개하기도 했다. 곤히 잠든 딸의 손을 잡고 있는 사진으로 훈훈함을 자아냈다. 한편 박하선과 류수영은 2년 간 열애하고 지난 1월 결혼했다. 그리고 올해 8월 첫 딸을 출산했다. 사진 = 서울신문DB 연예팀 seoulen@seoul.co.kr

물이 우리에게 정말 중요하다는 말은 너무나 당연하기 때문에 흘려버리는 명제 중 하나다. 그렇기 때문에 지난번<서울신문 8월 22일자 29면 ‘분자구조로 본 물의 소중함’>에 언급했음에도 불구하고 이번에 새삼 다시 강조하는 것이다.초등학생들도 아는 것처럼 지구 지표면의 4분의3을 물이 덮고 있다. 이 많은 물은 태양계가 형성되면서 지구가 탄생할 때부터 있었다. 그래서 생물의 탄생과 그 이후 약 38억년 동안 기나긴 생물 변화의 역사도 물속에서, 그리고 물과 밀접한 관계 속에서 일어났다. 그 흔적은 지금도 곳곳에서 발견할 수 있다.물속에서 생물들은 물이라는 물리적 환경에 적응할 수밖에 없다. 빨리 움직여야 하는 동물들은 모두 물살을 가르기에 유리한 유선형 몸체를 가진다. 참다랑어, 조기, 멸치 등 대부분의 어류는 물론 포유류인 물개와 조류인 펭귄도 예외가 아니다. 또 어류가 아가미를 통해 호흡을 하고 부레를 이용해 물속에서 상하 이동하는 것 등도 생물들이 물에 적응한 대표적인 사례다. 인간은 물 밖에서 산다. 지금 우리에게는 당연한 것처럼 느껴지지만 처음으로 물 밖으로 나온 우리의 조상 생물들에게는 커다란 도전이었다. 물속과 달리 산소를 풍부하게 공급받을 수 있다는 것은 분명한 장점이지만 공기 중으로 물(수분)을 뺏기는 것은 목숨이 걸린 일이었기 때문이다. 약 5억년 전부터 땅 위로 올라온 식물의 조상은 육상에서 물과 양분을 흡수하기 위해 균류에 의존할 수밖에 없었다. 지금도 콩과식물을 비롯한 많은 식물들은 양분의 흡수를 위해 곰팡이류와 공생을 하고 있다. 또 수분을 보존하기 위해 식물들은 체표면을 큐티클로 덮고 기공을 통해서만 기체와 물이 출입하도록 했다. 식물들은 광합성에 필요한 빛에너지를 더 얻기 위해 키가 자라면서 뿌리에서 흡수한 물을 위로 공급하기 위해 관다발 체계를 진화시켰다. 식물들의 번식 방식도 물에 의존하던 것을 극복하는 과정을 거쳐 진화해 왔다. 아직도 이끼류와 양치류는 물을 통해 정자를 이동시키지만, 현존하는 식물의 대부분인 겉씨식물과 속씨식물은 정자를 공기 중에서도 쉽게 이동시킬 수 있도록 꽃가루를 만들어 냈다. 육상의 동물들도 공기 중에 수분을 뺏기지 않으려고 땅 위 환경에 적응해 왔다. 절지동물의 딱딱한 몸이나 동물의 피부세포들은 수분을 보존하는 데 기여한다. 신장의 복잡하고 긴 관 구조는 질소 노폐물을 여과하는 과정에서, 그리고 대장은 소화 노폐물로부터 물을 최대한 재흡수하도록 진화했다. 산소를 더 적극적으로 이용하려는 적응도 생겨났다. 어류는 아가미를 포함한 혈관을 통해 혈액을 공급하는 덜 복잡한 구조의 심장과 순환계를 지니고 있는 반면 허파로 호흡을 하는 육상동물의 심장은 허파로부터 산소를 얻기 위해 혈액이 허파를 경유하는 순환과 그 결과 얻게 된 산소가 풍부한 혈액을 온몸으로 보내는 순환, 이렇게 이중 순환을 하는 중책을 맡고 있다. 동물은 물속에서 난자와 정자가 방출돼 수정되는 체외수정이 유리하다. 이러한 번식 전략은 동물이 육상으로 진출한 이후에도 온존해 양서류는 물의 주변에 서식하면서 물속에서 체외수정을 하고 있다. 그렇지만 파충류, 조류, 포유류는 태아로 발전할 배아에게 물과 양분을 공급하는 양막란을 만들었다. 이 양막란은 자신만의 수생 조건을 만들어 건조한 조건에서도 번식이 원활하게 진행되도록 한 발명품이다. 물은 우리가 존재하는 데 전제조건이자 필수조건이다. 물을 현명하게 이용할 수 있도록 진화해 온 생물의 조상에게 경의를 표하자. 인간의 문명이 발달한 지금 ‘치수’는 어떻게 보면 생물학적 적응의 연장선상에 있다고 볼 수 있다. 우리 모두에게 환경을 사랑하는 마음과 함께 물에 대한 적응과 물로 인한 한계를 극복해 온 생물들의 노고와 역사를 포함하는 사고의 폭과 넓이를 갖길 바란다.

지금으로부터 6억 3500만 년 전에서 8억 5000만 년 전 사이 지구의 평균 기온은 극단적으로 낮아져 지구 전체가 두꺼운 얼음으로 뒤덮였다. 이 시기를 크라이오제니아기(Cryogenian period) 혹은 좀 더 쉬운 표현으로 눈덩이 지구(Snowball Earth)라고 설명한다. 왜 이 시기에 기온이 극단적으로 낮아졌는지는 정확히 모르지만, 이산화탄소 등 대기 중 온실가스의 급격한 감소 등이 이유로 지목되고 있다. 하지만 극단적인 추위보다 더 중요한 사실은 이 시기가 끝나고 복잡한 다세포 생물이 등장했다는 점이다. 따라서 많은 과학자들이 이 시기가 다세포 생물의 진화를 촉진시켰다고 믿고 있다. 호주 국립 대학의 연구팀은 당시 형성된 호주 중부의 퇴적층을 조사해서 그 이유 가운데 하나를 밝혔다. 눈덩이 지구는 사실 2억 년 이상 계속해서 진행된 것이 아니라 빙하기와 간빙기처럼 눈덩이 시기와 해빙기를 반복적으로 거치던 시기였다. 그 가운데 7억 1700만 년 전 발생한 스타티안 빙하기(Sturtian glaciation)는 5000만 년 동안 가장 극단적인 추위가 지속된 시기였다. 연구팀은 스타티안 빙하기가 끝나던 시점에 빙하가 녹으면서 대륙에서 막대한 양의 영양 염류가 바다로 흘러들어갔다는 증거를 발견했다. 연구팀의 리더인 호주국립대(ANU)의 브룩스 박사는 “당시 바다에 막대한 양의 영양분이 공급되면서 광합성을 하는 단세포 조류(algae)가 크게 증식했다”고 설명했다. 덕분에 이를 잡아먹는 보다 크고 복잡한 생물이 탄생할 수 있었다는 것이다. 오늘날에도 이 단세포 조류는 먹이 사슬의 기초를 이루는 중요한 생물체다. 눈덩이 지구는 지구 생물체에게 사실 엄청난 재앙이었다. 겨우 살아남은 소수의 생물체는 화산활동이나 열수 분출구 덕에 간신히 명맥을 이어나갔다. 하지만 이 고난의 시기를 이겨낸 생물체에게는 더 큰 기회가 생겼다. 눈덩이 지구가 끝난 후 6억 3500만 년 전부터 독특하게 생긴 다세포 생물인 에디아카라 동물군이 등장했고, 5억 4100만 년 전에는 현생 동물군의 조상이 대부분 지구상에 등장했다. 지구가 다양한 생물체가 넘치는 행성이 된 것은 사실 우리가 알지 못했던 여러 고난의 시기를 이겨낸 결과다. 지구 생물체는 눈덩이 지구 이외에도 여러 차례 대량 멸종의 위기를 극복하고 오늘의 번영을 일궜다. 그리고 때때로 그 어려움 자체가 새로운 생명체 진화에 반드시 필요했다. 인간 세상과 마찬가지로 생물의 역사 역시 고통 없이 이뤄진 것은 없다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

