미세먼지같이 대기오염 물질은 물론 지구온난화 원인 물질로 지목받고 있는 이산화탄소 배출이 코로나19로 인해 5분의1 가까이 줄었다는 연구 결과가 나왔다. 영국 이스트앵글리아대, 엑서터대, 미국 스탠퍼드대, 노르웨이 국제기후환경연구센터, 네덜란드 흐로닝언대, 호주 연방해양대기연구소, 프랑스 소르본대, 독일 메르카토르 기후변화연구소, 베를린공과대 공동연구팀은 코로나19 확산을 막기 위한 각국 정부의 정책 덕분에 전 세계 이산화탄소 배출량이 지난해보다 평균 17% 감소했다는 연구 결과를 환경분야 국제학술지 ‘네이처 기후변화’ 20일자에 발표했다. ●운송·산업 분야가 배출량 감소의 86% 코로나19 확산을 막기 위해 각국 정부는 사회적 거리두기, 이동제한 등의 조치를 취해 생산과 소비활동이 줄어들면서 에너지 사용량에도 상당한 영향을 미쳤다. 그렇지만 지금까지 그 영향을 정확히 정량화하지 못해 왔다. 연구팀은 지난 4월 말까지 에너지, 인류의 모든 활동, 환경 정책 데이터를 조합해 전력, 육상운송, 항공운송, 산업, 공공 및 상업건물, 주거 등 6개 분야에서 일일 이산화탄소 배출량을 추정해 2019년과 비교했다. 그 결과 지난 4월까지 전체 이산화탄소 배출량은 지난해에 비해 17% 감소했으며 하루 평균 배출량은 약 26% 줄어든 것으로 나타났다. 육상운송과 항공운송 분야에서 배출량은 전년도에 비해 각각 36%, 60% 감소된 것으로 확인됐다. 육상운송과 전력, 산업 등 3개 분야는 총이산화탄소 배출량 감소의 86%를 차지했다. ●올 전체 평균 배출량 작년보다 4% 줄어들 둣 연구팀은 지난 1~4월 이산화탄소 감소량이 올 연말까지 전체 이산화탄소 배출량에 미치는 영향도 분석했다. 연구팀에 따르면 6월 중순 이전에 코로나19 대확산 이전으로 모든 활동이 회복된다고 가정했을 때 올해 전체 평균 배출량이 전년보다 4% 줄어들 것으로 봤다. 또 올해 말까지도 일부 활동 제한이 남아 있을 경우 이산화탄소 평균 총배출량은 전년 대비 7% 정도 감소할 수 있을 것으로 전망됐다. 코린 르케레 영국 이스트앵글리아대 교수는 “이번 연구로 이산화탄소 배출에 가장 큰 영향을 미쳤던 분야가 파악된 만큼 코로나19 사태 이전으로 배출량이 다시 늘어나지 않도록 대응책을 마련할 필요가 있다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

지구와 떼려야 뗄 수 없는 달이 약 1000년 전 지구에서 완전히 '사라졌다가' 다시 나타난 미스터리를 풀어낸 연구결과가 공개됐다. 지금으로부터 약 1000년 전, 중세에 살았던 누군가는 당시를 ‘재난의 해’라고 기록했다. 폭우로 인해 농작물이 피해를 입고 기근이 땅을 휩쓸었다. 그리고 5월 한밤중, 달이 갑자기 하늘에서 사라지는 기이한 일이 발생했다. 5세기경 독일에서 영국으로 건너간 게르만 민족의 한 분파인 앵글로색슨족이 남긴 것으로 알려진 해당 문서에는 “5월 5일 밤 저녁, 밝게 떠 있던 달의 빛이 조금씩 줄어들었다. 깊은 밤이 되자 빛이 전혀 보이지 않았고 그 모습 역시 완전히 소멸했다. 이러한 현상은 동이 틀 때까지 계속됐다”고 적혀있었다. 스위스 제네바대학, 프랑스 클레르몽 오베르뉴대학 등 공동연구진은 약 1000년 전 달이 시야에서 사라질 정도로 하늘을 어둡게 한 원인을 조사했다. 일반적으로 달이 시야에서 가려지는 가장 흔한 원인은 구름 또는 월식이지만, 전문가들은 달이 지구의 그림자에 가려졌더라도 완전히 사라지는 것이 아니라 어렴풋한 구체는 확인할 수 있다는 이유를 들어 '달 실종사건'의 원인은 다른 곳에 있다고 추측했다. 이 때문에 전문가들은 달이 하늘에서 거의 사라지는 현상의 원인이 당시 아이슬란드에서 일어난 대규모의 화산폭발을 꼽아왔다. 1104년 아이슬란드의 헤클라 화산이 폭발하면서 다량의 화산재와 유황 화합물 등이 성층권으로 방출됐고, 이것이 대규모 기근뿐만 아니라 달이 시야에서 사라지는 전대미문의 사건을 유발했다는 것. 하지만 연구진의 새로운 연구결과에 따르면 남극에서도 화산활동과 연관된 황산염 침전물이 상당량 발견됐고, 침전물의 생성연도를 추적해봤을 때 ‘달의 실종사건’ 시기와 일치한다는 것을 확인했다. 연구진은 "남극에서도 화산 관련 침전물이 발견됐다는 사실은 곧 북극과 인접한 아이슬란드가 아닌 열대지방에 가까운 곳에 위치한 화산이 폭발했다는 것을 의미한다"면서 "남극에서 발견된 침전물과 침전물의 생성 시기, 월식의 정도 등을 종합해 분석한 결과, 지구 대기를 뒤덮은 유황 화합물의 출처는 아이슬란드가 아닌 일본 아사마산일 가능성이 높다"고 설명했다. 연구진에 따르면 1108년 당시 수 개월 동안 거대한 화산폭발을 일으켰던 일본 아사마산에 대해, 일본의 한 정치인은 자신의 일기에 “화산 꼭대기에 불이 난 뒤 총독의 정원에 두꺼운 재가 쌓였다. 들판과 논은 경작할 수 없게 됐다”며 “일본에서 이런 현상을 본 적이 없다. 매우 이상하고 희귀하다”라고 남겼다. 이밖에도 나이테를 근거로 추측한 결과 화산폭발이 있었던 이듬해인 1109년 북반구는 평균 기온보다 1℃ 낮았다. 화산재와 황산 구름이 햇빛을 가렸기 때문이다. 연구진은 “1109년부터 서유럽의 여러 지역에서 악천후와 흉작, 기근 등을 언급한 자료가 매우 많다”면서 “화산 폭발의 정확한 원인은 확인할 수 없지만, 당시 전 세계에 영향을 미친 분화는 일본 아사마산 분화 뿐”이라고 설명했다. 이어 “이번 연구결과는 많은 간접적 증거에 의존하지만, ‘달 실종사건’을 설명하기에는 매우 적합하다”고 덧붙였다. 자세한 연구결과는 자세한 연구결과는 국제학술지 네이처의 자매지인 사이언티픽 리포트 최신호에 실렸다. 사진=123rf.com 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

