60세 이상 연령층이 코로나19 백신 접종을 3차까지 마쳤을 때 위중증·사망 예방효과가 각각 90% 이상이라는 국내 연구 결과가 국제 학술지에 게재됐다. 질병관리청은 22일 “국내 60대 이상 연령층에서 코로나19 3차 접종 예방효과를 분석한 결과가 4월 19일 국제 학술지 ‘임상 감염병(Clinical Infectious Diseases)’에 게재됐다”고 밝혔다. 연구는 지난해 10월부터 올해 1월까지 진행됐다. 국내에 거주하는 60대 이상 1100만여명을 대상으로 코로나19 백신 2차 접종 완료군과 3차 접종 완료군으로 나눠 감염, 위중증, 치명률을 비교 분석했다. 이에 따르면 2차 접종완료군 대비 3차 접종완료군의 위중증 예방효과는 91.6%, 사망 예방효과는 92.3%였다. 질병청은 이번 연구에 대해 “전 세계적으로 60대 이상 연령대에서 3차 접종 효과를 분석한 연구 중 가장 규모가 큰 연구”라며 “국외 유명학술지에 논문으로 게재돼 국내 코로나19 예방접종 효과와 분석 역량을 학술적으로 인정받은 것에 의미가 있다”고 밝혔다. 질병청은 국내 코로나19 백신 효과를 평가하는 일련의 연구를 ‘K-COVE(Korea COvid-19 Vaccine Effectiveness) Study’로 명명하고, 향후 4차 예방접종 효과, 접종 후 효과 지속 기간, 백신 실패 위험요인 등도 분석해 정책 반영 등에 참고할 계획이다.

이산화탄소 배출의 많은 부분은 화석연료를 이용한 발전소나 공장, 그리고 자동차에서 비롯된다. 이 때문에 생활 속 탄소배출을 줄이기 위해 각국은 화석연료 중심의 내연기관차에서 점차 수소차, 전기차로 전환하고 있다. 도로에서도 전기차가 점점 눈에 많이 띄고 많은 사람들이 전기차를 구매하고 있는 상황이지만 전기차의 긴 충전시간은 전기차 구매를 망설이게 만드는 원인이기도 하다. 국내 연구진이 급속 충전이 가능한 하이브리드 리튬 이온전지를 개발해 주목받고 있다. 카이스트 신소재공학과 연구팀은 다공성 탄소 구조체를 합성에 이를 바탕으로 고성능 하이브리드 리튬 이온전지를 만드는데 성공했다고 21일 밝혔다. 이번 연구 결과는 미국화학회에서 발행하는 나노과학분야 국제학술지 ‘ACS 나노’에 실렸다. 현재 리튬 이온 배터리는 대표적인 상용 에너지 저장장치로 스마트 전자기기부터 전기차, 대형에너지저장시스템(ESS)까지 활용도가 높다. 문제는 전극 재료의 한계로 인한 낮은 출력밀도, 긴 충전시간, 큰 부피 등의 단점도 갖고 있다. 이 때문에 배터리용 음극과 축전기용 양극을 결합해 저장용량을 높이고 충방전 속도까지 빠르게 만드는 하이브리드 전지는 기존 리튬이온 배터리를 대체할 수 있을 것으로 기대되고 있다. 그러나 이 역시 음극과 양극 재료의 한계 때문에 상용화되지 못하고 있는 상황이다. 이에 연구팀은 대면적 다공성 탄소 구조체를 만들고 이를 음극과 양극 소재로 개발해 고에너지, 고출력 하이브리드 리튬 이온에너지 저장장치를 구현했다. 연구팀이 개발한 대면적 다공성 탄소 구조체는 기존 탄소구조체보다 표면적이 12배나 넓다. 이 때문에 충방전시 부피 팽창으로 인한 성능 저하를 억제하고 리튬 이온의 빠른 이동도 가능하게 만들어 수명도 길어지고 충전속도는 빨라지고 용량은 커지는 결과를 가져왔다. 연구팀은 이번에 개발한 음극과 양극으로 고성능 하이브리드 리튬이온 전지를 만들어 실험한 결과 기존 상용화된 리튬 이온배터리에 버금가는 에너지 밀도와 출력 밀도를 갖고 충전 속도는 수초에서 수분에 이르는 급속충전도 가능한 것으로 확인됐다. 소형 전지로 구현했지만 추가 연구를 통해 대형화한다면 스마트 전자기기는 물론 드론, 전기차에도 적용 가능할 것으로 전망된다. 연구를 이끈 강정구 카이스트 교수는 “전극기준으로 높은 에너지 밀도를 갖고 고출력 밀도에 의한 급속 충전이 가능한 이번 기술은 전기차를 포함한 다양한 전자기기에 활용될 수 있을 것”이라고 말했다.

국내 연구진이 음식 포장에 쓰는 랩을 이용해 만든 인공 피부를 개발했다. 한국기술교육대, 금오공대, 포스텍, 성균관대 공동 연구팀은 쓰다듬고 비틀고 잡아당기기까지 하는 등 손으로 직접 접촉해 사람처럼 정서적 교감을 나눌 수 있는 로봇용 투명 피부를 개발했다고 21일 밝혔다. 이번 연구 결과는 화학공학 분야 국제학술지 ‘화학공학 저널’에 실렸다. 최근 1인 가구나 고령화로 인해 돌봄 기능이 강화된 반려로봇이나 휴대폰 어플리케이션(앱)이 주목받고 있다. 전자 및 기계장치와 사람이 감정교류를 하기 위해서는 다양한 촉각 행동을 감지하고 이해할 수 있는 감정촉각피부가 필요하다. 감정촉각피부는 촉각을 표현하는 모든 행위를 인지할 수 있어야 하고 사람의 피부와 유사하게 부드럽고 잘 늘어날 수 있어야 하고 피부색을 그대로 표현할 수 있어야 한다. 이에 연구팀은 음식 포장을 위해 사용하는 랩에 착안해 ‘폴리염화비닐’ 젤과 물을 용매로 하는 하이드로젤을 결합해 투명하고 피부색을 그대로 표현할 수 있으며 잘 늘어나는 감정촉각피부를 개발했다. 이 과정에서 폴리염화비닐 젤과 하이드로젤의 제조 비율에 따른 특성을 확인했고 투명성과 신축성이 유지되면서 기계 및 전자장치에 접착할 수 있는 방법을 제시했다. 연구팀에 따르면 이번 연구 결과는 일상에서 주로 사용하는 음식물 포장용 랩에 사용되는 물질을 개량한 것이기 때문에 제작 비용이 적고 투명하고 잘 늘어나는 특성을 가져 다양한 분야에 적용할 수 있다. 김상연 한국기술교육대 컴퓨터공학부 교수는 “이번에 개발한 감정촉각피부는 투명하고 잘 늘어날 수 있어서 웨어러블 장치, 로봇, 의수, 스마트폰 등 여러 분야에 적용해 사람과 감정교류가 가능한 감정공유 장치를 만드는데 도움이 될 것”이라고 설명했다.