과학 꿈나무들에게 국내 최고 수준의 생명공학 특강을 들을 수 있는 기회를 제공하는 제13회 ‘생명공학캠프’가 7일 닷새간의 일정을 시작했다. 행사는 서울신문이 주최하고 서울대 농업생명공학대학이 주관한다.캠프 1기 학생 45명과 학부모들은 이날 서울대 관악캠퍼스 농업생명과학대학 허영인홀에서 입소식을 가졌다. 2기 학생 45명의 입소식은 9일 열린다. 이들은 2박 3일간 캠퍼스에서 합숙하며 서울대 교수의 생명공학 특강을 듣고 교수 및 대학원생들과 함께 실험·실습에 참여한다. NIE 워크숍에서는 생명공학 관련 기사를 이용해 신문을 제작하고 발표하는 기회도 갖는다. 전북 전주 서곡중에 다니는 김가빈(14)양은 “DNA, 단백질 등을 연구할 수 있다고 해서 이번 캠프에 참가하게 됐다”면서 “장래에 생명공학을 연구하는 것이 꿈인데 이번 캠프를 통해 꿈에 대한 확신을 가질 수 있을 것 같다”고 말했다. 대전 갑천중 구해본(15)군은 “직접 실험하고 체험하는 프로그램이 많아 참가 신청을 했다”면서 “엔지니어가 꿈인데 이번 캠프는 생명공학을 어떻게 관심 분야와 융합시킬 수 있을지를 고민하는 시간이 될 것”이라고 말했다. 이석하 서울대 농업생명과학대학 학장은 이날 입소식 축사에서 “우리나라가 생명공학에 대한 경쟁력을 갖추려면 훌륭한 인재를 길러내는 것이 매우 중요하다”면서 “청소년들에게 생명공학에 대한 호기심을 불러일으키고 이를 소중히 가꾸어 줘야 한다”고 말했다. 이어 “어렵고 고차원적인 이론도 작은 관심과 호기심에서부터 출발한다”면서 “이번 캠프가 청소년들의 마음과 머리 한편에 호기심을 불러일으키는 촉매제 역할을 할 것”이라고 덧붙였다. 윤여권 서울신문 부사장은 “서울대 캠퍼스 내에서 잠을 자며 훌륭한 교수님들의 강의를 듣는다는 건 흔치 않은 기회”라면서 “2박 3일간 친구들과 대학생 언니, 오빠들과 함께 우정도 쌓고 소중한 추억도 만들기를 바란다”고 말했다. 입소식을 마친 뒤 이상기 응용생물화학부 교수가 ‘생명체의 일꾼 단백질’이라는 주제로 단백질의 모습을 규명해 그 결과를 응용하는 생명공학 분과를 소개했다. 이 교수는 “강의 내용 외에도 과학을 어떻게 공부하면 재밌는지, 과학을 공부하는 게 얼마나 흥미로운 일인지를 학생들에게 알려주는 게 특강의 목적”이라고 말했다. 이날 학생들은 이 교수의 특강 외에도 허진회 식물생산과학부 교수의 주도 아래 식물의 광합성과 효모의 발효 현상을 관찰하는 실험을 진행했다. 이태호 농경제사회학부 교수와 함께하는 생명·우주·지구·문명·문화·식량 등에 대한 토론의 시간도 이어졌다. 학생들은 2박 3일간 농업생명과학대학 학생들로부터 ‘멘토링’의 기회도 갖는다. 멘토로 참가한 조경지역시스템공학부 박소현(21·여)씨는 “캠프에 참가하는 학생들이 대부분 생명공학 등 이과 진로를 고려하고 있어 학생들에게 이과 공부 방법이나 진로 방향에 대해 조언해 줄 예정”이라면서 “특강 중에는 중학생에게 어려운 부분도 있는데 학생들이 오히려 이에 더 흥미를 느낀다. 그래서 캠프 이후에도 관련 분야를 더 공부하라고 독려하기도 한다”고 말했다. 장판식 식품동물생명공학부 교수의 ‘생명공학과 효소공학’ 특강과 임정묵 식품동물생명공학부 교수와 이기훈 바이오시스템소재학부 교수의 실험 프로그램도 진행될 예정이다. 박기석 기자 kisukpark@seoul.co.kr

●카이스트 전국 대학생 AI 월드컵 개최 카이스트(총장 신성철)가 전국 대학생과 대학원생을 대상으로 ‘인공지능(AI)월드컵 2017’을 올 11월에 처음 개최한다고 11일 밝혔다. 경기는 온라인 시뮬레이션 환경에서 AI 기술로 스스로 학습한 5명의 선수가 한 팀을 이뤄 상대팀 골대에 골을 넣어 득점하는 AI 축구와 온라인 경기영상을 분석·해설하는 AI 경기해설, 온라인 경기 결과를 기사로 작성하는 AI 기자 3개 종목으로 이뤄진다. 참가자들은 10월 한 달간 온라인 연습 기간을 거친 뒤 11월 1~24일 예선을 치르고 상위팀들을 대상으로 12월 1일 대전 카이스트 본교에서 본선경기를 치르게 된다. ●“북극 온난화 북미 식물 생산성 저하” 포스텍(총장 김도연) 환경공학부 국종성 교수와 중국남방과기대 정수종 교수 공동연구팀은 북극의 온난화가 ‘나비효과’를 일으켜 미국과 캐나다 지역의 식물 광합성 같은 활동을 감소시켜 생산성을 저하시킨다는 연구 결과를 지구과학 분야 국제학술지 ‘네이처 지오사이언스’에 발표했다. 연구팀은 최근 30년간 북극 온도와 북미 지역 식물생산량 관계를 조사한 결과 북반구 온도 상승이 북미 지역 한파와 남쪽 지역의 가뭄을 불러왔다는 것을 확인했다. ●김명옥 교수, 외상성 치매 원인 첫 규명 김명옥 경상대 생명과학부 교수가 외부의 충격으로 인지기능과 기억력이 감소하는 외상성 치매로 인한 뇌기능 인지저하 원인을 세계 최초로 규명했다고 11일 밝혔다. 연구 결과는 신경과학 분야 국제학술지 ‘세레브랄 콜텍스’ 10일자에 실렸다. 외상성 치매 환자의 60%가 알츠하이머성 치매와 똑같은 증상을 보이며 만성적 퇴행성 뇌질환으로 이어진다. 연구팀은 생쥐 실험을 통해 외상성 치매가 ‘JNK’라는 단백질 효소의 활성화 때문에 알츠하이머성 치매와 비슷하게 진행된다는 사실을 밝혀냈다.