국내 연구진이 알츠하이머 환자의 혈액에서 특이적으로 증가하는 유전자를 발견해 치매 조기진단 기술 개발에 도움을 줄 것으로 기대되고 있다. 한국뇌연구원 퇴행성뇌질환연구그룹은 알츠하이머 환자의 혈액에서 특이적으로 증가하는 유전자를 발견하고 이를 활용한 진단기술을 개발할 수 있다고 19일 밝혔다. 이번 연구결과는 생물학 분야 국제학술지 ‘국제분자과학저널’ 특별호에 실렸다. 인체는 생존에 필요한 안정적 상태인 항상성을 유지하기 위해 지속적으로 단백질을 만들고 분해한다. 세포 내 단백질은 수명이 다하거나 문제가 생기면 세포 소기관에 의해 분해되는데 이 과정이 제대로 이뤄지지 않을 경우 불필요한 단백질이 세포 속에 쌓여 암을 비롯한 각종 질환이 생긴다. 연구팀은 유전자 전사체 분석기법을 통해 알츠하이머 환자의 유전자 발현량을 분석했다. 그 결과 체내 단백질 분해 조절에 관여하는 E2 효소에 속하는 ‘Ube2h’라는 유전자가 혈액 속에서 특이하게 늘어난다는 사실을 확인했다. 연구팀은 알츠하이머 질환을 일으킨 생쥐의 혈액과 뇌조직에서도 Ube2h 유전자가 증가했다는 것을 발견했다. 또 연구팀은 정상세포에서 Ube2h 유전자를 과발현시키더라도 알츠하이머 발병 원인으로 알려진 타우단백질이나 베타아밀로이드 단백질의 발현에는 영향을 미치지 않는다는 것도 밝혀냈다. 이는 Ube2h가 알츠하이머 치매 발병여부를 확인할 수 있는 새로운 물질이라는 것을 의미한다.주재열 뇌연구원 박사는 “이번 연구는 차세대 염기서열 분석법을 활용해 알츠하이머 치매에 특이적으로 변화하는 유전자를 발견하고 이를 빅데이터화해 활용하려는 것”이라며 “이번에 발견한 유전자를 정확하고 신속한 치매진단과 치료 타겟으로 활용할 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

지구 온난화로 인해 도심에 사는 곤충의 숫자가 줄면서 도시에서 사는 새들의 개체수도 함께 줄어들 것이라는 연구결과가 나왔다. 도시에서 새소리 듣기가 힘들어질 것이라는 분석이다. 헝가리 판노니아대 진화생태학연구소, 수자원학과, 영국 셰필드대 동물·식물학과 공동연구팀은 도시에 사는 박새가 숲에 사는 박새와 비슷하게 번식에 성공하기 위해서는 먹잇감인 곤충 개체수가 지금보다 최소 2.5배 이상 돼야 한다는 연구결과를 영국 생태학회에서 발행하는 생물학 분야 국제학술지 ‘동물 생태학’ 18일자에 발표했다. 연구팀은 헝가리 도시와 삼림지대에 있는 박새 둥지에 소형 카메라를 설치한 뒤 박새의 성장과정을 관찰했다. 관찰 결과 도시에 사는 박새들은 시골에 사는 박새들에 비해 성장 속도가 늦고 생존과 번식 가능성이 낮은 것으로 확인됐다. 연구팀은 도시 박새들이 사료나 사람들이 먹다버린 음식물들 같은 먹을거리는 많지만 시골 박새들처럼 곤충 섭취는 거의 없다는 것을 확인했다. 연구팀은 도시 박새들에게 한 달 가량 곤충을 먹을 거리로 제공한 다음 관찰한 결과 사료를 먹은 박새들보다 체중이 15% 증가했다는 사실도 관찰했다. 도시가 조류들에게 먹잇감을 풍부하게 제공하고 있기는 하지만 자연 서식지에 비해서는 조류들의 번식과 생존에 도움이 되는 곤충이나 애벌레들의 공급이 적은 것은 확실하다고 연구팀은 설명했다. 연구팀에 따르면 도시의 새 개체수를 늘리기 위해서는 곤충을 인위적으로 공급하기보다는 도시에서 곤충의 개체수를 늘리는 것이 중요하다. 이를 위해서는 녹지공간을 확대하는 것이 필요하다고 연구팀은 조언했다. 가보 쉬레스 헝가리 판노니아대 교수는 “먹잇감 차원에서 도시는 오히려 풍부할 수 있지만 조류의 개체수 확대에는 큰 도움이 되지 않는다”며 “도시가 시골보다 곤충 개체수가 유독 적고 빨리 줄어드는 구체적인 이유에 대해 추가 연구가 필요한 상황”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

피젯 스피너는 여러 개의 가지를 가진 금속이나 플라스틱 판을 한 손에 쥐고 손가락으로 튕겨 회전하도록 만들어진 장난감이다. 적은 힘으로도 빠르고 오랫동안 돌아갈 수 있도록 할 수 있다. 국내 연구진이 피젯 스피너의 원리를 이용해 1시간 내에 세균감염을 간단히 발견해 낼 수 있는 수동진단 기구를 발명해 화제가 되고 있다. 울산과학기술원(UNIST) 생명과학부, 기초과학연구원(IBS) 첨단연성물질연구단, 서울대 융합과학부, 전기정보공학부, 서울대병원 진단검사의학과, 의생명연구원, 의료기기혁신센터, 인도 티루치라팔리 시립병원 공동연구팀은 장난감 피젯 스피너와 비슷하게 생긴 진단기구를 만들어 수 일이 걸리던 감염성 질환 진단을 1시간 이내로 단축하고 진단 정확도도 100%에 가까워 의료 인프라가 부족한 저개발국가에서 유용하게 쓰일 수 있을 것이라고 18일 밝혔다. 이번 연구결과는 의공학 분야 국제학술지 ‘네이처 바이오메디컬 엔지니어링’ 19일자에 실렸다. 세균에 의한 감염병은 단순 복통에서 산모의 유산, 뇌졸중 등 다양한 증상을 유발시킨다. 세균성 감염병을 파악하기 위해서는 보통 하루 이상 걸리는 배양검사가 필요하다. 게다가 의료 인프라가 부족한 저개발국가에서는 일주일 이상 걸리는 경우도 많다. 저개발국가에서는 이런 문제 때문에 항생제 처방이 잦아 항생제 내성이 발생하는 경우도 많고 슈퍼박테리아 출현 가능성도 높아지고 있다.진단시간 단축을 위해 단일 칩만으로 세균을 검출할 수 있는 ‘랩온어칩’ 기술이 있기는 하지만 사용을 위해서는 복잡한 장치가 필요해 의료시스템이 열악한 오지나 저개발국가에서 사용은 역시 어렵다. 이에 연구팀은 적은 손가락 힘으로 빠르게 회전시키는 장난감 피젯 스피너 원리에, 연구팀이 원심력을 이용해 입자를 빠르게 분리할 수 있는 ‘FAST’ 기술을 적용해 손으로 돌리는 미세유체칩을 만들었다. 연구팀은 진단 스피너에 병원균을 넣은 뒤 회전시켜 균을 농축시킨 뒤 세균분석과 항생제 내성 테스트를 순차적으로 수행할 수 있도록 기구를 설계했다. 실제로 진단 스피너에 소변 1㎖를 넣고 1~2회 돌리면 필터 위에 병원균이 100배 이상 농축된다. 그 다음 필터에 시약을 넣으면 세균 농도에 따라 색깔이 달라져 육안으로 세균여부를 판별할 수 있고 추가로 세균 종류도 알아낼 수 있다. 또 진단 스피너에 항생제와 섞은 소변을 넣고 농축시킨 뒤 세균이 살아있는지 여부를 시약반응으로 확인할 수도 있다. 이 과정은 농축에 5분, 반응에 45분이 걸려 앞선 과정까지 포함해 2시간 내에 세균 감염 여부는 물론 세균의 항생제 내성여부까지 모두 진단이 가능하다. 연구팀은 인도 티루치라팔리 시립병원에서 39명을 대상으로 병원에서 실시한 배양검사와 이번에 개발한 진단 스피너를 이용한 검사로 세균성 질환을 진단하는 실험을 실시했다. 그 결과 진단 스피너로 1시간 내에 감염 여부를 확인했으며 병원에서 배양에 실패한 경우까지 진단하는데 성공했다. 기존 의사의 진단만으로 처방했을 때 발생할 수 있는 항생제 오남용을 0%로 줄이기도 했다. 조윤경 UNIST 생명과학부 교수(IBS 첨단연성물질연구단 그룹리더)는 “항생제 내성 검사는 어렵고 실험실에서나 가능했는데 이번에 개발한 기술을 활용하면 간단한 방식으로 빠르고 정확하게 세균 검출이 가능하고 오지에서 비전문가도 사용할 수 있다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