국내 연구진이 빛을 이용해 암세포와 병균을 공격하는 물질을 만드는데 성공해 주목받고 있다. 울산과학기술원(UNIST) 화학과, 연세대 화학과 공동 연구팀은 레이저 빛을 받으면 활성산소를 발생시켜 암세포나 세균을 공격할 수 있는 기술을 개발했다고 20일 밝혔다. 이번 연구 결과는 미국화학회에서 발행하는 화학분야 국제학술지 ‘JACS Au’에 실렸다. 광감각제는 빛을 흡수해 주변 산소를 활성산소로 바꿀 수 있는 물질이다. 활성산소의 강한 산화력으로 암세포나 세균을 제거할 수 있다. 특히 일중항산소는 활성산소 중에서도 산화력이 강하다. 일중항산소를 만드는 광감각제는 중금속이 포함되거나 물에 잘 섞이지 못해 인체에 유해할 뿐만 아니라 체내에서 작용하지 않는 경우가 많다. 이에 연구팀은 친수성 생분해 고분자인 폴리글리세롤을 주원료로 한 광감각제를 만드는데 성공했다. 실제로 광감각제를 넣고 레이저빛을 조사하면 암세포와 세균의 성장 속도가 절반 이하로 줄어든 것이 확인됐다. 연구를 이끈 민승규 UNIST 교수는 “이번 연구는 고분자 광감각제의 높은 생체적합성을 비롯해 광반응성 항암 및 항생효과를 확인했다는데 의미가 크다”며 “이번에 개발한 기술은 새로운 암치료법 개발은 물론 식수나 공기 살균 같은 분야에 광범위하게 사용될 수 있을 것”이라고 말했다.

온난화가 지금처럼 계속 이어져 지구 평균기온이 상승하면 많은 생물종이 멸종할 것이라는 예측들이 나오고 있다. 식탁 위 먹을거리들도 점점 줄어들게 될 것이다. 감자도 그 중 하나이다. 신대륙 발견으로 남미가 자생이던 감자가 유럽으로 건너가면서 굶주림으로부터 많은 사람을 구원하기도 했다. 19세기 중반 아일랜드에서 감자 대기근이 발생하면서 많은 사람이 죽었고 미국으로 대규모 이민이 발생하기도 했다. 현대에서도 감자는 고구마와 함께 대표적인 구황작물로 꼽힌다. 과학자들은 감자를 비롯해 많은 식물들이 온도 스트레스에서도 살아남을 수 있는 방법을 찾기 위한 연구를 진행하고 있다. 국내 연구진은 고온에서 감자 수확량이 감소하는 원리를 처음 밝혀내고 높은 온도에서도 수확량을 유지할 수 있는 품종을 개발하는데 도움이 될 것으로 기대된다. 한국생명공학연구원 식물시스템공학연구센터 연구팀은 감자의 생육 시기별로 유전자 분석을 실시해 고온에서 감자 덩어리가 쉽게 형성되지 않는다는 사실을 발견했다고 19일 밝혔다. 이번 연구 결과는 생명과학 분야 국제학술지 ‘셀 리포츠’ 표지논문으로 실렸다. 감자는 온도가 높아지면 수확량이 감소한다는 사실은 잘 알려져 있다. 국내에서도 감자는 온도가 비교적 낮은 고랭지에서 재배되고 있다. 온도가 올라가면 감자 같은 뿌리식물은 괴경(덩어리) 형성을 유도하는 특정 유전자 기능이 저하되는 것으로 보고되고 있지만 생육 온도와 수확량에 대한 정확한 연구는 없었다. 연구팀은 다양한 온도에서 감자를 재배하고 생육 시기별로 감자의 유전자 변화와 수확량을 분석했다. 그 결과, 고온에서 감자는 환경에 적응하기 위해 괴경 형성을 억제하는데 생육 초기와 후기에 대응 방식이 다른 것으로 확인됐다. 온도가 높아지면 생육 전반에 걸쳐 괴경 형성 유도 유전자를 억제해 수확량을 줄이는데 생육 초기에는 괴경 형성 유도 유전자의 RNA를 조절하지만 후기에는 유전자의 DNA를 조절한다는 것이다. 생육 초기에 괴경 형성 유전자 발현을 촉진시키면 수확량을 회복시킬 수 있지만 후기에는 유전자 발현을 높이더라도 수확량 감소를 막지는 못하는 것으로 확인됐다. 연구를 이끈 이효준 생명공학연구원 박사는 “온도가 높아지면 생육 부진 때문에 감자 수확량이 줄어드는 것이 아니라 식물 스스로 환경적응을 위해 덩어리 형성을 억제했기 때문이라는 것을 알 수 있었다”며 “이번 연구 결과는 고온 환경에서도 수확량이 높은 감자품종을 개발하는데 도움을 줄 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다.

최근 몇 년 동안 한반도 여름은 최악의 폭염과 장마가 번갈아 나타났다. 그런데 2020년에는 6월 초·중순에 때 이른 폭염이 찾아온 뒤 6월 하순부터 8월 중순까지 장마가 두 달 가까이 이어졌다. 역대 최장 장마가 홍수, 산사태까지 큰 피해를 내면서 면서 전국 38개 시군구가 특별재난지역으로 지정되기도 했다. 긴 장마가 끝난 뒤에는 다시 가마솥 더위가 찾아왔다. 포스텍 환경공학과, 서울대, 국립기상과학원, 영국 기상청 공동 연구팀은 2020년 여름처럼 폭염과 장마가 동시에 나타나는 복합 이상기후의 원인은 다름 아닌 온실가스 때문이라고 18일 밝혔다. 이번 연구 결과는 기상학 분야 국제학술지 ‘미국 기상학회보’에 실렸다. 지금까지는 지구온난화로 폭염, 호우 등 개별 기상현상들이 얼마나 증가할 것인지 연구됐지만 폭염과 호우가 잇따라 나타나는 복합 극한현상에 온실가스가 미치는 영향을 연구한 것은 처음이다. 연구팀은 1973년부터 2020년까지 전국 45개 측정지역에서 관측한 기온과 강수량 등 기상 데이터를 분석했다. 기상 데이터를 바탕으로 온실가스 농도를 변화시키면서 최신 다중 기후모델(CMIP6)과 영국 기상청의 대형 앙상블 모델로 한반도에서 이른 폭염과 장마, 가마솥 더위가 한 해에 연속해 발생할 가능성을 시뮬레이션했다. 분석 결과, 온실가스가 증가된 모델에서만 2020년 한반도 여름 같은 폭염, 호우 복합기상 사례가 나타났다. 온실가스로 인해 지구온난화가 발생하지 않았다면 여름철 기상이변은 거의 발생하지 않는 것으로도 확인됐다. 온실가스 증가로 지구온난화 마지노선인 지구평균기온이 1.5도 이상 오를 경우에는 2020년 같은 복합 극한현상이 더 잦아지고 강도도 강해질 것이라는 설명이다. 연구를 이끈 민승기 포스텍 교수는 “지금까지는 보건, 수자원, 농업, 에너지 등 분야별 기후변화 대응 방식이 폭염, 폭우 같은 개별 극한기후에 대해서 설정됐지만 앞으로는 극한기후들이 복합적으로 나타난다고 가정하고 종합대책을 재설정해야 한다”고 말했다.