중국이 내년 달 탐사선 ‘창어 4호’에 실어 달에 보낼 생명체와 식물의 리스트가 공개됐다. 관영 신화통신의 15일자 보도에 따르면 중국충칭대학과 교육부 소속 우주연구센터가 공동으로 진행하는 ‘달 표면 미니 생태계’ 프로젝트는 달에 감자와 애벌레, 채소 씨앗 등을 보내고 이들을 키우는 과정을 생중계 하는 것을 골자로 한다. 이를 위해 연구진은 길이 18㎝, 직경 16㎝, 용적 0.8ℓ, 무게 3㎏의 특수 용기를 개발했다. 이 안에 감자씨와 누에의 알, 갓류 식물(cress)을 넣어 달에 보낸다. 갓류 식물은 배추과에 속하며 기름을 내는 착유용이나 샐러드용 등으로 나뉜다. 국내에서는 청갓, 적갓, 얼청갓 등으로 분류된다. 이 용기는 특수 알루미늄합금으로 만들어졌으며, 통조림을 연상케 하는 원주형이다. 이를 개발한 장위안쉰 충칭대 박사는 “누에가 부화하면서 식물에 필요한 이산화탄소와 거름이 발생된다. 또 감자씨는 광합성을 통해 누에에 필요한 산소를 내뿜는다. 이런 과정을 통해 달에서 단순한 형태지만 생태계가 탄생될 수 있다”고 설명했다. 문제는 온도다. 식물과 곤충이 생장하기 위한 적정 온도는 섭씨 1~30℃지만, 달 표면온도는 낮 시간대 섭씨 120℃, 야간에는 영하 170℃에 이른다. 연구진은 이를 해결하기 위해 특수 용기에 배터리를 설치하고, 온도를 일정하게 유지시키기 위한 단열막 및 광파이프를 설치해 식물과 곤충의 성장을 돕게 할 예정이다. 이러한 계획은 우주 화성에서 조난된 우주비행사가 화성에서 감자 농사를 지어 생존하는 내용의 영화 ‘마션’을 연상케 한다. 중국의 ‘달 표면 미니 생태계’ 프로젝트는 달에서 생중계될 예정이다. 충칭대 연구진은 “달 표면에서 식물과 곤충이 성장하는 과정을 100일간 전 세계에 생중계 하겠다”고 밝혔다. 중국은 이미 지난해 11월 우주정거장 톈궁 2호 내부에서 상추를 재배하는데 성공하기도 했다. 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

화사한 꽃들이 피어나는 봄을 지나 푸르게 자란 열매들이 점차 붉어지거나 노랗게 물들고 있다. 꽃의 화려한 색은 곤충이나 작은 새들을 유인해 수정이 이뤄지도록 하는 식물의 지혜라고 한다. 열매가 익을수록 색이 화려해지는 것 역시 동물의 눈에 띄어 씨앗을 흩뿌릴 수 있게 하는 장치다. 이렇게 식물의 색소는 자손 번식을 위한 중요한 수단일 뿐만 아니라 광합성을 위해 빛에너지를 흡수하고 일상적으로 내리쬐는 자외선, 고온, 활성산소, 세균과 같은 환경 스트레스로부터 식물 스스로를 보호하는 중요한 기능을 하고 있다. 과일이나 채소의 다양한 색을 이루는 화학성분 중 카로티노이드계, 클로로필계, 안토시아닌계는 산업적으로도 활발하게 이용하고 있다. 카로티노이드계는 식물뿐만 아니라 미생물이나 동물에도 있으며 지금까지 750종 이상이 알려져 있다. 카로티노이드는 식물의 광합성 과정에 보조집광 역할을 하며 녹색에서 보라색까지의 400~550㎚(나노미터·10억분의1m) 파장의 빛에너지를 흡수해 노란색, 주황색, 붉은색을 띤다. 또 자외선 등 강한 빛에 손상을 입는 것을 막는 광보호 작용이나 활성산소로 인한 세포 손상을 막는 항산화 작용 등 중요한 역할을 한다. 비타민A의 전구체로 눈의 건강뿐만 아니라 최근 암이나 심장병 예방 효과도 보고되고 있다. 클로로필계는 주로 식물이나 해조류에 있고 테트라피롤 골격을 갖는다. 테트라피롤은 700㎚ 부근의 붉은빛을 흡수해 녹색을 띤다. 그래서 ‘엽록소’라고도 한다. 흡수한 광에너지는 광합성을 통해 화학 에너지가 된다. 식물의 클로로필은 주로 마그네슘을 함유하며 물에 잘 녹지 않지만 마그네슘을 구리나 나트륨으로 치환한 ‘클로로피린’은 수용성으로 항암 기능이 있고 녹색의 식품 첨가물로 개발돼 있다. 프라보노이드의 일종인 안토시안계 색소는 식물계에 널리 존재하며 녹색 가시광선을 흡수하고 산성도에 따라 적색, 청색, 자색을 띤다. 꽃이나 과일의 색소 성분으로 ‘항산화 물질’이다. 자외선의 과다 노출이나 높은 온도와 같은 스트레스 환경에 발생하는 활성산소를 방어하며 항산화 작용으로 식물세포를 보호한다. 수정이나 종자의 번식에 도움이 되도록 곤충이나 동물을 유인하는 기능도 한다. 식물이 만들어 내는 다양한 화학물질들은 우리에게도 미량영양소로나 생리활성물질로서 중요하다. 채소나 과일을 매일 먹는 습관을 가지면 우리 몸에 필요한 양은 충분히 흡수할 수 있다. 인위적으로 추출한 특정 성분보다 일상생활에서 다양한 식품을 골고루 즐긴다면 누구든지 미래에 밝혀질 또 다른 유용한 물질도 균형 있게 이용할 수 있을 것이다. 이것이 식품 속의 과학을 이용하는 생활의 지혜, 삶의 지혜가 아닐까 싶다.