모든 이들이 그렇지는 않지만 다리가 긴 사람은 보폭이 넓어 달리기나 걷기에서 그렇지 않은 사람보다 유리하다. 중생대 백악기 말에 살았던 티라노사우루스가 최강 육식공룡으로 자리잡을 수 있었던 것도 ‘롱다리’ 덕분이었다는 연구결과가 나왔다. 미국 마운트마티대 생물학과, 메릴랜드대 지리학과, 국립자연사박물관 고생물학부, 서던캘리포니아대 의대 통합해부학과, 캐나다 맥길대 자연사박물관 공동연구팀은 티라노사우루스가 큰 덩치에도 불구하고 최강 공룡으로 자리매김할 수 있었던 것은 ‘롱다리’ 때문이라고 17일 밝혔다. 긴 다리가 하루 종일 먹이를 찾아 헤맬 때 에너지효율적으로 이동할 수 있게 도와줬다는 설명이다. 이 같은 연구결과는 미국공공과학도서관에서 발행하는 국제학술지 ‘플로스 원’ 14일자에 실렸다. 연구팀은 70종 이상의 수각류 공룡의 사지비율 체질량, 걸음걸이에 대한 데이터를 수집했다. 이를 바탕으로 연구팀은 공룡의 최고 속도와 걸을 때 속도와 에너지 소비량을 추정했다. 수각류 공룡은 2족 보행을 한 공룡으로 거의 대부분이 육식성이다. 그 결과 몸무게가 1000㎏에 못 미치는 중소형 수각류들은 다리가 길면 달리기 속도가 더 빨라진다는 것을 확인했다. 반면 1t이 넘는 대형 수각류의 경우 최고 달리기 속도는 신체 크기에 의해 제한되지만 다리가 길어지면 걸을 때 소모되는 에너지양이 적어진다는 것을 연구팀은 밝혀냈다. 티라노사우루스 같은 거대 육식공룡들은 단거리 스프린터가 아닌 마라토너 라는 말이다. 거대 육식공룡에게서는 지구력과 에너지효율성을 고려해 다리가 길어진 것이라는 설명이다.백악기 말 사실상 천적이 없었던 티라노사우루스는 빠르게 달리는 것보다 천천히 어슬렁거리다가 먹잇감을 봤을 때 순간적인 속도로 낚아챘다는 것이다. 현재 지구에서 가장 빠른 동물로 알려진 치타처럼 계속 빠른 속도로 이동하는 것이 아니라 평소에는 어슬렁거리며 에너지를 축적했다가 먹잇감을 발견했을 때 폭발적인 속도를 내는 것과 같은 원리이다. 토머스 홀츠 주니어 메릴랜드대 교수(고생물학)는 “육식공룡들은 먹는 시간보다 먹이를 찾는데 많은 시간을 소비하기 때문에 이동을 할 때도 에너지효율을 고려하지 않을 수 없다”라며 “먹이를 찾아 헤메는 동안 적은 에너지를 소비할 수 있도록 롱다리로 진화한 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

1950~60년대 냉전시절 미국이나 소련, 중국 등은 핵폭발로 인해 발생하는 낙진이나 인간이나 생태환경에 미칠 수 있는 영향을 무시하고 공공연하게 지상 핵실험을 실시했다. 그런데 냉전 중 지상핵실험이 폭발장소에서 수 천㎞ 떨어진 장소의 기상 패턴을 변화시켰을 것이라는 연구결과가 나왔다. 영국 레딩대 기상학과, 베스대 전기전자공학과, 브리스톨대 항공우주공학과 공동연구팀은 1950~1960년대 미국과 소련이 시행한 핵실험에서 방출된 전기전하가 당시 비구름에 영향을 줘 수 천 ㎞ 떨어진 곳의 강수량을 늘렸다고 16일 밝혔다. 이번 연구결과는 물리학 분야 국제학술지 ‘피지컬 리뷰 레터스’ 13일자에 실렸다. 냉전 시절에는 미-소 양국은 군사적 능력을 과시하기 위해 핵무기를 개발해 지상에서 핵실험을 실시했다. ‘원자폭탄의 주(州)’로 불려진 네바다의 사막이나 태평양, 극지에 위치한 외딴 섬에서 지상실험을 했는데 낙진과 같은 방사성물질은 대기권 전체로 퍼져나갔던 것으로 알려져 있다. 방사능은 공기를 이온화시켜 전하를 방출하는데 주변의 원자나 분자에 부딪쳐 더 많은 전하입자를 만들게 된다. 이렇게 만들어진 전하입자들은 대기 중 먼지, 그을음, 물방울을 응집시켜 비처럼 땅에 떨어지도록 만든다. 연구팀은 실제로 지상핵실험이 강우량에 변화를 줄 수 있는지에 대해 파악하기 위해 1962~1964년까지 런던 인근 큐지역과 셰틀랜드 제도의 레릭에 위치한 영국기상청 관측소 기록을 분석했다. 특히 셰틀랜드 레릭지역은 스코틀랜드에서 북서쪽으로 300마일 이상 떨어져 있어서 다른 인위적 오염원의 영향을 받지 않아 탐지하기 어려운 강수영향을 관찰하기 좋은 곳으로 알려져 있다.그 결과 지상 핵실험 실시 직후가 그렇지 않은 때보다 강수량이 24% 정도 높은 것으로 확인됐다. 연구팀에 따르면 대기 중 전하는 구름 속 물방울이 충돌하고 결합하는 방식을 바꿔 물방울 크기에 영향을 미치고 결국 강수량에 영향을 미치게 된다. 길스 해리슨 레딩대 교수(기후물리학)는 “이번 연구결과는 화학물질을 사용하지 않고 전하가 어떻게 강수에 영향을 미치는지를 보여줌으로써 가뭄을 줄이거나 홍수를 예방할 수 있는지를 보여준다”라며 “우주선(線)의 영향으로 만들어진 전하 입자로 대기가 채워져 있는 목성과 해왕성 같은 외계행성의 날씨 패턴을 더 잘 이해하는데 도움을 줄 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