최근 몇 년 동안 한반도 여름은 최악의 폭염과 장마가 번갈아 나타나는 형태이다. 그런데 2020년에는 6월 초·중순에 때이른 폭염이 찾아온 뒤 6월 하순부터 8월 중순까지 장마가 두 달 가까이 이어졌다. 역대 최장 장마로 홍수, 산사태로 큰 피해가 발생하면서 전국 38개 시군구가 특별재난지역으로 지정되기도 했다. 긴 장마가 끝난 뒤에는 다시 가마솥 더위가 찾아왔다. 국내 연구진이 2020년 여름처럼 폭염과 긴 장마가 동시에 나타나는 복합 이상기후가 발생할 가능성과 그 원인에 대해 처음 분석했다. 포스텍 환경공학과, 서울대, 국립기상과학원, 영국 기상청 공동 연구팀은 긴 장마와 폭염이 동시에 나타난 복합 이상기후의 원인은 다름 아닌 온실 가스 때문이라고 18일 밝혔다. 이번 연구 결과는 기상학 분야 국제학술지 ‘미국 기상학회보’에 실렸다. 지금까지는 지구 온난화로 폭염, 호우 등 개별 기상현상들이 얼마나 증가할 것인지 연구됐지만 폭염과 호우가 잇따라 나타나는 복합 극한현상에 온실가스가 미치는 영향을 분석한 것은 처음이다. 연구팀은 1973년부터 2020년까지 전국 45개 측정지역에서 관측한 기온과 강수량 등 기상 데이터를 분석했다. 기상 데이터를 바탕으로 온실가스 농도를 변화시키면서 최신 다중 기후모델(CMIP6)과 영국 기상청의 대형 앙상블 모델로 한반도에서 이른 폭염과 장마, 가마솥 더위가 한 해에 연속해 발생할 가능성을 시뮬레이션했다. 분석 결과, 온실가스가 증가된 모델에서만 2020년 한반도 여름 같은 폭염-호우 복합기상 사례가 나타나는 것으로 확인됐다. 온실가스로 인해 지구온난화가 발생하지 않았다면 여름철 기상이변은 거의 발생하지 않는 것으로도 확인됐다. 온실가스 증가로 지구온난화 마지노선인 지구평균기온이 1.5도 이상 오를 경우는 2020년 같은 복합 극한현상은 더 잦아지고 강도도 강해질 것이라는 설명이다. 연구를 이끈 민승기 포스텍 교수는 “지금까지는 보건, 수자원, 농업, 에너지 등 분야별 기후변화 대응 방식이 폭염, 폭우 같은 개별 극한기후에 대해서 설정됐지만 앞으로는 극한기후들이 복합적으로 나타난다고 가정하고 종합대책을 재설정해야 한다”고 설명했다.

국내 연구진이 파스나 반창고처럼 피부에 붙여 생치신호를 측정해 심근경색이나 부정맥을 얘방할 수 있는 기술을 개발했다. 한국표준과학연구원 역학표준그룹, 성균관대 화학공학과 공동 연구팀은 피부에 부착해 생체신호를 측정할 수 있는 의료용 실리콘 전자패치 기술을 개발했다고 18일 밝혔다. 이번 연구 결과는 화학공학 분야 국제학술지 ‘화학공학 저널’과 재료과학 분야 국제학술지 ‘어드밴스드 펑셔널 머티리얼즈’ 표지논문으로 실렸다. 인구 고령화, 심혈관질환의 증가, 비대면 원격의료 확대로 의료용 웨어러블 기기에 대한 수요가 늘고 있다. 특히 웨어러블 기기를 이용해 심근경색, 협심증, 부정맥 등 심혈관질환 조짐을 예측할 수도 있다. 기존의 웨어러블 전자 패치는 신체를 움직이거나 피부에 땀이나 물기가 있으면 접착력이 급격히 떨어져 오래 붙이고 있고 있기 어렵다. 이를 보완하기 위해 화학접착제를 사용하기도 하는데 피부 가려움증, 알레르기 등 부작용이 발생할 수 있다. 이에 연구팀은 물 속에서도 미끄러지지 않는 물방개 앞 발의 미세구조를 모방해 운동이나 샤워를 해도 떨어지지 않을 만큼 피부 접착력이 우수한 실리콘 전자패치를 개발했다. 인체에 무해한 의료용 실리콘으로 만들었기 때문에 공기가 잘 통하고 물도 잘 통과해 오랜 시간 붙일 수 있다. 연구팀은 여기에 탄소나노섬유 기반의 신축성 전극과 온도 센서를 결합해 웨어러블 패치를 만들었다.탄소나노섬유 소재의 신축성 전극은 피부가 접히거나 늘어나도 전기전도성을 잘 유지할 수 있는 것으로 확인됐다. 실제로 성능 시연을 실시한 결과 운동 후 피부에 땀이 흐른 상태에서도 접착력이 안정적으로 유지됐고 심전도와 체온을 실시간으로 모니터링할 수 있었다. 연구팀에 따르면 이번에 개발한 기술을 적용하면 기존 제품 대비 제작 공정을 단순화할 수 있고 비용도 절감할 수 있어 대량 생산에도 유리하다. 연구를 이끈 김민석 표준과학연구원 역학표준그룹장은 “기존 의료용 전자패치는 폭넓은 활용이 어려웠다”며 “이번 연구 결과는 원격진료 및 진단에 기여할 수 있어 국내 웨어러블 의료기기 산업 발전에 도움이 될 것”이라고 설명했다.

국내 연구진이 햇빛만으로도 탄소 배출없이 청정에너지 ‘수소’를 만드는 방법을 찾았다. 인하대, 연세대, 서울대, 인천대 공동 연구팀은 가시광선에 반응해 탄소 배출 없이 그린 수소를 생산할 수 있는 비금속, 친환경 질화탄소 광촉매를 개발했다고 18일 밝혔다. 이번 연구 결과는 화학 분야 국제학술지 ‘응용 촉매B:환경’에 실렸다. 지구온난화와 환경오염의 주범으로 꼽히는 화석연료 사용을 줄이기 위해서 다양한 재생에너지가 연구되고 있다. 가장 주목 받고 있는 것이 수소이다. 수소는 일반적으로 물을 전기분해해 만드는데 이 과정에서 에너지가 많이 투입되고 전기 생산을 하는 과정에서 탄소배출이 되는 경우가 있다. 과학자들은 이 같은 문제를 해결하기 위해 햇빛을 이용한 광촉매에 주목하고 있는데 광촉매의 효율이 제한적이고 대부분 금속을 함유한 물질로 만들어져 오히려 환경오염을 유발한다는 문제를 갖고 있다. 이에 연구팀은 가시광선을 흡수하기 적합한 구조를 갖고 무독성, 저비용이라는 장점까지 갖춘 비금속 기반 질화탄소라는 3차원 반도체 소재에 주목했다. 연구팀은 질화탄소 소재를 만들 때 물을 첨가하는 친환경적 방법으로 전자이동성을 높였다. 기존에 물을 사용하지 않고 만든 질화탄소 광촉매보다 수소 생산 성능이 12배 이상 높았고 안정적이며 내구성도 우수한 것으로 나타났다.박성진 인하대 화학과 교수는 “이번 연구는 효율적인 그린 수소 생산이 가능한 비금속, 친환경, 고효율 광촉매를 만들어 상업화를 촉진할 수 있다는데 의미가 크다”며 “그린 수소 생산의 상업화를 위해서는 촉매 성능의 극대화, 고효율 촉매의 대량 생산법 개발, 촉매 물질의 저독성, 친환경성 검증 등의 추가 연구를 진행할 것”이라고 설명했다.