加·오스트리아 등 경쟁적 조성 철근 건물보다 지진에도 강해 숲 파괴·폐목재 재활용 등 과제 1867년 열린 파리 만국박람회에는 조제프 모니에(1823~1906)라는 정원사가 만든 정원 물통이 출품됐다. 콘크리트와 금속을 결합시켜 만든 최초의 철근 콘크리트 제품인 정원 물통은 20세기 건축 트렌드를 바꾸는 획기적 발명품이었다. 철근 콘크리트는 고층 건물을 짓기에 용이하고 화재에도 강하다는 장점이 있어 목조건축을 대체해 건축재료의 강자로 자리매김했다. 그렇지만 최근 지구온난화 문제와 친환경이라는 트렌드를 만나면서 목조건축 기술이 다시 주목받고 있다. 세계적인 과학저널 ‘네이처’도 캐나다, 영국, 노르웨이, 오스트리아 등의 사례를 담은 목조건축 분석리포트를 지난 17일자로 발표했다. ●철근 콘크리트 대안으로 떠올라 캐나다 브리티시컬럼비아주 중부 프린스조지라는 도시에 위치한 노던브리티시컬럼비아대(UNBC)에는 전 세계인들의 주목을 받는 독특한 건물이 있다. 유리로 둘러싸인 외관을 가진 30m 높이의 8층 건물은 2014년 지어진 ‘목재혁신·디자인센터’로 세계에서 가장 높은 현대 목조구조물 중 하나다. 2015년 노르웨이의 항구도시 베르겐에서는 52.8m 높이의 ‘트리트’(Treet)라는 14층짜리 목조 아파트가 지어졌으며, 캐나다 밴쿠버 브리티시컬럼비아대학에는 53m 높이의 목조 기숙사가 지난해 9월 완공됐다. 오스트리아 빈에서는 호텔과 아파트, 사무실로 구성된 목조 복합건물인 ‘호호’(84m)가 올해 완성될 예정이다. 이렇듯 나무 마천루(wooden skyscraper)가 전 세계에 경쟁적으로 올라가고 있다. 국내에서도 지난해 7월 경기도 수원에 위치한 산림청 국립산림과학원 산림유전자원부 종합연구동이 나무로 지어졌다. 국내 건축법상 나무 건축물의 최대 높이인 18m짜리 5층 건물인 연구동은 강도를 높이기 위해 기둥과 기둥 사이를 연결하는 보의 접합부에 철골 구조물을 사용해 완전한 나무 건축물은 아니다. 목조건축물의 가장 큰 장점은 지구온난화의 주범인 온실가스 배출이 적다는 것이다. 철근 콘크리트 건축을 위해서는 철근과 시멘트를 만들어야 하는데, 이 과정에서 배출되는 온실가스가 전 세계 온실가스 배출량의 3~5% 정도를 차지하는 것으로 알려져 있다. 반면 나무는 성장 과정에서 산소를 배출하고 이산화탄소를 흡수한다. 어느 정도 성장하면 광합성 효율과 탄소저장 능력이 저하되는데, 이때 그대로 둬서 썩거나 불에 탈 경우 나무가 저장한 탄소는 공기 중으로 다시 빠져나간다. 그런 상황과 맞닥뜨리기 전에 적당히 자란 나무를 건축재료로 쓰면 탄소를 공기 중에 배출하지 않을 수 있다는 것이다. 실제로 미국 예일대 채드 올리버 교수는 “철근 콘크리트 건물을 목조건물로 대체할 경우 전 지구적으로 이산화탄소 배출량의 31%를 줄일 수 있다”는 내용의 논문을 발표하기도 했다. 또 오스트리아 그라츠공대, 일본 방재과학연구원, 이탈리아 임업연구원 등이 각각 연구한 결과에 따르면 목조건축물은 철근 콘크리트 건물에 비해 지진에도 강하다. 합성목재로 만든 7층 목조건물은 규모 6.5~7.3의 지진에 해당하는 충격에도 무너지지 않았지만, 철근 콘크리트 건물은 일부가 파괴되거나 철골구조에 비틀림이 생긴 것을 발견했다.●곰팡이·화재 등 내구성 해결 필요 목조건축이 다시 주목을 받으면서 산림 생태계 파괴에 대한 우려도 제기되고 있다. 목조건축 붐은 선진국을 중심으로 이뤄지고 있기 때문에 삼림자원이 풍부한 개발도상국들에서 삼림의 지속적 관리를 전제로 하지 않는 불법 벌목이 이뤄질 수 있다는 것이다. 올리버 교수는 “나무를 이용한 건축이 철근 콘크리트보다 환경에 도움을 준다고는 하지만 목재 사용량이 급속히 늘어날 경우 숲이 파괴되는 것을 어떻게 막고 생태계와 생물 다양성을 유지할 수 있을지 고민해야 한다”고 말했다. 캐나다 오타와에 있는 ‘아테나 지속가능재료연구소’ 제니퍼 오코너 박사는 “목재는 곰팡이와 수분에 취약하고 화재 위험에 쉽게 노출된다는 점과 노후화된 건물을 폐기할 때 나오는 폐목재 재활용 방법 등도 목조건축 연구자들의 숙제”라며 “150년 넘게 사용되는 철근 콘크리트의 대안이 되기 위해서는 이런 문제들이 해결돼야 한다”고 강조했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