식사를 마친 뒤 커피 한 잔은 당연한 코스처럼 받아들여지고 있다. 전 세계적으로 연간 커피 생산량은 700만t에 이르는 등 가장 많이 소비되는 음료 중 하나로 꼽히기도 한다. 미국 세인트루이스 워싱턴대 의대, 텍사스대 보건대, 미네아폴리스 아동병원, 요르단 요르단대학병원, 오스트리아 비엔나의대, 캐나다대 캘거리대 의대, 영국 앵글리아 러스킨대 공동연구팀은 하루 커피 2~3잔을 마시는 여성은 술을 마시지 않는 여성보다 체지방은 물론 복부지방도 낮다는 사실을 확인하고 식품영양학 분야 국제학술지 ‘영양학 저널’ 15일자에 발표했다. 연구팀은 미국 질병통제예방센터(CDC)에서 실시한 국민건강영양조사 결과를 활용해 하루 섭취한 커피의 양과 체지방지수(BMI)와 복부지방과의 상관관계를 조사했다. 그 결과 20~44세 여성 중 하루 2~3잔 커피를 마신 사람들은 그렇지 않은 사람보다 3.4% 정도 복부지방과 체지방지수가 낮았다. 또 45~69세 여성들 중에서 하루 3~4잔의 커피를 마신 여성들은 그렇지 않은 사람보다 지방이 4.1% 적었다. 전체적으로 하루 2~3잔의 커피를 마시는 모든 여성들 사이에서 평균 체지방지수는 2.8% 낮은 것으로 확인됐다. 남성의 경우 하루 2~3잔씩 마시는 사람들이 그렇지 않은 사람보다 체지방지수는 1.3%, 복부지방은 1.8% 적은 것으로 조사됐다. 연구팀은 커피 속 카페인이 적은 디카페인 커피에서도 똑같은 효과가 나타났다고 설명했다. 커피 속 카페인 때문에 나타나는 영향이 아니라는 설명이다. 실제로 커피가 건강에 도움을 주는 여러 효과가 있기는 하지만 관절이 약해진다든지 뇌혈관질환을 일으킬 수도 있다는 연구결과도 나오고 있는데 이는 카페인 때문으로 알려져 있다. 리 스미스 앵글리아 러스킨대 교수(공중보건학)는 “이번 연구는 카페인 이외에 커피 속 여러 성분들이 항비만제로 작용할 수 있다는 것을 보여주고 있다”며 “비만으로 인한 각종 만성질환도 커피를 마심으로써 예방할 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

남미 국가인 에콰도르에서 특이한 사례로 집단 폐사한 것으로 추정되는 고대 나무늘보의 화석이 대거 발견됐다. 최근 라이브사이언스 등 과학매체에 따르면, 이들 고대 나무늘보의 화석은 탕크 로마라고 불리는 한 발굴지에서 함께 나왔다.땅늘보(학명 Eremotherium laurillardi)라고 불리는 이들은 플라이스토세 후기(약 260만 년 전부터 1만1700년 전 사이)에 살았다. 이 시기는 혹독한 기후 변화로 많은 포유류가 멸종한 마지막 빙하기였지만 이번에 화석으로 나온 고대 나무늘보들의 집단 사인은 그런 원인과 전혀 관계가 없는 것으로 밝혀졌다. 미국과 에콰도르의 연구자들이 공동으로 진행한 이번 연구에서는 고대 나무늘보가 자신들의 배설물 탓에 죽은 것으로 나타났다. 고대 나무늘보는 오늘날 나무늘보와 달리 몸길이 3~8m, 몸무게 3t에 달하는 거구였기에 나무 위가 아니라 땅 위에서 살았다. 이들은 3500만 년 전 남미에 출현해 마지막 빙하기에 이르러 다른 대형 포유류와 함께 멸종했다. 일부 전문가는 대형 포유류의 멸종이 초기 인류의 수렵이 원인이었다고 주장하지만 또다른 전문가들은 빙하기 기후가 원인이었다고 말한다. 따라서 이 종 전체의 멸종 이유는 이와 같은 두 가설이 유력하다. 그런데 이번에 나온 고대 나무늘보들이 죽은 이유는 이런 이론이 아니었다는 것이다.발굴 조사에서는 총 575개의 뼛조각이 발견됐고 그중 유년기부터 성년기까지 총 22마리의 나무늘보가 죽어 섞인 것으로 확인됐다. 이들의 서식 연대는 2만3000년 전부터 1만8000년 전 사이로 한 무리에서 생활한 것으로 추정된다.또 이 연구에서는 화석이 된 뼈 주변의 토양과 식물에 대해서도 조사했다. 그 결과 해당 지역은 한때 식물이 번성한 습지였던 것으로 밝혀졌다. 게다가 화석화한 식물에는 이들 나무늘보가 씹던 것으로 보이는 자국이나 소화된 흔적도 남아있다. 그런데 이 중에서도 연구자들이 가장 주목한 부분은 식물과 토양에 나무늘보의 배설물이 잔뜩 포함돼 있던 것이었다. 이는 이들 포유류가 습지를 배설 장소로도 썼다는 점을 시사한다. 이에 대해 연구진은 “고대 나무늘보는 오늘날 하마처럼 습지에 들어갔을 것”이라면서 “하마는 벌레를 막고 더위를 식히려는 방법으로 진흙 속에 몸을 담그는 행동을 좋아하기 때문”이라고 설명했다. 그런데 하마는 진흙탕 속에서도 배변 활동을 해서 그곳은 대변으로 가득 찰 수 있다. 따라서 대변으로 오염된 식물이나 흙탕물이 입으로 들어가 병에 걸리는 사례가 오늘날에도 보고되고 있다. 아마 고대 나무늘보들 역시 이와 같은 운명을 걸었을지도 모른다. 대변에 들어있는 병균 탓에 집단 폐사라는 비참한 최후를 맞았다는 것이다. 어쩌면 오늘날 나무늘보보다 크고 먹는 양이 많아진 것도 이런 비극의 계기가 됐을지도 모른다. 자세한 연구 결과는 국제학술지 ‘고지리, 고기후, 고생태학’(Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology) 최신호(4월 15일자)에 실렸다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

신종 코로나바이러스감염증(코로나19)가 고양이 사이에서 감염될 수 있다는 연구결과가 나왔다. 13일(현지시간) CNN방송에 따르면 미국 위스콘신대와 일본 도쿄대 연구진의 연구를 인용해 고양이과 동물들이 크기와 상관없이 코로나19에 감염될 수 있다는 사실이 확인됐다고 전했다. 연구진은 코로나19에 감염된 고양이와 감염되지 않은 고양이를 함께 수용한 뒤 경과를 살펴본 결과, 미감염 고양이들이 모두 감염된 사실을 확인했다. 실험에 이용된 고양이 모두 발열이나, 체중 감소 등의 증상을 보이지 않는 것으로 나타났다. 연구진의 연구 결과는 국제학술지 ‘뉴 잉글랜드 저널 오브 메디신’(New England Journal of Medicine)에 발표됐다. 연구진은 “코로나19의 다양한 경로를 통한 감염방지를 위해서는 인체 유입 경제에 대한 보다 나은 이해가 필요하다”고 밝혔다. 다만 미국 수의학회(AVMA)는 “현실에서도 고양이 간 전염이 잘 이뤄지는지는 불확실하다. 자연적으로 감염된 된 동물들이 사람에게 코로나19를 옮겼다는 증거는 없다”고 밝혔다. 미국 질병통제예방센터(CDC)는 “동물을 통한 코로나19의 감염 가능성은 크지 않지만, 여러 상황을 볼 때 사람을 통해 동물이 감염될 수 있다”며 “반려동물이 집 밖에서 다른 동물들과 상호작용하지 못하게 하고, 집 안에 환자가 발생하면 사람과 마찬가지로 반려동물 역시 격리시켜야 한다”고 권고한 바 있다. 김채현 기자 chkim@seoul.co.kr