부모님들은 모르겠지만 학생이라면 누구나 현재 성적과는 상관없이 공부를 잘하고 싶다는 생각을 갖고 있습니다. 수학을 포기한 ‘수포자’가 많다고들 하지만 학생들 스스로는 학원도 다니고, 과외도 받고 교육방송을 보는 등 시간 투자를 많이 해도 여간해선 성적이 오르지 않는다고 호소합니다. 공부 방법이 잘못됐을 수도 있지만 노력만큼 성적이 나오지 않으니 자연스럽게 수포자의 길로 갈 수밖에 없는 것이겠지요. 수학이 어렵고 원하는 결과가 나오지 않아 던져 버리고 싶겠지만 꾸준히 공부하는 것이 중요하다는 연구 결과가 나왔습니다. 미국, 중국, 프랑스 과학자들은 뇌 신경회로의 연결 강도가 수학 성적을 좌우한다는 사실을 밝혀냈습니다. 미국 스탠퍼드대 의대·샌타클래라대·럿거스대, 중국 저장대·중산대, 프랑스 파리 사클레대 소속 뇌신경과학자, 행동과학자, 심리학자, 물리학자들이 참여한 이 연구 결과는 뇌신경과학 분야 국제학술지 ‘신경과학저널’ 4월 12일자에 실렸습니다. 어려서 수학적 감각을 제대로 익히지 못하면 학창 시절엔 수포자가 되기 십상이고 평생 수학적, 논리적 능력이 손상될 가능성이 크다고 합니다. 실제로 수학적 감각은 학업 성적은 물론 향후 직업적 성공과 연결된다는 연구 결과도 많습니다. 연구팀은 7~10세 초등학생 96명을 대상으로 수학 성적과 뇌 연결성의 관계를 조사했습니다. 1만 4371건의 기능성 자기공명영상(fMRI) 뇌 분석 사례와 89건의 수학과 인지기능 관련 연구를 메타 분석했습니다. 분석 결과 수학 성적이 좋은 아이들은 뇌 신경회로가 강하게 연결돼 있는 것으로 나타났습니다. 후두정엽 ‘두정엽내고랑’이라는 영역이 숫자와 기호를 처리하는 수학적 능력에 관여하는 것으로 이미 알려져 있었습니다. 연구팀은 두정엽내고랑이 잘 발달돼 있더라도 기억과 학습 중추라는 해마와 강하게 연결되지 않은 경우엔 수학적 감각이 떨어지고 성적이 좋지 않다는 점을 새로 찾아낸 것입니다. 그렇다면 두정엽내고랑과 해마의 연결이 약한 아이들은 수포자가 될 수밖에 없을까요. 연구팀은 한 걸음 더 나갔습니다. 연구팀은 뇌 연결성이 약하고 수학 성적이 좋지 않은 아이들을 대상으로 수학 개념을 좀더 쉽게 이해할 수 있도록 돕는 교육 프로그램을 4주 동안 운영했습니다. 기초부터 차근차근 이해할 수 있게 도왔다는 것입니다. 4주 뒤 연구팀이 이들을 대상으로 다시 시험을 치게 하고 fMRI로 뇌를 촬영해 보니 뇌 신경 연결성이 이전보다 강해지고 성적도 오른 것으로 확인됐습니다. 지난해 영국 옥스퍼드대 연구팀도 아동·청소년기에 수학 공부를 포기하거나 중단하면 인지기능 발달에 부정적 영향을 미친다는 연구 결과를 미국 국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’에 발표했습니다. 이런 연구들을 종합해 보면 아이들의 미래를 위해서라도 수포자가 되게 해서는 안 된다는 말입니다. 단순히 성적을 높이겠다고 학원에 보내 문제풀이나 반복하게 하는 것은 수학에 흥미를 잃고 수포자가 되게 하는 지름길이라는 연구 결과도 많습니다. 새로운 개념을 정확히 가르치고 현실에서 어떻게 사용되는지 다양한 사례를 제시해 흥미와 학습 동기를 이끌어 수학을 못하더라도 관심을 갖게 만드는 것이 중요하다는 의미입니다.

국내 한 유산균 음료 덕분에 잘 알려진 헬리코박터 파일로리 균은 전 세계 인구 절반 이상이 감염돼 있는 것으로 알려져 있다. 헬리코박터 균은 사람의 위에 서식하면서 위암을 포함한 다양한 위장질환의 원인이 되고 있다. 국내 연구진이 보균자의 건강 상태에 따라 헬리코박터 균이 내뿜는 독성이 달라진다는 것을 확인했다. 연세대 치과대 , 전북대 치대, 미국 캘리포니아 데이비스대(UC데이비스) 의대, 중국 광저우의대 병원 공동 연구팀은 헬리코박터 파일로리균이 숙주 면역상태에 따라 병독성이 달라진다는 사실을 확인했다고 14일 밝혔다. 이번 연구 결과는 생명과학 분야 국제학술지 ‘장내 미생물’에 실렸다. 연구팀은 유전자변이 생쥐를 이용해 헬리코박터 균 감염 실험을 했다. 그 결과 헬리코박터 균의 주요 독성인자인 ‘CagA’ 유전자 숫자가 숙주의 면역능력에 따라 달라진다는 것을 확인했다. CagA 유전자는 위 상피세포층을 파괴해 헬리코박터 균이 생존에 필요한 영양분을 얻도록 하고 숙주 면역반응을 유발해 암세포 변하게 만드는 것으로 알려져 있다. 헬리코박터 균은 주사기 모양의 물질을 위 상피세포 안에 넣고 CagA 단백질을 주입해 숙주의 세포 신호전달체계를 교란해 위암을 유발시킨다는 것이다.이 과정에서 면역반응이 약한 숙주는 헬리코박터 균이 CagA 유전자를 쉽게 주입할 수 있게 되고 CagA 유전자가 증가하면서 병독성이 강해져 위암이 발생하기 쉬운 환경이 된다는 것이다. 차정헌 연세대 교수는 “면역능력이 떨어지면 헬리코박터 균의 병독성이 강하게 바뀐다는 사실을 처음 밝혀냈다”며 “한국인이 갖고 있는 헬리코박터 균이 강한 독성인자 유전형을 갖게 된 이유를 밝히는데 도움이 될 것”이라고 말했다.