장 지오노의 단편소설 ‘나무를 심은 사람’이 60여년 전 미국에서 처음 출판됐을 때 제목은 ‘희망을 심고 행복을 가꾼 사람’이었다. 알프스 여행길의 한 젊은이가 폐허가 된 마을에서 3년째 도토리나무를 심는 양치기 노인을 만난다. 아내와 아들을 잃고 외떨어진 곳에 들어와 황무지에 나무를 심는 노인이 이해되지 않았다. 그러나 10년 뒤 다시 찾았을 때 그 마을은 더는 황무지가 아니었다. 울창한 나무들이 빽빽하고 사람들이 북적였다. 그제야 그 옛날 노인이 심은 것은 도토리나무가 아닌 희망이었음을 깨닫는다.우리 조상은 딸을 낳으면 딸 몫으로 울 밑에 벽오동나무를 심었다. 딸이 혼례 치를 날을 받으면 십수 년 자란 나무를 잘라 농짝이나 반닫이를 만들어 주려는 것이었다. 오동나무에 둥지 트는 습성을 가진 봉황이 집 안에 깃들라는 희망과 바람도 담았을 것이다. 요즘 ‘반려나무’ 입양 움직임이 국내에서도 활발하다. ‘반려’가 동물에만 머물지 않고 있다. 단순히 보고 즐기는 관상용이나 조경용이 아니다. 반려견처럼 생을 함께하며 정서적 교감을 나누는 동반자다. 꼭 집 안에 들이지 않고 집 밖 공원에 사는 나무를 입양하기도 한다. 열흘여 뒤 개장하는 ‘서울로7017’(옛 서울역 고가 보행로)에 심어진 80여종, 500여 그루의 키 큰 나무가 가족을 기다리고 있는 것이 대표적인 사례다. 누군가 일정액을 내고 이곳 나무 한 그루를 입양하면 서해안과 바로 맞닿은 인천수도권매립지 ‘미세먼지 방지숲’에 느티나무 3~10그루를 심어 준단다. 500여 그루의 반려나무가 가족을 찾으면 많게는 5000그루의 느티나무가 인천수도권매립지에 들어서는 셈이다. 베이징은 한 해의 3분의1이 미세먼지와 스모그로 뒤덮인다. 서울은 경제협력개발기구(OECD) 국가의 수도 가운데 미세먼지 농도가 가장 짙다. 50년 자란 나무 한 그루는 3400만원어치의 산소를 생산한다는 연구 결과가 있다. 6700만원에 해당하는 대기오염 물질을 없애 준다. 하루에 8시간 광합성 작용을 하는 큰 느티나무 한 그루는 연간(5∼10월) 이산화탄소 2.5t을 흡수하고, 산소 1.8t을 방출한다. 연간 성인 7명에게 필요한 산소량과 맞먹는다. 나와 함께하는 반려나무 입양. 비록 오랜 시간이 필요하겠지만 이 ‘뿌연 먼지 세상’을 바꿀 수 있는 아주 멋진 방법이지 않을까. 오늘은 국가 지도자가 아닌 동반자를 선택하는 날이다. 국민과 함께 새 길을 출발하는 반려나무를 들이는 날이다. 앞으로 20년, 아니 50년 뒤의 미래를 생각하는 하루가 되길 간절히 소망한다. 박건승 논설위원

우리는 식물 없이 살아갈 수 없다. 식물이 광합성을 통해서 만드는 에너지는 지구 생태계를 지탱하는 근간이 되고 이때 나오는 부산물인 산소는 우리가 숨 쉴 수 있게 만든다. 이 점은 지구 밖에서도 마찬가지다. 인류가 달 기지나 화성 기지를 건설해서 영구적으로 정착한다면 반드시 먹고 사는 문제를 해결해야 한다. 식량 조달 문제는 물론 산소까지 현지에서 조달할 방법으로 식물 재배를 연구하는 것은 놀라운 일이 아니다. 화성 작물 재배는 영화 ‘마션’을 통해 대중에게 널리 알려졌지만, 사실 미항공우주국(NASA)는 수십 년 전부터 우주 작물 재배를 연구해왔다. 그리고 최근에는 베지(Veggie)라는 소형 작물 재배 모듈을 국제 유인 우주 정거장(ISS)에서 성공적으로 테스트해서 실제 우주 작물을 재배하는 데 성공했다. 하지만 베지는 장기간 지구에서 멀리 떨어진 화성 기지나 달 기지에 식량과 산소를 제공하기에는 너무 작다. 그래서 NASA는 더 큰 대형 식물 재배 모듈을 개발 중이다. 프로토타입 달/화성 온실(Prototype Lunar/Mars Greenhouse) 모듈 프로젝트가 그것으로 이 프로토타입 장치는 길이 5.5m, 지름 2.4m에 달해 베지보다 훨씬 크다. 애리조나 대학과 NASA가 공동으로 개발 중으로 적어도 수개월에서 수년에 걸쳐 작동하는 것을 목표로 하고 있다. 하지만 지구가 아닌 환경에서 장시간 식물을 키우는 일은 생각처럼 간단한 일이 아니다. 예를 들어 달이나 화성 표면에서는 태양광을 직접 이용해서 작물을 재배하기 힘들다. 오존층을 거치지 않은 강력한 자외선이 그대로 유입되기 때문이다. 따라서 영화 마션과는 달리 이 달/화성 온실은 LED 인공광을 이용해서 작물을 재배한다. 동시에 광섬유를 이용해서 태양광 일부를 같이 사용하는 방법도 연구되고 있다. 지구에서 멀리 떨어진 밀폐된 환경에서 필요한 자원을 지속적해서 공급해주는 일 역시 간단하지 않은 문제다. NASA의 의도는 이 식물 재배 모듈이 물, 이산화탄소, 산소, 배설물을 포함한 유기물을 끊임없이 순환시켜 작은 생태계를 만드는 것이다. 지구가 아니라 작고 폐쇄된 우주 기지에서 모든 것이 원활하게 작동하려면 이 모든 구성 요소를 세세하게 컨트롤할 수 있는 장치가 필요하다. 예를 들어 산소나 이산화탄소가 지나치게 늘어나지 않도록 컨트롤하고 물이 계속해서 재활용되고 순환될 수 있는 시스템이 필요하다. 이 모든 것이 하나로 통합된다면 진정한 의미의 '제2의 지구'가 될 유인 우주 기지를 달과 화성에 건설할 수 있게 될 것이다. 이 기지는 자체적으로 필요한 식량과 산소를 끊임없이 공급할 수 있어 오랜 기간 독립적으로 생활할 수 있다. 물론 상당히 미래의 일이 되겠지만, 언젠가 이런 우주 온실과 유인 우주 기지가 현실이 될 것으로 기대한다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