국내 연구진이 생체분자를 순식간에 얼려서 움직임을 파악할 수 있는 기술을 활용해 안터지는 안전한 배터리의 비밀을 풀어냈다. 울산과학기술원(UNIST) 에너지및화학공학부, 한양대 에너지공학과 공동연구팀은 황화합물 고체전해질 구조를 원자 단위에서 분석함으로써 터지지 않는 배터리의 비밀을 푸는데 성공했다고 14일 밝혔다. 이번 연구결과는 나노분야 국제학술지 ‘나노 레터스’에 실렸다. 황화합물 고체전해질은 매우 민감해 내부 분자구조를 관찰하기 위해 전자빔을 조사하게 되면 쉽게 손상된다는 문제가 있다. 이에 연구팀은 이 물질을 영하 170도로 순식간에 얼려 공기와 접촉을 차단하는 방법으로 손상없이 분자구조를 관찰할 수 있게 된 것이다. 이번에 활용한 극저온 투과현미경은 수용액 속 생화학 분자를 영하 200도 이하의 극저온 상태로 급냉각시켜 정밀관찰하는 기술로 최근에는 코로나19 바이러스의 모양을 밝혀내는데 활용되기도 했다. 리튬이온배터리에서 이온이 지나는 통로인 전해질은 주로 액체 상태이기 때문에 폭발위험성이 크다. 이 때문에 고체 전해질을 활용하려는 시도가 많은데 고체전해질은 이온이 이동하기 쉽지 않다는 단점이 있어 배터리 용량과 수명이 떨어지게 된다. 연구팀은 액체질소로 황화합물 고체전해질을 순식간에 영하 170도로 냉각시켜 극저온 투과전자현미경 분석을 실시했다. 순간 냉각했기 때문에 높은 에너지를 갖는 전자빔을 쏘아도 전해질이 손상되지 않게 된다. 연구팀은 다양한 성분을 조합한 황화합물을 합성한 다음 열처리 온도를 다르게 한 다음 이온전도도를 측정했다. 그 결과 이온 전도도가 가장 높은 물질은 극저온 투과전자현미경 분석법으로 관찰한 결과 육각형 모양의 원자 배열이 확인됐다. 이현욱 UNIST 에너지및화학공학부 교수는 “이번에 활용한 기술은 공기와 접촉했을 때 반응성이 커지는 리튬이온배터리를 좀 더 안전하게 만드는데 도움을 줄 수 있을 것”이라며 “이는 2차전지 산업에 교두보 역할을 하고 바이오나 재료과학 산업 발전에도 기여할 것으로 기대한다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

5월 시작과 함께 때 이른 무더위가 시작됐습니다. 미국 해양대기관리청(NOAA), 영국 기상청 등은 올해가 1880년 현대적인 기상 관측을 시작한 이후 가장 더운 해가 될 가능성이 높을 것이라는 예측을 내놨습니다. 지금까지 역대 가장 더웠던 해는 ‘엘니뇨’의 영향으로 태평양 수온이 높았던 2016년입니다. 올해는 매우 이례적이게도 엘니뇨 영향을 받지 않는 상태에서 폭염이 발생할 것으로 예측되고 있는 것을 보면 지구온난화가 가장 큰 원인이라고 볼 수 있을 것입니다. 물론 여름철 폭염 여부는 장마 지속 기간과 북태평양 해수 온도 등에 좌우되는 만큼 현재로서 무더위를 전망하는 것은 의미 없을 수 있습니다. 날씨가 더워지면 에어컨과 시원한 청량음료를 찾는 사람들이 많습니다. 그런데 덥다고 음료수를 즐겨마시다간 심혈관질환을 앓게 될 가능성이 높다는 연구 결과가 나왔습니다. 미국 캘리포니아 샌디에고대(UCSD) 의대, 샌디에고주립대 보건대, 시티오브호프 의료센터, 애리조나주립대 보건대 공동연구팀은 하루에 설탕이 포함된 가당음료 한 캔이나 한 병 이상 마시는 여성은 그러지 않는 여성보다 심혈관질환을 앓게 될 확률이 최대 42%나 높다는 연구 결과를 의학 분야 국제학술지 ‘미국심장학회지’ 5월 13일자에 발표했습니다. 연구팀은 청량음료, 가당 생수나 차, 100% 과일주스가 아닌 가당 과일음료, 스포츠 음료를 설탕 포함 음료로 구분했습니다. 연구팀은 ‘캘리포니아 교사 연구’(CTS)라는 대규모 건강조사 데이터를 활용했습니다. CTS는 캘리포니아주 보건부에서 13만 3479명의 전현직 공립학교 교직원을 대상으로 암 발병률을 파악하기 위해 1995년 시작한 대규모 장기 역학조사입니다. 연구팀은 조사 시작 당시 심장병, 뇌졸중, 당뇨병을 앓았던 경험이 없는 10만 6178명을 선정해 매일 마시는 음료의 종류 및 양과 심혈관 질환 발병 여부를 추적 조사했습니다. 분석 결과 매일 설탕이 첨가된 과일음료를 한 캔씩 마시는 여성은 그러지 않는 여성에 비해 심혈관질환에 걸릴 가능성이 42%나 높은 것으로 나타났습니다. 콜라 같은 청량음료나 가당 생수나 차, 스포츠 음료를 매일 마시는 여성도 그러지 않는 사람들보다 심혈관질환을 앓게 될 확률이 23%나 높아진다고 합니다. 단 음료를 많이 마시는 여성은 체지방지수(BMI)가 정상보다 높고 채소나 과일, 견과류 등 음식 섭취량이 낮은 것으로 나타나기도 했습니다. 가당 음료는 혈중 포도당 수치를 빠르게 높이고 식욕을 과도하게 증가시켜 쉽게 비만으로 이어지도록 한다고 합니다. 혈당이 높아지면 인슐린 저항성과 체내 염증 지수가 높아져 동맥경화, 심장마비, 협심증, 뇌졸중 등 심혈관질환을 앓기 쉽게 만들기도 하지요. 설탕 대신 칼로리가 낮은 인공감미료가 포함된 음료가 가당 음료의 대안이 될 수도 있겠지만 인공감미료는 유익한 장내 미생물의 구성과 숫자를 줄이는 등 좋지 못한 영향을 미칠 수 있다는 연구 결과들이 많습니다. 그 때문에 연구팀은 설탕, 인공감미료, 칼로리가 진짜 ‘0’인 물이 쉽게 접할 수 있는 건강한 음료라고 추천했습니다. 실내 온도를 낮춰 주는 에어컨은 침방울을 멀리까지 이동시킬 수 있기 때문에 코로나19 바이러스 전파의 또 다른 수단이 될 수 있다는 우려가 나오고 있습니다. 폭염 여부를 떠나 덥고 습한 계절 여름이 다가오고 있습니다. 무더위와 코로나19라는 강적과 싸워야 할 올여름은 그 어느 때보다 힘든 때가 될 것 같습니다. edmondy@seoul.co.kr