영화 ‘디어헌터’, ‘택시드라이버’, ‘람보’ 등에는 베트남전쟁 참전 군인들이 전쟁 당시 겪은 참혹한 경험 때문에 삶이 피폐해진 모습들을 묘사하고 있다. 실제 전쟁 뿐만 아니라 지진, 화산폭발, 화재 등 대형 재난재해를 겪거나 사고 같은 심각한 사건을 경험한 사람들은 당시 상황에 대한 기억이 반복되면서 공포감과 고통을 느끼게 되고 정상적인 생활에 어려움을 겪게 된다. 이른바 외상후스트레스장애(PTSD)이다. 적지 않은 사람들이 PTSD에 고통스러워 하고 있기 때문에 이 문제를 해결하기 위해 과학자들은 다양한 연구를 시도하고 있다. 이 같은 상황에서 국내 연구진이 PTSD 치료 원리를 밝혀내 주목받고 있다. 미국 예일대 의대 정신과학과, 한국 기초과학연구원(IBS) 인지및사회성연구단 공동 연구팀은 동물실험을 통해 PTSD 치료제 작동 메커니즘을 처음으로 규명했다고 14일 밝혔다. 이번 연구 결과는 뇌과학 분야 국제학술지 ‘분자 정신의학’ 4월 14일자에 실렸다. 현재 PTSD 환자를 위해 인지행동치료 같은 정신신경과 치료, 우울증 약물치료가 병행되고 있지만 호전율은 50%에 불과하다. 또 PTSD 치료제가 개발되고 있지만 치료 메커니즘이 명확하지 않은 상황이다. 연구팀은 지난해 12월부터 임상시험 2단계에 들어간 PTSD 치료제 ‘NYX-783’을 이용해 생쥐실험을 했다. 연구팀은 생쥐들에게 전기충격과 소음에 지속적으로 노출돼 공포기억이 만들어지도록 했다. 24시간이 지난 뒤 NYX-783를 주입해 변화를 관찰했다. 그 결과 변연하 내측 전전두엽 내 흥분성 신경세포의 소단위체 단백질들이 활성화되는 것이 확인됐다. 칼슘 이동 이온통로를 활성화시켜 신경기능을 조절하는 BDNF단백질 발현을 유도해 신경세포 가소성을 늘리고 결국 공포기억을 억제하는 것이 관찰됐다. NYX-783은 수컷 생쥐 뿐만 아니라 암컷에서도 PTSD 완화 효과를 보였다. 연구를 이끈 이보영 IBS 연구위원은 “이번 연구는 PTSD 치료제의 분자적 기전을 최초로 규명함으로써 PTSD 치료제 개발을 위한 이론적 토대를 마련했다”며 “여러 접근법을 적용해 다른 기전의 후보물질들을 구축해 PTSD 뿐만 아니라 다양한 정신신경과 질환 치료에 도움을 줄 수 있을 것”이라고 말했다.

주먹만 한 작은 암석에서 지구 생명체의 역사를 바꿀만한 중요한 단서가 포착됐다. 영국 유니버시티칼리지런던(UCL), 캐나다 뉴펀들랜드메모리얼대학, 미국 지질조사국 등 공동 연구진에 따르면, 2008년 퀘벡에서 발견된 작은 암석에서 박테리아로 추정되는 구조물이 발견됐다. 이번 연구에 활용된 암석은 일명 NSB(Nuvvuagittuq Supracrustal Belt) 암석으로, 한때 해저 바닥에 있던 이 암석에는 지구상에서 가장 오래된 퇴적암과 화산암이 포함돼 있다. 화산암과 퇴적암으로 구성되었고 약 43억 년 전 출현한 것으로 추정된다. 해당 암석이 37억 5000만~42억 8000만 년 전부터 지구 위에 존재했을 것으로 추정되는 만큼, 연구진은 암석 속 박테리아가 최소 37억 5000만 년 전 것으로 보인다고 결론 내렸다. 이는 37억 5000만 년 전 지구상에 박테리아 생명체가 존재했으며, 동시에 기존에 알려진 가장 오래된 생명체보다 시기가 앞선다는 것을 의미한다.연구진은 “우리는 37억 5000만~42억 8000만 년 사이에 지구에 다양한 유형의 박테리아가 존재했음을 시사하는 증거를 확인했다. 해당 암석에서는 철, 황 등의 요소를 포함해, 이산화탄소와 광합성 등으로 에너지를 얻었던 고대 미생물의 화학적 부산물이 확인됐다”고 설명했다. 이어 “이번 새로운 발견은 다양한 미생물이 원시 지구에 존재했을 가능성을 시사하며, 외계 생명체의 가능성에 대해서도 긍정적인 의미를 가지고 있다”면서 “또한 이는 지구가 형성된 지 최소 3억 년 정도 후에 생명체가 존재했다는 것을 의미한다. 지질학적 측면에서 매우 빠른 시간 안에 생명체가 발생한 것”이라고 덧붙였다. 연구를 이끈 도미노 파피노 UCL 박사는 “생명체가 비교적 빨리 출현했다는 것은, 다른 행성에도 생명체가 존재할 가능성이 크다는 것을 의미한다”고 말했다. 이어 “암석의 내부에서 발견된 박테리아의 크기가 약 1㎝ 정도라는 사실에 매우 놀랐다. 고대 박테리아는 철분이 풍부한 심해환경, 특히 열수 분출구에서 발견되는 현대 박테리아와 유사했지만, 우리가 생각했던 것보다 더 크다”고 말했다. 지금까지 발견된 ‘가장 오래된 생명체’의 증거는 서호주에서 발견된 암석으로, 34억 6000만 년 전 미세한 박테리아의 화석을 포함하고 있었다. 따라서 이번에 발견된 암석 속 박테리아는 기존에 알려진 가장 오래된 생명체보다 약 3억 년 앞서는 셈이다. 자세한 연구결과는 국제학술지 사이언스의 자매지인 사이언스 어드밴시스 최신호에 실렸다.