2013년 세계보건기구(WHO) 산하 국제암연구소(IARC)가 ‘미세먼지’를 1급 발암물질로 지정했다. 이를 계기로 봄철 불청객으로만 간주됐던 미세먼지가 공포의 대상으로 엄습하게 됐다. 영국의 에든버러대학은 미세먼지와 같은 대기오염 물질이 뇌졸중을, 미국의 플로리다대학은 유방암의 발생을 높인다는 연구 결과를 2015년과 2017년 각각 내놓았다. 지난 3월 네이처지는 2007년 한 해 동안 중국에서 유입된 미세먼지로 한국과 일본에서 조기 사망한 사람의 수가 3만 900명에 달했다고 발표해 충격을 주었다. 2007년 통계가 이러하니 미세먼지 때문에 매일 마스크를 착용하는 요즘은 어떨지 걱정이 앞선다. 미세먼지를 해결하기 위한, 할 수 있는 모든 방안을 강구해야 할 시점이다. 국내 미세먼지의 주요 배출원은 석탄 화력발전소나 경유 차량 등이다. 하지만 환경부의 미세먼지 특별관리 대책에 따르면 중국에서 우리나라로 유입되는 미세먼지의 양이 전체 양의 평시 30~50%, 고농도 발생 시에는 60~80%에 달하는 것으로 추산됐다. 미세먼지는 국경을 넘나드는 오염 문제이기 때문에 국내 주요 배출원 관리만으로는 한계가 있으며 공기 중의 미세먼지를 줄이는 대책을 병행해야 한다. 산림과학원 연구 결과에 따르면 나무는 광합성을 하면서 20~30㎛ 크기의 기공을 통해 이산화탄소를 흡수하는 과정에서 미세먼지도 함께 들이마시는 것으로 나타났다. 숲은 나무의 줄기, 가지 그리고 잎의 미세구조를 통해 우리 눈에 보이지 않는 공기 중의 미세먼지를 흡수하거나 흡착해 농도를 낮추는, 보이지 않는 ‘공기청정기’ 역할을 하고 있다. 우리나라 숲 1㏊에서 연간 168㎏의 미세먼지 등 대기오염 물질을 흡수한다. 나무 한 그루가 연간 에스프레소 한 잔 분량인 35.7ｇ의 미세먼지를 흡수하는 셈이다. 특히 잎사귀가 많고 오랫동안 붙어 있는 침엽수는 그루당 44g의 미세먼지를 흡수하는데 이는 활엽수의 두 배에 달하는 양이다. 이런 나무들이 가득 찬 도시숲은 도심보다 기온이 낮고 습도가 높아 미세먼지를 빨리 가라앉힌다. 물론 생활권 도시숲 못지않게 도시 외곽에 있는 숲 또한 미세먼지와 도시 열섬화를 해소하는 데 핵심적인 역할을 한다. 서울의 남산, 북한산, 대모산의 숲은 도시로 유입하는 미세먼지를 잡아 신선한 공기를 공급해줄 뿐만 아니라 여름철 나무의 증산작용으로 3~7도 내려간 시원한 바람을 내려보내 도시의 열을 식혀 준다. 나무와 숲의 이러한 미세먼지 흡수, 흡착 기능과 기후 조절 기능을 최대한 활용하면 미세먼지를 줄일 수 있을 것이다. 이를 위해서는 도시숲의 양적 확대와 질적 개선이 동시에 필요하다. 도시숲을 늘리는 것이 우선이다. 우리나라는 국토면적의 63%가 산림으로 이루어진 나라이지만 1인당 산림면적은 0.13㏊로 세계 평균의 20% 수준에 불과하다. 그동안 정부와 지방자치단체, 민간단체의 노력으로 도시숲이 늘어났지만 여전히 부족하다. 도시지역 녹지면적은 2016년 말 현재 WHO가 권장하는 1인당 녹지면적 9㎡는 넘어섰지만 도시 간 편차가 크다. 도시지역의 비싼 땅값으로 인해 도시숲의 면적을 늘리기도 쉽지 않다. 도시숲 확대를 위한 관건은 공간을 확보하는 것이며 이를 위한 근본적인 정책수단 강구가 필요하다. 도시숲 확대에 기업의 적극적인 참여가 반드시 필요한 이유이기도 하다. 다음으로 도시숲 특히 도시 외곽 산림의 질적 개선이 필요하다. 건강한 숲이 미세먼지를 더 많이 줄일 수 있다. 도시숲의 면적을 늘리는 것만큼 숲을 건강하게 유지하는 일이 중요하다. 국립산림과학원의 숲 건강성 조사 결과에 따르면 도시근교 숲의 건강등급이 5년 전에 비해 평균 4% 떨어졌고 심하게 쇠퇴한 숲도 12% 증가했다. 쇠약해진 도시근교 숲은 덩굴 제거나 솎아베기, 병해충 방제 등 숲을 가꾸어 건강하게 만들어야 미세먼지를 더 많이 줄일 수 있다. 건강한 도시숲은 우리와 미래세대가 지속가능한 삶을 영위하는 데 필수불가결한 조건이다. 희뿌연 하늘과 매캐한 공기를 살리는 노력은 도시숲을 조성하고 도시산림을 건강하게 가꾸는 일에서 시작된다. 시간이 필요하지 결코 늦지 않았다.

3D 프린터는 이미 제조업의 여러 분야에서 사용되고 있습니다. 물론 거품 논란도 있고 실제 제조업 전체에서 차지하는 비중 역시 크지 않지만, 앞으로 그 영향력이 더 커질 것이라는 주장에는 큰 이견이 없는 상태입니다. 지금까지 노동집약적인 산업의 대명사로 불리면서 주로 인건비가 저렴한 신흥국에서 생산된 신발 산업 역시 3D 프린터로 인해 극적인 변화를 겪게 될 가능성이 있습니다. 신발 제조사들이 3D 프린터에 관심을 가진 이유는 각 개인의 발 모양에 맞춘 이상적인 신발을 제조할 수 있다는 장점 때문이었습니다. 지난해 12월에 등장한 아디다스의 3D 러너(3D Runner)의 경우 333달러라는 비교적 비싼 가격과 한정된 수량으로 인해서 3D 프린터로 만든 운동화라는 점 이외에는 시장에 큰 반응을 불러일으키지 않았지만, 3D 프린터로 만든 운동화가 더는 미래의 일이 아님을 보여줬습니다. 하지만, 전통적인 적층 제조 공법을 이용한 3D 프린팅 운동화는 제조에 시간이 오래 걸려 대량 생산에는 적합하지 않았습니다. 아디다스는 카본(Carbon)사에서 제작한 DLS(Digital Light Synthesis, 디지털 광합성) 3D 프린터를 이용해서 제조 속도를 획기적으로 끌어올린 새로운 3D 프린팅 운동화인 퓨처크래프트 4D(Futurecraft 4D)를 선보였습니다. DLS 방식은 강력한 자외선(UV)을 이용해서 합성수지 안에서 바로 제품을 출력하는 방식으로 조금씩 쌓는 방식은 적층 제조 방식 대비 25배에서 100배 정도 빠르다는 장점이 있습니다. 아디다스는 올해 말까지 5000켤레의 퓨처크래프트 4D 운동화를 시장에 공급하고 2018년까지 10만 켤레의 제조 능력을 확보한다는 계획을 하고 있습니다. 이것이 현실화되면 3D 프린터로 만든 운동화의 대중화가 이뤄질 것으로 생각됩니다. 동시에 새로운 제조 방식을 통해서 투입되는 인력을 크게 줄일 수 있으므로 신발 제조 산업 전체에 큰 변화가 예상됩니다. 물론 3D 프린터로 만든 운동화가 기존의 제조 방식을 완전히 대체할지는 좀 더 두고 봐야 알 수 있을 것입니다. 하지만 잠재적으로 매우 큰 변화를 가져올 잠재력이 있다는 점은 분명해 보입니다. 사진=아디다스 고든 정 통신원 jjy0501@naver.com

배우 이태임이 가족 여행 중에 비키니 몸매를 뽐냈다. 이태임은 3일 인스타그램에 “#여행그램 #2탄 #필리핀 #광합성중 #썬그리 #따뜻하다 #태닝태닝” 등의 해시태그와 함깨 사진을 공개했다. 사진 속 이태임은 다이어트로 더욱 날씬해진 몸매를 자랑했다. 볼륨감만은 그대로 살아있어 눈길을 끌었다. 특히 독특한 무늬의 비키니가 몸매를 더 돋보이게 만들었다. 이태임은 “#썬베드 #물에서 #하도 #놀아서 #지쳐지쳐 #가족과 #함께라서 #행복하다”라는 해시태그로 즐겁고 행복한 기분을 그대로 드러냈다. 사진 = 서울신문DB 연예팀 seoulen@seoul.co.kr

인도에서 발견된 16억 년 전 화석 2점에 홍조류가 포함돼 있다는 것이 최신 분석 기술로 밝혀졌다. 이는 지구에서 가장 오래된 홍조류로, 다세포 생물이 기존 생각보다 훨씬 빨리 진화했다는 것을 시사한다. 국제 학술지 ‘플로스 바이올로지’(PLOS Biology) 14일자에 실린 이 연구 논문에 따르면, 지금까지 알려진 가장 오래된 홍조류는 12억 년 된 것이었다. 참고로 홍조류의 대표적인 종류로는 김이나 우뭇가사리, 또는 꼬시래기 등이 있다. 지구에서 가장 오래된 생명체는 적어도 35억 년 전 나타난 미생물이다. 하지만 이런 단세포 생물은 홍조류와 같은 진핵생물과 달리 핵과 다른 세포 기관이 결핍돼 있다. 이후 지구에서는 더욱 복잡한 생명체가 나타나기 시작하는 데 그 시기를 두고는 의견이 갈리는 경우가 적지 않다. 다만 약 6억 년 전 대형 다세포 생물이 널리 분포했다는 점에 대해서는 전문가들의 견해가 대체로 일치하고 있다. 이번 연구를 이끈 스웨덴 자연사박물관의 스테판 벵손 고생물학 명예교수는 “기존 견해보다 훨씬 이른 시기에 맨눈으로 보이는 생명체들의 시대가 시작된 것으로 보인다”면서 “이번 발견으로 생물 계통수를 다시 만들게 될지도 모른다”고 지적했다. 인도 중부 치투라쿠트에 있는 퇴적층에서 발견된 이번 화석에는 분석 대상이 되는 DNA가 남아 있지는 않았다. 하지만 16억 년 전 인도의 인회석 내부에 있던 남조류 화석 ‘스트로마톨라이트’에는 홍조류와 구조적으로 비슷한 물질이 포함돼 있었던 것이다. 벵손 교수는 “DNA가 남아 있지 않으므로 이렇게 고대의 물질에 대해 100% 확신을 가질 수 있는 것은 아니지만 그 특징은 홍조류의 형태와 구조에 매우 일치한다”고 설명했다. 이번 연구에서는 하전 입자를 가속하는 장치의 하나인 싱크트론 기반의 X선 단층 촬영과 같은 첨단 분석 장비를 이용해 각 세포에 반복적으로 나타나는 매우 작은 판 구조를 관찰할 수 있었다. 이런 구조는 식물 세포의 소기관에서 광합성을 하는 엽록체 일부분이라고 연구진은 추정하고 있다. 또한 각 세포의 벽 중심에는 특징적인 구조가 확인됐는데 이는 전형적인 홍조류의 특징이라고 한다. 사진=스테판 벵손 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

보고는 그냥 지나치지 못하는 것이 있다. 멀리 신안 비금도에서 겨울 한철 한뎃바람에 자란 시금치, 섬초. 발그레하게 굵은 뿌리를 보면 입맛보다 먼저 마음이 동한다. 눈서리 맞고도 그만큼 야무지게 광합성을 잘한 푸성귀가 또 없다. 살아 낸 관성대로 푼푼한 생김새. 씨 뿌려진 날부터 해풍에 엎드렸으니 팡파짐한 앉은뱅이다. 귓불처럼 도톰한 잎, 바닷가 성긴 햇볕을 어떻게 움켜 삼켰으면 속속들이 단물인가 싶은 뿌리. 키만 커서 싱거운 비닐하우스 시금치 따위는 댈 게 못 된다. 지붕 없고 집 없는 것이 가장 달게 겨울을 이겼다. 매운 날에는 부서지게 얼었다가, 푹한 날에는 쓰러지게 녹아도 내렸다가. 섬초를 다듬고 있으면 한 번 가본 적 없는 비금도가 궁금해서 안달이 난다. 비금도는 햇볕도 달겠지. 섬초가 끝물. 비닐하우스 봄동이 쏟아진다. 봄동은 이름조차 봄인데, 햇볕은 겨울 섬초에 더 깊이 깃들어 있다. 덤비고 버티는 삶은 섬초 뿌리 같아질까. 그렇게 달큰해질 수 있다면, 어디 한 번 섬초처럼. 황수정 논설위원 sjh@seoul.co.kr

서울대 연구팀이 자연계 광합성 원리를 모방해 물 분해 효율을 높인 인공 촉매 물질을 개발했다. 수소 생산의 핵심인 물 분해에서 성과를 거둔 이번 연구는 연료전지 제작에 특히 중요하게 활용될 것으로 기대된다. ●물 분해 효율 50배 높고 저비용 서울대 재료공학부 남기태 교수 연구팀은 광합성 시스템을 활용해 새로운 망간 기반 촉매 물질을 만들고 핵심 작동원리를 규명했다고 13일 밝혔다. 연구팀은 식물이나 박테리아 등에 존재하는 칼슘망간 클러스트의 물 분해 효율이 백금 같은 귀금속 촉매에 비해 뛰어난 점을 주목했다. 연구팀은 10나노미터(nm) 이하의 나노 망간 산화물의 표면에서 일어나는 독특한 전기화학적 특성을 물 분해 반응에 적용해 촉매를 생성했다. 이 촉매는 망간을 이용한 기존 촉매보다 물 분해 효율이 50배 이상 높다. 값비싼 희소 금속이 아닌 1㎏당 2달러로 비교적 저렴한 망간을 이용하기 때문에 가격 경쟁력도 우수하다. 현재 상용화한 백금 촉매를 대체할 수 있을 것으로 기대되는 배경이다. 이후 일본 이화학연구소(RIKEN) 나카무라 류이치 박사 연구팀과 공동 연구를 통해 연구팀의 망간 촉매가 칼슘망간 클러스터의 핵심 원리와 유사하다는 것도 증명했다. ●“연료전지 응용 단초 제공” 남 교수는 “이번에 개발한 나노 촉매 물질은 자연계 광합성 시스템의 핵심 원리가 가장 잘 구현된 인공 촉매라는 점에서 환경친화적이며 값싼 망간을 기반으로 했다는 점에서 혁신적”이라고 말했다. 이어 “향후 수소 생산뿐만 아니라 리튬 공기 배터리, 연료전지 등 다양한 전기화학 촉매 분야에서 중요한 기술적 단초를 제공할 것”이라고 덧붙였다. 이번 연구 결과는 세계적인 화학 분야 학술지인 미국 화학학회지(Journal of the American Chemical Society) 온라인판에 게재됐다. 박기석 기자 kisukpark@seoul.co.kr

교육부와 한국연구재단이 주도하는 ‘산학협력 선도대학(LINC) 육성 사업’의 후속사업인 ‘사회맞춤형 산학협력 선도대학(LINC+) 육성사업’의 추진으로 대학과 기업의 상생 관계가 더욱 중요시되는 가운데, 학문 연구와 교육이라는 대학 본연의 역할과 가치를 산학협력의 성과로 일궈낸 서강대학교의 사례들이 주목을 끌고 있다. 지난 12월 서강대학교 산학협력단은 ㈜아리바이오와 55억원 규모의 차세대 광합성 기술 이전 계약을 체결했다. 서강대 생명공학과 이정국 교수 연구팀은 ‘광기구 소낭’을 활용한 항노화, 항산화 등 인체의 활성화를 돕는 물질을 대량생산하는 기술 개발에 성공했으며 이번 기술이전을 통해 아리바이오는 안티에이징 화장품, 건강기능식품, 의약품 개발에 가속화를 낼 수 있게 됐다. 또한 지난 8월 서강대 산학협력단과 ㈜메디칼파크는 전자공학과 유양모 교수 연구팀이 개발한 ‘3차원 자동유방초음파 영상시스템’에 대해 10억 원 규모의 기술이전 계약을 체결한 바 있다. 유양모 교수팀은 환자에 따라 정확도가 현저히 떨어지는 X-선 기반의 유방암 검진 기술에 자동유방초음파 기술의 장점을 융합한 새로운 검진시스템을 개발했으며, ㈜메디칼파크는 검사 시간을 단축하면서도 진단의 정확성을 향상시킨 기술의 상용화를 통해 세계 유방암 검진분야에 성공적으로 진입한다는 계획이다. 서강대 산학협력단은 미래창조과학부의 ICT연구센터로 선정된 ‘서강대 의료용 초음파영상 연구센터’의 ‘초소형 초음파 진단기기 기술’을 ㈜한소노와 선급기술료 1억 원, 최대 39억 원의 경상기술료로 기술 이전 협약을 체결했다. 이로서 국내 의료기기 벤쳐기업인 한소노는 초음파 의료기 개발에 필요한 핵심기술을 제공받게 됐다. 센터장을 맡고 있는 전자공학과 송태경 교수는 “서강대 의료용 초음파영상 연구센터는 운영 초기부터 산학협력 연구와 기술의 사업화를 목표로 운영해 왔다”고 밝혔다. 서강대의 대형기술 이전사업은 국내 기업에만 국한되지 않는다. 2015년 10월에는 중국 기업과 최초로 기술이전 계약을 체결했다. 서강대 산학협력단은 중국 의료영상기기 업체인 FMI 메디컬 시스템즈사와 전자공학과 최용 교수 연구팀이 개발한 첨단 의료영상 장치인 ‘PET-MRI 융합 시스템’ 관련 특허 2건과 노하우에 대해 기술이전 계약을 체결, 연간 최대 9억에서 6년 동안 최대 52억의 기술료를 수주하게 됐다. 특히 이번 사례는 대학이 해외 산학협력을 통해 외화를 획득하는 수익형 모델을 제시했다는 데 의의가 있다. 서강대의 대형기술이전 사업들은 학문 연구가 논문더미 속으로 사장되지 않고, 기업은 물론 더 나아가 국가 산업의 경쟁력을 높이는 토대가 됨과 동시에 우수한 인재 발굴과 육성 측면에서도 큰 성과를 이뤘다는 평가를 받고 있다. 서강대 관계자는 “대학의 연구가 산학협력으로 이어지고, 여기서 발생한 이익은 다시 대학으로 환원돼 학문 연구의 탄탄한 토대를 만들어 주는 등 대학이 앞으로 나아갈 롤 모델을 제시하기 위해 힘쓸 것”이라고 전했다. 온라인뉴스부 iseoul@seoul.co.kr

지구 생명체는 대부분 태양에서 나오는 에너지를 이용해서 삶을 영위한다. 직접 광합성을 하지 않더라도 광합성을 하는 식물이나 식물성 플랑크톤을 먹이로 삼기 때문이다. 하지만 항상 예외는 있다. 과학자들은 빛이 거의 도달하지 않는 수천m 심해에서 번성하는 심해 생물체를 발견했다. 물론 이들 대부분은 더 얕은 바다에서 내려온 유기물에 의지하지만, 심해에 존재하는 열수 분출공(hydrothermal vent)에는 태양과 전혀 관련 없는 생태계가 펼쳐져 있다. 열수 분출공에서는 지질활동에 의해 각종 화학물질을 포함한 열수가 뿜어져 나오고 이를 분해하는 미생물이 먹이 사슬을 가장 아랫부분을 형성한다. 그리고 이 박테리아를 먹이로 삼아 다양한 생명체가 독립적인 생태계를 이루며 번성하고 있다. 과학자들은 여기에서 수많은 생명체를 발견하고 자연의 경이로움 앞에 놀라지 않을 수 없었다. 이런 심해 열수 분출공과 심해 생태계는 전 세계의 바다 곳곳에서 발견된다. 사우샘프턴 대학, 뉴캐슬 대학, 런던 자연사 박물관의 연구팀은 무인 잠수정을 이용해서 마다가스카르 남동쪽 2000km 지점의 인도양 해저에 있는 롱키(Longqi) 열수 분출공 주변의 생태계를 조사했다. 연구팀은 여기서 적어도 6종 이상의 신종 생물체를 발견했는데, 그 기이한 모습이 과학자들을 매료시켰다. 가슴에 잔뜩 털이 난 게는 호프 게(Hoff crab)으로 명명되었는데, 이곳이 아닌 다른 곳에서는 볼 수 없는 매우 독특한 갑각류로 열수 분출공 주변에서 발 디딜 틈도 없이 서식하고 있다. 더 독특한 생명체는 마치 외계에서 온 듯한 괴상한 모습을 지닌 스케일웜(scaleworm)으로 물론 여기에서 최초로 발견된 생물체다. 도대체 어디가 머리이고 어디가 몸통인지 구분하기조차 쉽지 않다. 연구팀은 '심해의 오아시스'라 불리는 이런 열수 분출공 주변에 아직 발견되지 않은 기이한 생명체들이 더 많을 것으로 보고 있다. 하지만 이 심해의 낙원은 미래에 사라질 위기에 놓일지도 모른다. 이곳에 금과 구리가 풍부해서 상업적 채굴을 고려하고 있기 때문이다. 당장에는 비용과 기술적 문제로 대규모 채취가 이뤄지기 힘들지만, 앞으로 기술혁신이 상황을 바꿔 놓을 수 있다. 만약 이 지역에서 자원 채취가 이뤄진다면 기존 생태계를 보호할 조치가 필요할 것으로 생각된다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com