2015년 개봉한 영화 ‘마션’에는 멧 데이먼이 화성에 홀로 남겨져 식물학자이자 기계공학자로서 능력을 이용해 구조 때까지 고군분투하는 모습이 그려지고 있다. 최근 우주 선진국들이 화성탐사에 관심을 갖고 있는데 이는 화성이 제2의 지구로 활용될 가능성이 있는지, 실제 인류가 화성에서 생존할 수 있는지에 대한 각종 정보를 파악하기 위한 것이다. 미국 대학우주연구협회(USRA) 부설 달·행성연구소(LPI), 아칸소대 우주행성과학센터, 사우스웨스트연구소, 미시건 앤아버대 기후우주과학과 공동연구팀은 화성에 존재하는 물의 염분이 지나치게 높아 사람이 정착해 살기는 어렵다는 연구결과를 우주과학분야 국제학술지 ‘네이처 천문학’ 12일자에 발표했다. 화성 표면에서 가장 높은 온도는 영하 48도로 생명체가 견딜 수 있는 최저온도보다 낮다. 실제로 화성의 대기층이 얇고 지표온도가 낮으며 극도로 건조하기 때문에 지구에서 생각하는 담수가 화성 표면에 노출되는 순간 얼거나 끓거나 바로 증발한다. 소금물처럼 물 속에 염(鹽)이 포함돼 있어 화성과 같은 조건에서 일정시간 안정적으로 지속될 수 있다고 연구팀은 설명했다.연구팀은 열역학적 모델과 기후모델을 결합해 소금물이 형성될 수 있는 위치와 소금물이 얼마나 지속시간을 분석했다. 그 결과 소금 농도가 높은 물이라면 화성 전체 표면의 40%에서 6시간 정도 존재할 수 있다는 것을 확인했다. 또 지하 8㎝ 깊이에서는 1년 중 2달 가량 물이 존재할 수 있을 것이라고 예측했다. 그동안 많은 관측으로 화성에 생명체의 필수요소인 물이 존재할 것이라고 알려져 있지만 연구팀은 현재 화성에서 안정적으로 존재하는 물이 있다면 염분이 지나치게 높아 지구 생물체가 적합한 환경이 아니라고 주장했다. 에드거 리베라 발렌틴 LPI 박사는 “이번 연구는 화성 표면과 얕은 지하에 액체가 형성되기 어렵다는 것을 보여주며 한편 염도가 높은 수분환경에서 살아남을 수 있는 생명체가 있을지에 대해서 다시 한 번 고민해야 할 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 연구진이 다양한 알츠하이머 발병 원인을 한번에 처리할 수 있는 방법을 찾아 알츠하이머 치매의 새로운 치료제 개발 가능성을 높였다. 임미희 카이스트 화학과 교수가 주도하고 백무현 카이스트 화학과 교수, 이주영 서울아산병원 교수가 참여한 공동연구팀은 알츠하이머 발병 원인을 모두 억제 가능한 치료 방법을 찾아내고 동물실험을 통해 효과를 입증하는 데 성공했다고 11일 밝혔다. 이번 연구 결과는 화학 분야 국제학술지 ‘미국 화학회지’에 실렸다. 연구팀은 방향족 저분자 화합물의 산화, 환원 반응을 이용해 알츠하이머의 원인으로 알려진 활성산소종, 베타아밀로이드 단백질, 구리 같은 금속이온을 동시에 조절할 수 있다는 것을 증명했다. 산화 정도가 다른 물질을 합성해 알츠하이머의 여러 원인 인자를 한꺼번에 조절할 수 있다는 것이다. 연구팀이 개발한 저분자 화합물을 이용하면 활성산소종에 대한 항산화 작용은 물론 베타아밀로이드, 금속-베타아밀로이드 단백질의 응집과 섬유 형성을 감소시킬 수 있다는 것을 확인했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 연구진이 다양한 알츠하이머 발병원인을 한 번에 처리할 수 있는 방법을 찾아 알츠하이머 치매의 새로운 치료제 개발 가능성을 높였다. 임미희 카이스트 화학과 교수가 주도하고 백무현 카이스트 화학과 교수, 이주영 서울아산병원 교수가 참여한 공동연구팀은 알츠하이머 발병 원인을 모두 억제 가능한 치료 방법을 찾아내고 동물실험을 통해 효과를 입증하는데 성공했다고 11일 밝혔다. 이번 연구결과는 화학 분야 국제학술지 ‘미국 화학회지’에 실렸다. 알츠하이머는 치매를 일으키는 대표적 퇴행성 뇌질환으로 치매 원인의 50% 정도를 차지하고 있다. 알츠하이머 유발 원인으로 다양한 요소들이 제시됐지만 이들 사이의 정확한 메커니즘은 아직 밝혀지지 않은 상태이다. 알츠하이머는 활성산소종, 베타아밀로이드 단백질, 구리 같은 금속 이온 때문에 생기는 것으로 알려져 있는데 개별적으로 질병을 유발시키기도 하지만 상호작용을 통해 악화시키는 경우가 많다. 금속이온이 베타아밀로이드가 응집, 축적되는 속도를 빠르게 하고 활성산소종들을 과다하게 생성해 신경독성을 유발해 알츠하이머를 악화시키게 될 수 있다는 것이다. 이 때문에 많은 연구자들은 복잡하게 얽힌 여러 원인을 동시에 공격할 수 있는 치료방법과 치료제 개발에 나서고 있다. 그런 가운데 이번 연구팀은 방향족 저분자 화합물의 산화, 환원 반응을 이용해 알츠하이머의 여러 원인을 동시에 조절할 수 있다는 것을 증명했다. 산화 정도가 다른 물질을 합성해 알츠하이머의 여러 원인 인자를 한꺼번에 조절할 수 있다는 것이다. 연구팀이 개발한 저분자 화합물을 이용하면 활성산소종에 대한 항산화 작용은 물론 베타아밀로이드, 금속-베타아밀로이드 단백질의 응집과 섬유형성을 감소시킬 수 있다는 것을 실험적으로 증명했다. 연구팀은 알츠하이머를 유발시킨 생쥐에게 방향족 저분자 화합물을 주입한 결과 뇌 속에 축적된 베타아밀로이드 단백질 응집이 줄어들고 손상된 인지능력과 기억력이 향상되는 것을 확인했다.임미희 카이스트 교수는 “이번 연구는 아주 단순한 방향족 저분자 화합물의 구조변화를 통해 산화환원 정도를 조절해 여러 원인인자를 동시에 조절할 수 있을 뿐만 아니라 간단히 치료제를 디자인할 수 있다는 장점이 있다”라며 “이번 기술을 신약 개발의 디자인 방법으로 사용한다면 비용과 시간을 훨씬 단축시켜 최대의 효과를 가질 수 있다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