국내 연구진이 수소연료 저장체로 각광받고 있는 암모니아를 햇빛과 폐수만으로 이산화탄소 배출 없이 만드는 방법을 개발해 주목받고 있다. 울산과학기술원(UNIST) 에너지화학공학과, 한양대 화학공학과, 중국 쓰촨대 재료과학과 공동 연구팀은 햇빛을 이용해 폐수 속 질산염을 암모니아로 전환하는 광촉매 기술을 개발했다고 14일 밝혔다. 이번 연구 결과는 화학 분야 국제학술지 ‘앙게반테 케미 국제판’에 실렸다. 비료 원료로 주로 사용되는 암모니아는 최근 수소를 저장하는 물질로 주목받고 있다. 문제는 청정 에너지 수소를 옮기는데 사용하기 위한 암모니아를 만들면서 배출되는 이산화탄소가 전 세계 탄소배출량의 1.8%를 차지한다는 점이다. 이 때문에 질소를 물에 녹인 후 전기분해 방법으로 암모니아를 생산하는 방법이 주목받고 있지만 질소가 물에 잘 녹지 않는데다가 화석연료로 만든 전기를 써야 한다는 문제가 있다. 연구팀은 이에 질산 대신 질산염은 물에 잘 녹는다는 점에 주목했다. 전기 대신 광촉매를 사용하면 햇빛을 받아 만든 전자가 질산염을 환원시켜 암모니아를 합성할 수 있다는 것이다. 더군다나 질산염은 폐수 속에도 많이 존재한다. 이 때문에 암모니아 생산을 하면서 이산화탄소 발생도 억제하고 폐수도 처리할 수 있는 일석이조의 효과를 거둘 수 있는 것으로 전망되고 있다. 실제로 연구팀은 반도체 물질인 실리콘을 나노미터 크기의 끈 형태로 만든 실리콘 나노와이어 광촉매를 이용해 저전압 상황에서도 질산염을 95.6% 환원시켜 암모니아를 만드는데 성공했다. 이재성 UNIST 교수는 “이번 연구는 암모니아 생산과정에서 나오는 이산화탄소도 잡고 폐수 속 질산염도 처리할 수 있도록 한 것”이라며 “광촉매 효율과 안정성을 보완한다면 태양광만으로 암모니아를 생산할 수 있는 이상적인 그린 기술”이라고 설명했다.

코로나 후유증이 남성의 생식 능력에도 영향을 미친다는 연구 결과가 발표됐다. 앞서 동물실험에서 코로나 바이러스가 정자 생산 세포에 영향을 준다는 사실이 밝혀졌는데, 사람에서도 같은 영향이 확인된 것이다. 인도 자슬록 병원의 피루자 파리크 박사 연구진은 국제 학술지 ‘미국화학회(ACS) 오메가’에 “코로나 감염이 남성의 생식 관련 단백질 수치를 변화시킨다”고 13일 밝혔다. “정자의 생식 관련 단백질, 절반으로 감소” 코로나 바이러스는 주로 호흡기에 영향을 주지만 다른 장기 조직도 손상시키는 것으로 알려졌다. 인도 연구진은 경증이나 중증 코로나를 겪은 사람들도 남성 생식 관련 단백질에 현저한 변화를 겪는다고 밝혔다.파리크 박사는 인도공대(IIT)의 산지바 스리바스타바 교수와 함께 건강한 남성 10명의 정자를 코로나를 앓은 남성 17명의 정자와 비교했다. 실험에 참가한 남성의 나이는 20~45세로 불임 병력은 없었다. 연구진은 코로나에 걸렸던 남성의 정자는 수나 활동성이 눈에 띄게 감소한 것을 확인했다. 또 수치가 변한 단백질은 생식 기능과 관련이 있었다고 밝혔다. 연구진은 “이번 결과는 코로나가 회복 후에도 남성의 생식 건강에 지속적으로 직간접적으로 영향을 주고 있음을 보여준다”고 밝혔다. 다만 이번 연구 결과는 분석 대상이 적어 앞으로 대규모 연구를 통해 확증될 필요는 있다. 또 독감 같은 질병에 걸렸다 회복한 사람에서도 정자 단백질에 변화가 있는지 분석할 필요도 있다고 연구진은 밝혔다.“코로나 바이러스가 고환의 크기와 무게 감소시켜” 앞선 동물실험에서는 코로나가 독감과 달리 남성의 생식 능력에 영향을 주는 것으로 나타났다. 지난 2월 홍콩대 연구진은 코로나19에 감염시킨 햄스터의 고환과 호르몬 변화를 관찰한 결과 코로나19 바이러스가 남성의 생식 기능을 저하할 수 있다는 결론을 얻은 바 있다. 해당 연구는 국제학술지 ‘감염병학회지’(Clinical Infectious Disease)에 게재됐다. 실험 대상 햄스터들이 코로나19 감염 4~7일 만에 정자 수와 남성 호르몬인 테스토스테론의 급격한 감소를 보였으며, 고환의 크기와 무게 감소도 나타났다고 연구진은 설명했다. 또 고환의 급격한 염증, 출혈, 정자 생성 기관의 조직 괴사 등이 관찰됐다. 고환 조직의 염증과 조직 괴사는 감염 이후 7~120일간 지속됐다. 연구진은 햄스터의 고환을 현미경으로 관찰했더니 급성 염증, 출혈, 일부 혈관의 괴사가 일어난 것을 알 수 있었다고 밝혔다. 그러면서 앞서 코로나19 환자들에서 고환의 통증이 보고된 연구 결과가 있으며, 코로나19로 사망한 한 남성을 부검한 결과 고환에서 세포 손상과 염증이 발견된 사례가 있었다고 전했다.

전 세계 인구는 지난달 20일 기준으로 약 79억명에 이른다. 79억명 중 절반을 훌쩍 넘는 약 40억명 정도가 앓고 있는 질병이 있다는 것을 믿을 수 있을까. 최근 과학자들이 전 세계인을 고통스럽게 만드는 하나의 질병을 찾아냈다. 바로 ‘두통’이다. 노르웨이 국립과학기술대 신경의학·행동과학과 연구팀은 매년 전 세계 인구의 52%가 두통 장애를 앓고 있으며 14%는 편두통에 시달리고 있다는 연구 결과를 과학저널 네이처를 출판하는 NPG에서 발행하는 의학분야 국제학술지 ‘두통과 통증’ 4월 12일자에 발표했다. 두통은 이마부터 관자놀이, 후두부, 뒷목 등을 포함한 머리 부위에 통증이 생기는 것이다. 다른 질병이나 약물사용 같이 다른 원인으로 발생하는 이차성 두통과 이차적 원인 없이 발생하는 일차성 두통이 있다. 두통은 누구나 한두 번 이상 경험하는 증상이지만 두통 유병률에 대한 정확한 통계는 없었다. 연구팀은 1961년부터 2020년 말까지 두통과 관련된 375건의 연구자료를 메타분석했다. 이번 연구에 활용된 연구자료에 분석된 사람들은 5세 이하 아동, 청소년부터 65세 노년층까지 포함됐다. 연구자료에서 분석된 두통 유병률은 평생 동안 겪은 두통 유병률이나 6개월 또는 1개월, 보름 등 분석 기간이 달랐다. 이에 연구팀은 기존에 나온 분석기간과 방법론을 보정해 1년 동안 앓은 두통의 유병률을 분석했다. 그 결과 전 세계 인구의 52%는 1년 이내에 두통을 경험한 것으로 분석됐고, 이 가운데 편두통은 14%, 긴장형 두통은 26%가 앓는 것으로 확인됐다. 편두통은 특별한 원인 없이 한쪽 머리가 쑤시듯 아픈 증상이며 긴장성 두통은 스트레스, 피로, 수면부족 등의 요인으로 발생하는 것이다. 또 전 세계 인구의 15.8%는 특정 한 날에 두통을 갖고 있으며 이들의 절반은 편두통을 호소하는 것으로 확인됐다. 모든 형태의 두통은 남성보다 여성에게 더 흔하게 나타났으며 편두통을 호소하는 여성은 17% 정도로 남성의 8.6%보다 두 배 이상인 것으로 나타났다. 또 한 달에 15일 이상 두통으로 고통을 받는 것도 여성(6%)이 남성(2.9%)보다 더 많았다. 연구팀은 이번 연구가 중소득 이상 국가의 통계들을 바탕으로 추정된 것이기 때문에 의료 및 통계 시스템이 잘 갖춰지지 않은 중저소득 국가에서는 두통 환자들이 더 많을 수 있다고도 밝혔다. 연구를 이끈 라스 제이콥 스토브너 교수(신경학)는 “이번 연구는 두통 유병률이 세계적으로 높은 상태를 유지하고 있으며 두통과 편두통 유병률이 꾸준히 상승하고 있다는 것을 파악할 수 있었다”며 “두통은 가장 흔하게 앓는 질병 중 하나이면서 다른 원인으로 인해 발생하는 경우도 많은 만큼 의료시스템 차원에서 주목해야 할 것”이라고 말했다.

최근 생물학계에서 가장 주목받고 있는 주제 중 하나는 장내미생물이다. 장 내 영양소 흡수와 분해에 관여하는 장내미생물이 다양한 질병과 연관성이 있다는 것이 밝혀지고 있는 가운데 국내 연구진이 한국인과 외국인의 장내 미생물의 차이점을 분석했다. 한국생명공학연구원 생물자원센터 연구팀은 사람의 장에 서식하는 장내 미생물 중 하나인 ‘아커만시아 뮤시니필라’ 균주의 특징을 밝혀내고 한국인과 외국인의 것을 비교해 한국인에게서 채취한 것이 경쟁우위가 있다는 것을 규명했다고 11일 밝혔다. 이번 연구 결과는 생명과학 분야 국제학술지 ‘장내 미생물’(Gut Microbes)에 실렸다. 장내 미생물은 크론병, 궤양성 대장염 같은 염증성 장질환, 영아산통, 대장암, 직장암 같은 각종 질환에 관여할 뿐만 아니라 염증 신호 전달체계에도 영향을 미쳐 아토피 피부염, 우울증, 치매, 비만, 당뇨 같은 질병의 발생에도 영향을 주는 것으로 알려져 있다. 특히 아커만시아는 체내 장 건강 유지에 중요하며 비만, 대사증후군, 제2형 당뇨(성인당뇨) 같은 대사장애를 개선하고 항암제와 병용 투여할 경우 치료효과가 높아진다는 연구 결과들이 속속 나오면서 주목받고 있다. 문제는 아커만시아 균주의 치료 효과가 균주가 어디서 유래되는가에 따라 달라진다는 연구 결과들도 있는데 그 원인을 정확히 밝혀내지는 못하고 있다. 연구팀은 건강한 한국인의 분변에서 아커만시아 균주를 확보하고 외국인에게서 확보한 균주와 전장 유전체 비교분석을 실시했다. 그 결과 한국인에게서 유래된 아커만시아 균주에서만 설파타제라는 효소의 활성 조절 유전자가 있다는 것이 밝혀졌다. 설파타제는 장내 병원균 생장을 막고 병원균이 먹이로 삼고 있는 점액 ‘뮤신’을 효과적으로 분해함으로써 그 부산물을 주변 유익균에 먹이로 제공하는 것이다. 연구팀은 실질적 효과에 대한 분석을 위해 추가 연구를 진행 중이다. 이번 연구를 이끈 이정숙 한국생명공학연구원 박사는 “차세대 프로바이오틱스 균주로 주목받고 있는 아커시만의 치료 효능은 균주별로 상이한데 대부분 연구가 해외 것으로 진행돼 왔다”며 “이번 연구 결과를 바탕으로 한국인 맞춤형 차세대 프로바이오틱스 개발과 장내 미생물 치료제 개발에 활용될 수 있을 것”이라고 설명했다.

코로나19 확산 2년 동안 플라스틱 사용량이 급격히 늘면서 플라스틱 폐기물 뿐만 아니라 플라스틱들이 잘게 쪼개져 만들어진 미세플라스틱이 환경에 부담을 주고 있다. 문제는 미세플라스틱이 환경 뿐만 아니라 사람을 비롯한 생물체에도 악영향을 끼친다는 연구들이 속속 나오고 있다. 국내 연구진이 미세플라스틱이 암 전이와 악성화에도 영향을 미친다는 분석 결과를 내놨다. 한국원자력의학원 방사선의학연구소 연구팀은 체내에 흡수된 미세플라스틱이 암세포 성장, 전이를 가속화시키고 항암제 내성까지 일으킨다는 사실을 처음으로 규명했다고 11일 밝혔다. 미세플라스틱의 자페스펙트럼 장애 유발 같이 인체 영향연구를 이어오고 있는 연구팀은 이번에는 여러 암 중 한국인에게 가장 흔히 발생하는 위암에 주목해 성과를 냈다. 미세플라스틱의 영향은 위암 뿐만 아니라 다른 암종에도 영향을 미칠 것으로 전망되고 있다. 이번 연구 결과는 의학 분야 국제학술지 ‘테라노스틱스’에 실렸다. 연구팀은 각종 일회용품에 널리 사용되는 폴리스티렌을 직경 10㎛(마이크로미터) 크기의 미세플라스틱으로 만든 뒤 위암 환자에게서 얻은 위암 세포주에 4주 동안 노출시켰다. 그 결과 폴리스티렌 미세플라스틱이 위암을 악화시키는 것으로 조사됐다. 미세플라스틱에 노출된 위암 세포는 그렇지 않은 위암세포보다 74% 더 빠르게 자랐고 전이도 3.2~11배 많았다. 또 종양을 만드는 암 줄기세포 유전자도 3.4배 늘어났고, 암세포가 인체 면역체계를 피하기 위해 생성하는 면역억제 단백질도 4.2배나 늘어났다. 더군다나 폴리스티렌 미세플라스틱에 노출돼 증가한 암 줄기세포 유전자는 전이성 위암 표적치료제를 포함해 다양한 항암제에서 내성을 유발하는 것으로도 조사됐다. 실제로 폴리스티렌 미세플라스틱을 생쥐에게 섭취시키고 위 조직과 유전자를 분석한 결과 미세플라스틱이 위 세포와 상호작용해 다양한 유전적 변이를 일으킨다는 것을 발견했다. 미세플라스틱이 암 발생 환자의 예후를 악화시킬 뿐만 아니라 정상인에게서도 암을 유발시키기 쉽게 만든다는 설명이다. 연구를 이끈 김진수 박사는 “플라스틱 사용량의 증가와 함께 미세플라스틱 오염으로 생태계 전체가 심각한 문제를 겪고 있다”며 “후속 연구로 위암 이외의 다양한 소화기 암 발병과 치료예후에 미세플라스틱이 미치는 영향을 조사할 것”이라고 말했다.