“이 즈음의 신록에는 우리 마음에 참다운 기쁨과 위안을 주는 이상한 힘이 있는 듯하다. 신록을 대하고 있으면, 신록은 먼저 나의 눈을 씻고, 나의 머리를 씻고, 나의 가슴을 씻고 다음에 나의 마음의 모든 구석구석을 하나하나 씻어낸다.” 영문학자 이양하 선생이 1948년 발표한 수필 ‘신록예찬’의 한 구절이다. 바쁜 일상에 찌들어 있는 현대인들이 자연을 보고 깊은 상념에 빠지기 쉽지는 않지만 초록으로 가득한 나무와 숲을 만나면 가슴이 뻥 뚫리는 듯한 시원한 느낌을 받는 것은 사실이다. 코로나19 바이러스가 기승을 부리고 있어 바깥 나들이가 여전히 조심스러운 상황에서는 초록물이 뚝뚝 떨어지는 듯한 자연을 느끼고 싶은 마음이 어느 때보다 절실하다. 이런 가운데 영국 엑서터대 의대 부설 유럽환경·보건연구센터, 왕립원예학회, 환경보호공사(Natural England) 공동연구팀은 집 근처 가까운 공원에서 시간을 보내거나 집 안에 작은 정원을 들이는 것이 우울감과 스트레스를 해소할 뿐만 아니라 좋은 집이나 부유한 지역에서 사는 것보다 건강과 삶의 만족도를 더 높여 준다는 연구 결과를 환경 및 건축공학 분야 국제학술지 ‘조경과 도시계획’ 최신호(5일자)에 발표했다.연구팀은 환경보호공사가 2009년부터 2016년까지 영국인 7814명을 대상으로 거주지역, 소득수준, 자연에서 보내는 시간, 실내 정원 가꾸기 여부 등을 묻는 설문조사를 분석했다. 그 결과 자연에서 시간을 보내는 시간이 많은 사람들은 그렇지 않은 사람들보다 신체적 건강, 심리적 행복수치가 높은 것으로 나타났다. 또 거주지와 가까운 곳에 숲이나 공원이 없는 경우 실내에 식물을 들여 작은 정원처럼 꾸미고 가꾸는 사람이 그렇지 않은 사람보다 정신적, 신체적 건강 상태가 우수한 것으로 확인됐다. 이들의 삶에 대한 만족도는 좋은 집이나 부유한 지역에 거주하는 사람들보다도 더 높은 것으로 조사되기도 했다. 샨 드벨 엑서터대 교수(환경의학)는 “이번 연구는 정원이나 실내 조경의 건강상 이점과 공공의료 자원으로의 활용 가능성을 보여 주는 것”이라며 “도심개발에 있어서 주거지역과 가까운 곳에 자연을 느낄 수 있는 소공원을 많이 조성하는 것은 도시민의 신체적, 정신적 건강 차원에서 반드시 필요한 요소”라고 말했다.지난해 9월 미국 워싱턴대 환경산림과학부 중심으로 네덜란드, 영국, 스웨덴, 독일, 중국, 캐나다 등 7개국 31개 연구기관이 참여한 공동연구팀은 도시 개발을 할 때 자연 그대로의 환경을 최대한 보존하는 것이 도시민들의 정신적, 육체적 건강을 지키는 데 도움이 된다는 연구 결과를 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시스’에 발표하기도 했다. 도시 개발을 할 때 일반적으로 건물을 지은 뒤 자투리땅에 녹지나 공원을 조성하는 경우가 많은데 자연을 우선에 두고 지역개발을 하는 것이 도시화에 따른 환경문제와 도시민의 정신건강에 도움이 된다는 설명이다. 이처럼 녹지공간이 사람에게 미치는 영향에 대해서는 건축 분야뿐만 아니라 뇌신경과학 쪽에서도 다양하게 연구되고 있다. 1984년 미국 델라웨어대 로저 울리히 교수(지리학)는 펜실베이니아주 교외에 있는 요양병원에서 담낭제거 수술을 받은 환자 46명을 관찰한 결과 창으로 작은 숲이 내다보이는 곳에 입원했던 환자 23명은 담벼락만 보이는 병실에 입원한 환자보다 빨리 치유돼 입원 기간이 짧았다는 연구 결과를 세계적인 과학저널 ‘사이언스’에 발표한 바 있다. 독일의 대문호 괴테는 “자연과 가까울수록 병은 멀어지고 자연과 멀어질수록 병은 가까워진다”는 말을 남겼다. 다소 완화되기는 했지만 여전히 사회적 거리두기가 필요한 요즘 ‘코로나 블루’(코로나 우울증)를 호소하는 사람들이 적지 않다. 이럴 때 가까운 마트나 화원에 가서 평소 기르고 싶었던 식물을 사서 실내에 들여 정성껏 가꿔 보는 것도 코로나 블루를 날리는 한 방법이 아닐까.

툭 튀어나온 눈과 매직핸드(머니퓰레이터)처럼 돌출된 입… 위 그림 속 생물은 3억년 전 고생대 석탄기 바다에 산 ‘털리 몬스터’(Tully Monster)로 불리는 생물이다. 1958년 미국의 아마추어 화석 수집자 프랜시스 털리가 처음 화석을 찾아내 이런 별칭이 붙었고, 그후 일리노이주 메이슨 크릭에서만 1800여개가 발견됐다. 하지만 이 생물은 지금까지 무척추동물인지 아니면 척추동물인지 확인되지 않았다. 지난 2016년, 예일대 연구진이 털리 몬스터 화석 몇천 점을 해부학적으로 조사해 이 생물에는 척추동물과 같은 장기가 있다고 결론 내렸지만 직접적인 증거라고 할 수는 없었다. 그래서 최근 위스콘신대 연구진이 이 논쟁을 끝내기 위해 화석에 남은 화학성분을 분석하기로 했다. 왜냐하면 화학성분에 의한 분석은 해부학적 분석보다 더욱더 직접적인 증거가 되기 때문이다. 분석 결과, 툴리 몬스터는 척추동물로 볼 수 있는 화학성분을 갖고 있는 것으로 확인됐다. 따라서 이 성과는 툴리 몬스터의 정체를 둘러싼 지금까지의 논쟁에 큰 영향을 줄 것으로 보인다. 그렇다면 대체 어떤 화학성분이 이 종이 척추동물인지를 확인하는데 결정적인 영향을 한 것일까. 그 답은 뜻밖에도 오늘날 세계를 살고 있는 우리에게도 꽤 익숙한 성분이었다. 털리 몬스터를 분류하는 열쇠가 된 성분은 바로 단당류인 키틴과 단백질의 일종인 케라틴이었다. 키틴은 곤충의 뿔이나 게의 껍질 등 주로 무척추동물의 딱딱한 부분에 존재하는 성분이고, 케라틴은 인간의 손톱이나 머리카락를 비롯해 비늘이나 부리 같이 척추동물의 딱딱한 부분에 주로 존재하는 성분이다. 모두 같은 역할을 생명체에 제공하지만, 키틴은 다당류이고 케라틴은 단백질의 일종이라서 양측의 분자 구조는 크게 다르다. 따라서 화석에 키틴 유래 화석성분이 포함돼 있으면, 털리 몬스터는 무척추동물이고 케라틴 유래 화석성분이 포함돼 있다면 척추동물의 직접적인 증거가 될 수 있는 것이다. 분석에는 현미라만분광기(Micro Raman Spectroscopy)가 쓰였다. 현미라만분광기는 관찰 대상에 레이저를 조사해 산란광을 검출하는 현미경적인 성질과 산란광 패턴으로부터 대상의 화학결합 종류나 결정격자의 왜곡을 직접 검지하는 검지기의 기능이 더해졌다. 분석 결과, 화석에서 검출된 것은 다당이 아니라 단백질 유래 화석성분으로 확인됐다. 이로 인해 털리 몬스터에는 키틴이 아니라 케라틴을 지닌 척추동물과 같은 종류라는 결론을 내릴 수 있었다.다른 기존 연구에서는 털리 몬스터가 척추동물일 경우 현존하는 종 중에서 가장 가까운 종은 칠성장어목 생물이라는 결과도 나와 있다. 칠성장어가 속한 원구류는 협의의 어류에서도 벗어난 존재(장어는 어류)이며, 어류·양서류·파충류·조류·포유류 등 다른 척추동물이 가진 턱이 없는 이질적인 존재이다. 이는 원구류가 척추동물의 턱 획득 전에 다른 계통으로 분기한 것을 의미한다.이를 통해 척추동물은 턱보다 먼저 척추를 획득하고 있었다는 것을 알 수 있다. 털리 몬스터의 입이 이상하게 생긴 것도 칠성장어처럼 턱이 없어 다른 계통의 입을 획득하고 있었던 것일지도 모른다. 이번 연구 성과는 위스콘신대의 빅토리아 맥코이 조교수 등이 정리해 국제학술지 ‘지구생물학’(Geobiology) 최신호(4월28일자)에 게재했다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