“오! 커피는 얼마나 맛 좋은가/천 번의 키스보다 달콤하고/무스카텐 술보다 부드러워/나는 커피를 마실 거야/누구든 나를 원한다면/아, 제게 커피를 주세요.” ●美 국제학술지 ‘PNAS’에 실려 ‘음악의 아버지’로 불리는 요한 제바스티안 바흐가 작곡한 세속 칸타타 중 하나인 ‘커피 칸타타’는 바흐의 다른 작품들과 달리 통통 튀는 경쾌함을 느끼게 한다. 전 세계에서 물만큼이나 많이 소비되는 음료가 커피라는 이야기가 있을 정도로 커피는 일부 사람들만 즐기는 기호식품이 아닌 일상적으로 소비하는 음료로 자리잡았다. 커피 소비가 증가하면서 커피 맛을 따지는 사람들도 늘고 있다. 커피 맛은 커피 원두의 질과 신선도, 커피 생두를 볶는 로스팅, 분쇄하는 그라인딩, 사용하는 물, 물의 온도 등 다양한 요소가 좌우한다. 그런데 커피 맛을 좌우하는 또 다른 중요한 요소가 있다는 사실을 환경학자들이 찾아냈다.코스타리카 열대농업연구·고등교육센터(CATIE), 미국 버몬트대 환경·자연학부, 군드 환경연구소 공동연구팀은 커피의 맛을 좌우하는 것은 다름 아닌 새와 가루받이(수분·受粉) 매개 동물인 벌이라고 10일 밝혔다. 이 같은 연구 결과는 미국국립과학원에서 발행하는 국제 학술지 ‘PNAS’ 4월 5일자에 실렸다. 연구팀은 코스타리카에 있는 커피 농장 30곳을 대상으로 벌의 수분과 조류에 의한 해충 방제 효과를 실험과 컴퓨터 시뮬레이션으로 조사했다. 연구팀은 새들의 활동만 있을 경우, 벌 활동만 있을 경우, 새와 벌 활동 둘 다 없는 경우, 벌과 새의 활동이 자유로운 네 가지 조건으로 분석했다. 그 결과 새와 벌이 없을 경우 커피콩의 수확량은 4분의1이 줄었고 헥타르(㏊)당 1066달러(약 131만원)의 손실이 발생하는 것으로 확인됐다. 특히 다른 조건들보다 새와 벌이 모두 활발하게 활동하면 커피 품질과 가격을 좌우하는 핵심 요소인 열매의 무게나 균일성이 우수한 것으로 나타났다. 커피콩이 훨씬 크고 고르며, 열매도 더 많이 열린다는 것이다. 연구를 이끈 알레한드라 마르티네스 살리나스 박사(열대응용생태학)는 “자연은 여러 구성체들의 상호작용으로 작동하는 시스템이라고 알려져 있다”며 “실제 경제적, 생태학적으로 어떻게 작용하는지는 명확히 밝혀지지 않다가 이번 연구를 통해 새와 벌 이외 많은 생물종들이 인간의 삶에 어떻게 관계하는지를 알게 됐다”고 말했다.●온난화로 새 개체수 70% 사라져 문제는 커피 맛을 좌우하는 생물들의 개체수가 급격히 줄고 있다는 점이다. 미국 일리노이 어바나-샴페인대, 와이오밍대, 시애틀 워싱턴대, 캐나다 앨버타대, 캐나다 국립야생보호국, 파나마 스미스소니언 열대연구소 공동 연구팀은 1977년부터 2020년까지 약 43년 동안 파나마 지역과 남미 지역의 조류 종류와 개체수를 조사한 결과 약 70%가 사라졌다고 10일 밝혔다. 이 연구 결과도 국제 학술지 ‘PNAS’ 4월 5일자에 게재됐다. 연구팀은 43년, 8만 4000시간 동안 채집활동을 벌여 150종, 1만 5000마리 이상의 새들을 포착하고 57종에 대해서는 장기 추적 조사를 했다. 그 결과 연구를 처음 시작했던 1977년과 비교해 2020년에는 70%에 해당하는 40종의 새가 사라지고 35종은 처음에 비해 개체수가 절반 이하로 떨어진 것으로 확인됐다. 개체수가 첫 조사 때와 비교해 늘어난 것은 벌새와 아메리카 오색조 2종에 불과했다. 연구팀은 열대우림의 벌목과 도시개발 그리고 지구온난화가 지금처럼 이어진다면 새들의 개체수와 종류는 지금보다도 3분의1 수준으로 떨어져 새들을 볼 수 없는 상황도 벌어질 수 있을 것이라는 우울한 예측을 내놨다.

지난주 ‘기후변화에 관한 정부 간 협의체’(IPCC)가 ‘제6차 평가보고서(AR6) 제3실무그룹 보고서’를 발표했다. 보고서는 2100년이 되면 산업화 이전 대비 지구 평균온도가 3.2도까지 오를 것으로 예측했다. 이는 인류와 지구 생태계 생존을 위한 마지노선 1.5~2도를 훌쩍 넘는 수준이다. 온난화는 육상뿐만 아니라 바닷속에서도 진행되고 있다. 오히려 해양 온난화는 더 심각한 수준이다. 바다의 열대우림이라는 산호초의 백화현상이 대표적인 사례이다. ●조류 분포·포식자 등 5가지 영향 프랑스 페르피냥대, 하와이주립대 해양생물학연구소를 중심으로 프랑스, 미국, 영국, 호주, 멕시코, 브라질, 사우디아라비아, 칠레 등 8개국 22개 연구기관이 참여한 국제 공동 연구팀은 전 세계 500곳 이상의 산호초 군락에 대한 분석을 통해 온난화에 대비한 5대 생태학적 과정을 계량화하는 데 성공했다고 10일 밝혔다. 이번 연구 결과는 생명과학 분야 국제학술지 ‘네이처 생태학·진화학’ 4월 5일자에 실렸다. ●“산호초 보존 방식 달라져야” 분석 결과 지역적으로 가까운 위치에 있는 산호초라도 백화현상이 나타나는 속도나 정도는 다르다는 것이 확인됐다. 한 장소에서 똑같이 바이러스에 노출되더라도 감염돼 병증을 나타내는 시점이나 증상을 보이는 것은 사람마다 다른 것과 유사하다. 연구팀에 따르면 ▲조류(藻類) 분포 ▲포식자 종류와 숫자 ▲바이오매스 생산 정도 ▲질소와 인의 순환 ▲기생물고기와의 관계라는 다섯 가지 상태에 따라 산호초의 상태가 달라질 수 있다. 니나 시에테카테 프랑스 페르피냥대 박사는 “이번 연구는 같은 종의 산호초라도 지역의 지배종, 해양 생태계 속 생물들의 역학관계에 따라 보존을 위한 접근방식이 달라야 한다는 점을 보여 주고 있다”고 말했다.