국내 연구진이 소금성분으로 태양전지 효율을 높일 수 있는 방법을 찾아냈다. 한양대 바이오나노학과 연구팀은 소금 속 나트륨(Na) 이온이 금 나노클러스터 태양전지 효율에 영향을 미친다고 7일 밝혔다. 이번 연구결과는 에너지 분야 국제학술지 ‘ACS 에너지 레터스’ 8일자 표지논문으로 실렸다. 금이나 은 같은 귀금속이 눈에 보일 정도로 모인 상태는 반응성이 낮지만 원자 크기 금 수십개가 모인 금 나노클러스터는 일반적인 금과는 전혀 다른 성격을 갖게 되면서 원자 단위로 제어가 가능하고 활성을 띨 수 있어 화학반응 촉매나 플랫폼으로 활용할 수 있게 된다. 특히 금 원자 22개가 14면체 구조로 모인 금 나노클러스터는 독특한 구조를 갖게 돼 빛을 잘 흡수할 수 있게 된다. 현재 사용되는 실리콘이나 페로브스카이트 태양전지에 이용되는 중금속 광흡수체보다 금 나노클러스터는 친환경적이어서 차세대 태양전지 소재로 꼽힌다. 문제는 빛을 전기로 변환하는 광전환 효율이 실리콘 태양전지 5분의 1 수준에 불과하다는 것이다.이에 연구팀은 전극제조 과정에 소금 속 나트륨 이온이 금 나노클러스터와 전극의 흡착을 돕는다는 것을 알아냈다. 빛을 흡수한 금 나노클러스터에서 전자가 만들어지면 접합된 반도체 산화물 전극으로 이동한 뒤 전자가 백금 상대 전극으로 수송되면서 전기가 만들어진다. 이 때 나트륨 이온이 광흡수체와 산화물 전극간 흡착을 강하게 만들어 광전환 효율을 높여 실리콘 태양전지와 비슷하게 될 것으로 기대되고 있다. 방진효 교수는 “중금속이 아닌 금 나노클러스터를 광흡수체로 이용함으로써 무독성 친환경 태양전지를 개발할 수 있게 될 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

DGIST 정보통신융합전공 장재은 교수팀이 기존 박막전극에 아주 작은 마이크로 구멍을 특정 형상으로 배치해 전기적 내구성을 높인 박막전극 제조 기술을 개발했다. 또 이를 이용한 박막 트랜지스터를 제작 기술도 함께 개발해, 향후 전기적 내구성이 필수적인 플렉시블 디바이스에 많은 응용이 가능할 것으로 기대된다. 최근 폴더블 스마트폰처럼 휘거나 접는 전자제품이 증가하며 플렉시블 전극 연구가 활발하다. 기존 연구들은 전도성을 확보하면서도 유연성을 향상시키기 위해 전극의 새로운 구조를 설계하거나 응력 응력(Stress): 재료에 압축, 인장, 굽힘, 비틀림 등의 하중(외력)을 가했을 때, 그 크기에 대응하여 재료 내에 생기는 저항력 이 최소인 부분을 이용한 균열 억제에 초점을 맞춰왔으나 제조 공정이 복잡하거나 새로운 생산라인이 필요한 한계가 있어왔다. 또 전극을 제작 하더라도 제한적인 물질로만 제작이 가능하며, 개발한 전극도 전도성이 낮아 상용화에는 문제가 많았다. 이에 장 교수팀은 기존과 다른 관점에서 접근했다. 기존 연구가 전극이 접히거나 구부러지면서 생기는 균열을 억제하려 했다면, 장 교수팀은 균열을 발생시키고, 이를 제어하는 관점에서 전극 연구를 진행했다. 그 결과, 최적화된 배열로 작은 마이크로 구멍을 형성하는 새로운 박막 전극 구조를 제시했다. 이는 특정 부분에만 응력을 집중시켜 균열이 퍼지는 것을 제어하는 새로운 구조다. 연구팀은 2~3마이크로미터의 아주 작은 구멍을 전극에 특정한 배열로 형성해 구멍 부분에서만 균열이 일정하게 발생하게끔 유도했다. 기존의 전극은 휘거나 굽을 경우, 전극 전반에 균열이 발생하며 전기가 전달되지 않았다. 하지만 일정 배열로 전극에 배치된 구멍들은 구멍의 측면 부분에만 균열을 집중적으로 발생시켰으며, 전극을 30만 번 이상 굽혔다 펴도 전극 내 다른 부분에 균열이 가지 않을 정도로 전극의 전기적 내구성을 개선시켰다. 또한 개발된 박막전극은 현재 전극을 생산하는데 사용 중인 반도체 공정 장비를 그대로 이용해 제작이 가능하다. 이는 전혀 새로운 생산 장비가 필요하던 기존 연구보다도 훨씬 경제적이고 효율적이다. 그리고 개발한 박막 전극을 이용해 개발한 트렌지스터 또한 기존과 유사한 성능을 유지하면서도 높은 내구성을 자랑해 향후 광범위한 활용이 기대된다. DGIST 정보통신융합전공 장재은 교수는 “이번 연구를 통해 개발한 박막전극은 미세한 구멍을 이용해 균열을 효과적으로 통제하는 새로운 개념의 전극”이라며 “향후 관련 기술을 좀 더 발전시킨다면 플렉시블 전자기기의 전자적 내구성을 획기적인 개선에 긍정적인 영향을 줄 것으로 기대된다”고 말했다. 이번 연구 결과는 관련 분야 국제학술지 ‘ACS Applied Materials & Interfaces’에 지난 4월 2일 온라인 게재됐다. 대구 한찬규 기자 cghan@seoul.co.kr

미국 펜실베이니아주립대 전염병역학센터, 영국 임피리얼칼리지런던 MRC 국제전염병분석센터 공동연구팀은 말라리아를 옮기는 모기들의 흡혈 시간이 한밤중에서 초저녁과 새벽, 이른 아침으로 이동하는 추세를 보이고 있다고 6일 밝혔다. 이번 연구 결과는 생물학 분야 국제학술지 ‘네이처 생태학 및 진화’ 5일자에 실렸다. 연구팀은 말라리아를 옮기는 아노펠레스 모기 2종을 가지고 온도를 변화시키면서 흡혈 시간을 측정했다. 그 결과 21.4도 이하에서는 한밤중에 흡혈하는 경우가 많지만 26도보다 높은 경우는 밤 10시 이전과 새벽 5시 이후에 흡혈하는 경향이 강한 것으로 조사됐다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr