‘코스모스’로 유명한 미국 천문학자이자 과학 커뮤니케이터였던 칼 세이건 박사는 보이저 1호가 지구를 찍은 사진을 보고 ‘창백한 푸른 점’이라고 말했다. 지구뿐만 아니라 64광년 떨어진 외계 행성도 아름다운 푸른색을 보인 것으로 알려져 있다. 대상은 여우자리 쪽으로 64광년 떨어진 외계 행성 HD189733b. 그런데, 미국 존스홉킨스대 물리·천문학과, 애리조나 주립대 지구·우주탐사 학부, 메릴랜드대 천문학과, 캘리포니아 공과대(캘텍) 지리·행성과학부, 시카고대 천문·천체물리학과, 유타 밸리대 물리학과, 애리조나대 스튜워드 천문대, 볼더 우주과학연구소, 테네시 주립대 정보시스템 연구센터, 항공우주국(NASA) 에임스 연구센터, NASA 고다드 우주비행센터 공동 연구팀은 HD189733b의 또 다른 특징은 다름 아닌 썩은 달걀 냄새와 같은 악취라고 14일 밝혔다. 이 연구 결과는 과학 저널 ‘네이처’ 7월 9일 자에 실렸다. 목성보다 15% 정도 더 큰 외계 행성 HD189733b는 의외로 생명 존재의 필수 요소인 물이 존재하는 것으로 알려져, 2005년 발견 이후 외계 행성 대기에 관한 상세한 연구의 기준이 되는 행성으로 천문학자들의 관심을 끌었다. 이 행성은 대기 온도가 1000도를 넘고, 시속 8000㎞의 바람이 불어 빗줄기가 옆으로 흩날릴 정도의 악천후로 악명이 높다. 연구팀은 제임스 웹 우주망원경으로 HD189733b를 관측한 자료를 분석했다. 특히 HD189733b의 대기 구성 요소에 주목했다. 그 결과, HD189733b에는 메탄이 존재하지 않아 대기 중 분자가 풍부하다는 이전 연구 결과가 틀렸음을 증명했다. 해왕성이나 천왕성같이 질량이 적은 얼음 행성은 태양계에서 가장 큰 행성인 목성이나 토성 같은 가스형 행성에서보다 더 많은 금속을 포함하는 것으로 알려졌다. 금속 함량이 높다는 것은 해왕성과 천왕성이 형성 초기에 수소와 헬륨 같은 기체보다 얼음, 암석을 비롯한 중금속 원소를 더 많이 축적하고 있다는 의미다. 실제로 HD189733b도 가스형 행성에 가까워 대기 중 분자가 풍부하지 않은 것으로 나타났다. 또 이 행성의 대기에는 황화수소가 많이 포함돼 달걀 썩는 듯한 악취가 행성을 가득 채우고 있을 것으로 예측됐다. 연구를 이끈 광웨이 푸 존스홉킨스대 박사는 “황은 더 복잡한 분자를 만드는 데 필수적 원소”라며 “이번 연구는 행성의 질량과 반지름에 따라 행성의 구성이 어떻게 변하는지에 대한 중요한 기준점을 제공할 것”이라고 설명했다.

블랙홀 형성의 비밀을 풀어줄 희귀한 블랙홀이 지구에서 불과 1만 8000광년 떨어진 곳에서 발견됐다. 최근 독일 하이델베르크 막스 플랑크 천문학 연구소(MPIA) 등 공동연구팀은 우리 태양 질량의 약 8200배에 달하는 블랙홀을 발견했다는 연구결과를 국제 과학저널 네이처(Nature) 최신호에 발표했다. 약 1000만개의 별들이 모여있는 오메가(ω) 켄타우리 성단 중심부에 똬리를 틀고있는 이 블랙홀은 희귀하게도 ‘중간 질량 블랙홀’(intermediate-mass black hole)로 분류된다. 블랙홀은 태양 질량과 비교해 ‘체급’을 나누는데, 태양보다 수십 만 배 이상 큰 ‘초질량 블랙홀’(supermassive black hole)과 태양보다 5배에서 수십 배 큰 ‘항성질량 블랙홀’(stellar-mass black hole)로 구분한다. 그러나 이 둘 사이에 드물게도 ‘미들급’이 존재하는데 바로 중간질량 블랙홀이다. 전문가들은 중간질량 블랙홀을 천체 진화의 미싱링크(missing link·진화계열의 중간에 해당되는 존재)이자 초질량 블랙홀 형성의 비밀을 푸는 열쇠로 보고있다. 다만 지금까지 초질량과 항성질량 블랙홀은 종종 발견된 바 있으나 아직까지 중간질량 블랙홀은 몇몇의 후보만 나왔을 뿐이다.연구팀은 허블우주망원경이 촬영한 20년 간의 데이터를 분석해 ω켄타우리 성단 속 약 140만 개의 별의 속도를 측정했다. 그 중심에 블랙홀이 있으면 주변 별들이 다른 곳의 별들과 다른 움직임을 보이기 때문이다. 그 결과 이중 7개의 별들이 빠르게 움직이는 것이 확인됐으며, 이를 근거로 중심부 블랙홀의 크기가 태양 질량의 약 8200배에 달한다고 계산했다. 논문의 공동저자인 MPIA 막시밀리안 해베를레 연구원은 “수많은 별들 속에서 고속 별을 찾아 그 움직임을 기록하는 것은 건초더비 속의 바늘을 찾는 것과 같다”면서 “결국 건초더미 속에서 7개의 바늘을 찾았는데, 모두 켄타우리 중심부의 작은 지역에서 빠른 속도로 움직였다”고 설명했다. 연구팀은 이 블랙홀을 ‘성장을 멈춘 거인’으로 표현했는데, 이는 ω켄타우리 성단이 오래 전 우리은하에 흡수되는 과정에서 별 대부분을 잃었기 때문으로 풀이했다.한편 SF영화의 소재로도 등장하는 블랙홀은 질량이 매우 큰 별의 진화 마지막 단계에서 만들어지며 강력한 중력으로 모든 것을 빨아들이는 시공간 영역을 말한다. 특히 블랙홀은 빛 조차도 흡수하기 때문에 직접 관측할 수 없다. 다만 전문가들은 블랙홀이 강력한 중력으로 주변에서 많은 물질을 흡수하면서 제트(jet)라는 강력한 물질의 흐름을 방출한다는 사실을 통해 그 존재를 확인한다.

한반도를 비롯한 동북아시아가 비슷한 기후의 북미에 비해 식물 종이 다양한 이유는 복잡한 지형과 기후 변화의 영향이라는 연구 결과가 나왔다. 환경부 국립생물자원관은 11일 한국·일본·중국·러시아·미국 등 5개국 10개 기관이 참여한 구상나무와 근연종(분비나무·사할린전나무·베이치전나무)의 유전체 변이 분석 공동 연구 결과를 발표했다. ‘크리스마스 트리’로 알려진 구상나무는 제주 한라산과 지리산·덕유산 등 남부지방 아고산대에 서식하는 고유종이자 기후변화로 인한 서식지 감소로 국제자연보전연맹(IUCN)이 지정한 멸종위기종이다. 연구진은 유전·계통적으로 매우 밀접한 근연종에 대한 유전체 변이 분석에 나섰는데 구상나무와 분비나무는 구과(솔방울) 비늘 방향을 제외하고는 거의 유사해 전문가도 식별이 쉽지 않다. 한반도와 일본, 중국 동북부, 러시아 동아시아지역에 서식하는 구상나무와 근연종 38개 집단 728개체 유전체 분석 결과 ‘유전적 연결성’이 확인됐다. 설악산·소백산·월악산·일월산 등에 서식하는 구상나무와 분비나무는 모습을 포함해 유전적 요소를 일정 비율 이상을 가졌다. 약 2만년 전 마지막 빙하기를 거치며 한반도 기온이 오르면서 구상나무는 북서쪽 저지대로 서식지를 넓히고 분비나무는 남동쪽으로 이동하면서 만나게 됐다. 구상나무 근연종 모계 유전자에서 북미 쪽 나무 유전자도 발견됐다. 빙하기 해수면이 낮을 때 아시아와 북미를 연결한 ‘베링육교’로 북미 쪽 나무가 유입돼 구상나무 일부 집단에도 영향을 주면서 근연종 다양성을 촉진한 것으로 연구진은 분석했다. 반면 북미는 지형이 상대적으로 단순해 ‘잡종화’가 덜 이뤄진 것으로 추정했다. 이번 연구로 지난 2000년 미국 일리노이주 주립박물관 홍첸 연구사와 미주리대 생물학과 로버트 리클레프스 교수가 과학 저널 ‘네이처’를 통해 제기한 가설이 증명됐다. 두 연구자는 동아시아의 복잡한 지형과 지리가 북미에 비해 동북아지역 식물 종 다양성이 높은 이유로 동북아시아 지형의 복잡성과 신생대 기후변동에 의한 것이라고 주장했다. 연구진은 연구 결과를 하반기 국제학술지 ‘생물지리학회지’에 게재할 예정이다. 서민환 국립생물자원관장은 “그동안 증명되지 않았던 동북아시아의 식물 종 다양성 원인을 확인할 수 있었다”라며 “종의 번성과 쇠퇴 등의 역사를 추정할 수 있는 유전체 연구를 지속해 추진할 계획”이라고 밝혔다.

신석기 시대였던 기원전 5300~4900년 사이에 유럽 곳곳에서 인구가 급격히 줄어드는 일이 발생했다. ‘신석기 쇠퇴’라는 사건이다. 인류는 구석기 시대 채집 경제로부터 신석기 시대 생산 경제로 전환했다. 구석기 시대 이후 계속 증가하던 인구가 신석기 쇠퇴 시기에 유라시아 지역을 중심으로 전 세계적으로 갑자기 줄었다. 인구의 갑작스러운 감소 원인은 여전히 논란이 되고 있다. 생물학자들은 치명적 전염병 확산을, 기후학자들은 급작스러운 기후변화와 기상이변을 원인으로 보고 있다. 이런 상황에서 덴마크, 스웨덴, 브라질, 캐나다, 이탈리아, 호주, 영국, 남아프리카공화국 8개국 공동 연구팀은 반복적인 전염병 발생이 신석기 쇠퇴의 직접적인 원인일 것이라는 연구 결과를 과학 저널 ‘네이처’ 7월 11일자에 발표했다. 이 연구에는 덴마크 코펜하겐대 지리유전학센터, 씨랜드 고고학센터, 스웨덴 예테보리대, 웁살라대, 룬드대, 스톡홀름대 고유전학연구센터, 스웨디시 자연사박물관, 브라질 미나스제라이스 연방대 진화분자학연구실, 캐나다 토론토대, 이탈리아 볼차노 미라연구센터, 호주 커틴대 환경DNA연구실, 영국 옥스퍼드대 분자의학연구소, 케임브리지대, 남아공 요하네스버그대 고고학연구센터 과학자들이 참여했다. 앞선 연구들에서는 유라시아 지역의 신석기 쇠퇴 원인을 전염병 때문이라 지목했지만 광범위한 지역에 동시다발적으로 전염병이 발생했는지, 아니면 한 곳에서 발생한 전염병이 확산하는 방식이었는지는 명확히 밝혀지지 않았다.연구팀은 스웨덴과 덴마크에 있는 거석 무덤(고인돌) 8기와 석관묘 1개에서 발굴한 약 180년, 6세대에 해당하는 108명의 신석기인 표본을 검출해 고대 DNA를 분석했다. 그 결과 전체 염기서열 분석 대상의 대부분에서 페스트의 원인균인 ‘예르시니아 페스티스’가 발견됐다. 결국 페스트가 ‘신석기 쇠퇴’를 가져왔다는 말이다. 분석에 따르면 페스트는 신석기 쇠퇴기로 알려진 기간 중 120년 동안 최소 세 차례 이상 지역사회에 확산한 것으로 나타났다. 처음 두 번의 페스트 발생 규모는 작고 제한적이었지만 세 번째 확산은 팬데믹 수준으로 광범위하게 발생해 그 피해도 컸던 것으로 나타났다. 세 번째 확산을 일으킨 페스트 균주는 초기에는 볼 수 없었던 치명적 독성 인자가 포함돼 있었던 것으로 확인됐다. 초기 두 번의 페스트는 독성은 약한 대신 광범위하게 전염될 수 있는 능력을 갖추고 있었으며 뒤로 갈수록 독성까지 강해져 신석기 쇠퇴에 핵심적 역할을 했다고 연구팀은 설명했다. 또 이번 연구를 통해 연구팀은 스칸디나비아 지역의 신석기 시대 가족 구조도 파악할 수 있었다. 6세대에 걸친 신석기인들의 DNA를 분석한 결과 아내가 2명 이상인 남성은 4명이나 발견됐지만 여성이 여러명의 남편을 가진 사례는 발견되지 않아 신석기 시대부터 사회 구조가 가부장적이었음을 알 수 있다. 연구를 이끈 마르틴 시콜라(지리유전학) 코펜하겐대 교수는 “신석기 쇠퇴를 가져온 페스트의 확산은 인류 최초의 팬데믹이라 할 수 있다”며 “이전 석기 시대에도 흔했던 감염병인 페스트가 신석기 시대에 더 치명적이었던 이유는 인구 밀도가 높아지면서 병균이 쉽게 확산했기 때문으로 보인다”고 말했다.

우리은하의 구상성단 중 가장 거대한 오메가 센타우리(ω 센타우리) 성단에서 중간질량 블랙홀의 존재를 찾아냈다. 독일 막스플랑크 천문학연구소, 포츠담 라이프니츠 천체물리학연구소를 중심으로 미국, 이탈리아, 호주, 칠레, 영국, 오스트리아 7개국 연구진으로 구성된 공동 연구팀은 우리은하 내 ω 센타우리 성단에서 빠르게 움직이는 별들을 관측하는 데 성공해 중간질량 블랙홀의 존재에 대한 간접 증거를 발견했다고 밝혔다. 이 연구 결과는 과학 저널 ‘네이처’ 7월 11일자에 발표됐다. 블랙홀은 태양 질량의 5~150배에 불과한 항성질량 블랙홀부터 은하 중심에서 발견되는 태양 질량의 10만 배 이상인 초질량 블랙홀에 이르기까지 다양한 크기로 존재하는 것으로 알려졌다. 그렇지만 태양 질량의 150~10만 배 사이의 중간질량 블랙홀은 거의 발견되지 않았다. ω 센타우리는 핼리 혜성을 발견한 1677년 영국 물리학자 에드먼드 핼리가 훗날 나폴레옹의 유배지로 유명해진 세인트헬레나섬에서 발견한 구상성단이다. 지구에서 약 1만 5800광년 떨어져 있고, 지름만 약 150광년에 달하며 약 1000만개의 별들이 포함돼 있고 총 질량은 태양의 400만 배에 이른다. ω 센타우리는 큰 질량과 복잡한 항성군 등의 특성으로 인해 중간질량 블랙홀이 있을 것으로 추정된 곳이다. 실제로 2008년에 처음으로 ω 센타우리 중심에 중간질량 블랙홀이 존재할 수 있다는 분석 결과가 발표되기도 했다. 연구팀은 허블 우주 망원경의 관측 자료를 바탕으로 ω 센타우리 성단 중심 근처 별의 움직임을 분석했다. 그 결과 ω 센타우리 성단 중심 지역에서 별 7개가 빠르게 움직이는 것이 관찰됐다. 이는 ω 센타우리 중심에 중간질량 블랙홀이 존재한다는 것을 시사한다고 연구팀은 설명했다. 연구팀은 이 블랙홀의 질량이 최소 태양 질량의 8200배일 것으로 추정했다.

지구에서 약 63광년 떨어진 우주에 있는 한 행성에서 마치 썩은 달걀과 같은 고약한 냄새가 날 가능성이 제기됐다. 미국 존스홉킨스대학 연구진은 제임스웹 우주 망원경이 수집한 ‘HD 189733 b’ 행성의 데이터를 분석했다. 2005년에 발견된 HD 189733 b 행성은 항성 HD 189733 주위를 공전하고 있으며, 우주 최악의 기상을 가진 곳으로도 알려져 있다. HD 189733 b의 표면온도는 약 3000℃에 달하며, 표면에서는 시속 8690㎞의 엄청난 바람이 불고 있다. 존스홉킨스대학 연구진은 기존에 알려진 사실에 더해 HD 189733 b의 대기에 황화수소가 매우 풍부한 것으로 확인됐다고 밝혔다. 이는 우리 태양계 밖의 행성(외계 행성)에서 황화수소를 감지한 최초의 사례다. 연구를 이끈 광웨이 푸 박사는 “만약 당신의 코가 섭씨 1000℃에서도 냄새를 맡을 수 있다면, HD 189733 b의 대기에서 썩은 달걀 냄새를 맡을 수 있을 것”이라고 말했다. 지구에서도 흔히 찾을 수 있는 황화수소는 황과 수소로 이뤄진 황화물로, 악취를 가진 무색의 유독한 기체다. 일반적으로 우주 행성에 외계 유기체가 살고 있을 가능성을 시사하는 기체 중 하나지만, 전문가들은 HD 189733 b에서 생명체를 찾고 있지는 않다. 뜨거운 기온뿐만 아니라 ‘유리 비’가 내리기 때문이다. 과거 미 항공우주국(NASA)은 “HD 189733 b에는 규산염 입자를 머금은 대기가 있으며, 촉촉한 액체가 아닌 ‘유리 비’가 내린다”면서 “이곳에 첫발을 내딛는 여행자는 수천 조각으로 잘려 죽음을 맞을 것”이라고 설명한 바 있다.그럼에도 불구하고 HD 189733 b의 대기에 썩은 달걀 냄새를 연상케 하는 황화수소가 가득하다는 사실은 행성의 형성 과정을 이해하는 데 도움이 될 것이라고 연구진은 밝혔다. 푸 박사는 “황화수소는 (행성 분야에서) 우리가 알지 못했던 주요 성분 중 하나로 꼽힌다”면서 “목성 대기에 황화수소가 존재한다는 사실은 알고 있었지만, 태양계 밖에서 황화수소를 감지한 것은 이번이 처음”이라고 설명했다. 이어 “우리는 이 행성에서 생명체를 찾고 있지는 않다. 표면이 너무 뜨겁기 때문”이라면서 “그러나 황화수소를 발견한 것은 다양한 유형의 행성이 형성되는 과정에 대해 더 잘 이해하기 위한 발판이 될 것”이라고 덧붙였다. 또 “황화수소는 보다 복잡한 분자를 만드는데 필수적인 원소로 꼽힌다. 탄소, 질소, 산소, 인산염과 마찬가지로 과학자들은 행성이 어떻게 만들어졌고 무엇으로 만들어졌는지 완전히 이해하기 위해 황화수소에 대해 더 많이 연구할 필요가 있다”고 밝혔다. 자세한 연구 결과는 세계적인 과학저널 네이처 최신호에 실렸다.

축산은 기후 변화 원인 물질인 이산화탄소와 메탄을 많이 배출하는 것으로 알려지면서, 과학자들은 이를 대체할 수 있는 방법을 찾고 있다. 이렇게 연구되는 것이 흔히 인공 고기라고 하는 대체육과 배양육이다. 대체육은 비동물성 재료로 모양과 식감을 고기와 유사하게 만든 것으로 콩 단백질이나 밀가루 속 글루텐 같은 식물성 재료로 만들어진다. 반면 배양육은 동물에게서 채취한 줄기세포를 이용해 배양하고 3D 프린팅으로 모양을 만들어 축산으로 생산하는 고기와 비슷하게 만드는 것을 말한다. 과학기술의 발달로 다양한 대체육과 배양육이 만들어지고 있지만, 문제는 이들이 맛과 향에 있어서 진짜 육류에 못 미친다는 점이다. 이런 상황에서 연세대 화공생명공학부, 강원대 동물응용과학과 공동 연구팀은 조리 온도에 따라 풍미 화합물을 방출할 수 있는 구조체(스캐폴드)를 이용해 실험실에서 만든 배양육의 맛을 개선할 수 있다고 밝혔다. 이번 연구 결과는 기초 과학 및 공학 분야 국제 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 7월 10일 자에 실렸다. 배양육은 탄소 배출을 최소화하고 지속 가능한 방식으로 동물 단백질을 공급할 수 있는 새로운 대체 식품으로 떠오르고 있다. 과학자들은 다양한 구조체와 3D 프린팅 재료로 스테이크나 미트볼 등 기존 육류 제품과 유사한 모양과 구조적 특성을 만들고 있지만, 맛과 향이라는 부분을 간과하는 경우가 많았다. 이에 연구팀은 젤라틴 기반 하이드로젤에 전환할 수 있는 화합물을 통합한 온도 반응성 구조체를 설계했다. 연구팀이 개발한 구조체는 세포 배양 과정에서는 안정적으로 유지되지만, 150도 이상 굽거나 튀기는 등 조리 온도에 도달하면 육류 고유의 향 화합물을 방출하도록 했다. 이를 통해 기존 고기를 조리할 때 발생하는 마이야르 반응과 같은 주요 화학 반응을 재현하는 데 성공했다. 실제로 연구팀은 전자 코를 이용해 화학 분석한 결과, 이번에 개발한 배양육은 구운 쇠고기와 유사한 풍미를 나타내는 것으로 확인됐다. 연구를 이끈 홍진기 연세대 교수는 “이번 연구 결과는 배양육의 향미 특성을 강화해 쇠고기의 자연적 요리 풍미를 모방할 수 있는 새로운 방법을 제시했다”고 말했다.

지구에서 약 63광년 떨어진 우주에 있는 한 행성에서 마치 썩은 달걀과 같은 고약한 냄새가 날 가능성이 제기됐다. 미국 존스홉킨스대학 연구진은 제임스웹 우주 망원경이 수집한 ‘HD 189733 b’ 행성의 데이터를 분석했다. 2005년에 발견된 HD 189733 b 행성은 항성 HD 189733 주위를 공전하고 있으며, 우주 최악의 기상을 가진 곳으로도 알려져 있다. HD 189733 b의 표면온도는 약 3000℃에 달하며, 표면에서는 시속 8690㎞의 엄청난 바람이 불고 있다. 존스홉킨스대학 연구진은 기존에 알려진 사실에 더해 HD 189733 b의 대기에 황화수소가 매우 풍부한 것으로 확인됐다고 밝혔다. 이는 우리 태양계 밖의 행성(외계 행성)에서 황화수소를 감지한 최초의 사례다. 연구를 이끈 광웨이 푸 박사는 “만약 당신의 코가 섭씨 1000℃에서도 냄새를 맡을 수 있다면, HD 189733 b의 대기에서 썩은 달걀 냄새를 맡을 수 있을 것”이라고 말했다. 지구에서도 흔히 찾을 수 있는 황화수소는 황과 수소로 이뤄진 황화물로, 악취를 가진 무색의 유독한 기체다. 일반적으로 우주 행성에 외계 유기체가 살고 있을 가능성을 시사하는 기체 중 하나지만, 전문가들은 HD 189733 b에서 생명체를 찾고 있지는 않다. 뜨거운 기온뿐만 아니라 ‘유리 비’가 내리기 때문이다. 과거 미 항공우주국(NASA)은 “HD 189733 b에는 규산염 입자를 머금은 대기가 있으며, 촉촉한 액체가 아닌 ‘유리 비’가 내린다”면서 “이곳에 첫발을 내딛는 여행자는 수천 조각으로 잘려 죽음을 맞을 것”이라고 설명한 바 있다.그럼에도 불구하고 HD 189733 b의 대기에 썩은 달걀 냄새를 연상케 하는 황화수소가 가득하다는 사실은 행성의 형성 과정을 이해하는 데 도움이 될 것이라고 연구진은 밝혔다. 푸 박사는 “황화수소는 (행성 분야에서) 우리가 알지 못했던 주요 성분 중 하나로 꼽힌다”면서 “목성 대기에 황화수소가 존재한다는 사실은 알고 있었지만, 태양계 밖에서 황화수소를 감지한 것은 이번이 처음”이라고 설명했다. 이어 “우리는 이 행성에서 생명체를 찾고 있지는 않다. 표면이 너무 뜨겁기 때문”이라면서 “그러나 황화수소를 발견한 것은 다양한 유형의 행성이 형성되는 과정에 대해 더 잘 이해하기 위한 발판이 될 것”이라고 덧붙였다. 또 “황화수소는 보다 복잡한 분자를 만드는데 필수적인 원소로 꼽힌다. 탄소, 질소, 산소, 인산염과 마찬가지로 과학자들은 행성이 어떻게 만들어졌고 무엇으로 만들어졌는지 완전히 이해하기 위해 황화수소에 대해 더 많이 연구할 필요가 있다”고 밝혔다. 자세한 연구 결과는 세계적인 과학저널 네이처 최신호에 실렸다.

기상청은 올여름은 강수량이 많고 기온도 높을 것이라는 예보를 내놨다. 날씨가 덥고 습하면 평소 찬 음식을 좋아하지 않는 사람들까지도 아이스크림을 비롯한 찬 음식을 찾는다. 이처럼 여름에는 찬 음식을 가까이하고 더운 날씨 때문에 음식물이 상하기도 쉬워 장에 문제가 생기는 경우가 잦아 유산균 음료나 장을 위한 건강기능식품을 섭취하는 경우도 많다. 장 건강을 좌우하는 것은 다름 아닌 장내 미생물이다. 주로 소화기관에 있는 장내 미생물은 비만, 대장암을 포함한 여러 암, 치매, 파킨슨병 같은 퇴행성 뇌 질환, 아토피 피부염 같은 자가면역질환에도 영향을 미친다는 연구 결과들이 계속 나오고 있다. 이 때문에 장내 미생물을 ‘제2의 게놈’이라고 부르기도 한다. 장내 미생물이 뇌와 밀접하게 연관돼 있다는 ‘장-뇌 축’ 이론은 2000년대 초부터 나왔고, 건강한 사람과 치매 환자의 장내 미생물 구성이 서로 다른 것으로 밝혀지기도 했다. 이런 상황에서 장내 미생물이 자폐 스펙트럼 장애(ASD)와도 연관 있다는 연구 결과가 새로 나와 눈길을 끈다. 중국 홍콩 마이크로비아타 I-센터(MagIC), 홍콩중문대 의대 공동 연구팀은 장내 미생물 군집의 특정 세균과 비(非)박테리아 성분, 기능이 남자아이와 여자아이의 ASD에 영향을 미친다는 연구 결과를 생물학 분야 국제 학술지 ‘네이처 미생물학’ 7월 9일 자에 발표했다. 장내 미생물 군집과 ASD와 관계는 이전에도 연구들이 있었지만, 단순히 일반인과 ASD 환자의 장내 세균 구성에만 초점을 맞췄다. 고세균, 곰팡이, 바이러스 같은 장내 미생물의 또 다른 요소와 기능이 미치는 영향은 명확히 밝혀지지 않았다. 연구팀은 중국 내 5개 코호트에서 1~13세의 남녀 어린이 1627명을 무작위로 선택해 대변 표본을 선택했다. 연구팀은 이와 함께 식단, 다른 질환 여부 등 추가 요인을 함께 분석했다. 그 결과, ASD 환아들은 일반 아이들과 비교하면 장내에서 고세균 14종, 박테리아 51종, 곰팡이 7종, 바이러스 18종, 미생물 유전자 27종, 대사 경로 12개가 변한 것이 관찰됐다. 연구팀은 이 중 31개의 미생물로 ASD를 예측할 수 있는 인공지능 알고리즘을 만들었다. 이 알고리즘은 발병 이전 ASD 예측률도 높은 것으로 확인됐다. 한편, 미국 캘리포니아 로스앤젤레스대(UCLA) 의대, UCLA 스트레스·회복력 신경생물학 연구센터, 서던캘리포니아대 신경 이미징 및 정보학 연구센터 공동 연구팀은 의학 분야 국제 학술지 ‘네이처 정신과학’에 스트레스 대응이나 마음 챙김, 감정 표현 같은 심리적 요인에도 장내 미생물이 영향을 미친다는 연구 결과를 발표했다고 10일 밝혔다. 연구팀은 건강한 성인 남녀 116명을 대상으로 회복탄력성과 감정 표현에 대한 설문조사를 실시했다. 설문조사에서 회복탄력성 점수에 따라 두 집단으로 나눈 뒤, 뇌 자기공명영상(MRI) 촬영과 대변 표본을 받아 분석했다. 그 결과, 회복탄력성이 높은 사람들은 낮은 사람들보다 불안감과 우울감을 덜 느끼고, 감정 조절과 관련된 뇌 영역의 활동이 활발하고 인지력도 더 높다는 것이 확인됐다. 이와 함께 회복탄력성이 높은 집단의 장 내 염증이 적었고 장 내벽도 두터웠으며, 유익한 장내 미생물도 많았던 것으로 나타났다.

고생물학에 관심이 있는 사람이라면 ‘페름기’라 하면 삼엽충을 떠올릴 것이다. 페름기는 고생대 마지막 시대로 약 2억 9900만년 전부터 2억 5000만년 전까지의 기간으로, 인류를 포함한 포유류의 조상인 단궁류가 번성했던 시기이기도 하다. 또 지구 역사상 발생한 5번의 대멸종 사건 중 2번이 페름기에 나타났다. 지구에 존재하는 생물의 96%가 완전히 사라지는 역대 최악의 대멸종은 페름기 말기에 발생했다. 이 때문에 고생물학자들에게 페름기에 살았던 생물들이 무엇인지는 중요한 연구 주제 중 하나다. 이런 상황에서 아르헨티나 부에노스아이레스대, 안데스 연구소(IDEAN), 미국 시카고 필즈 자연사박물관, 남아프리카공화국 비트바테르스란트대, 케이프타운 이지코 남아프리카 박물관, 나미비아 국립 지구과학박물관 공동 연구팀은 페름기 초기인 약 2억 8000만 년 전에 현재 나미비아 지역에 도롱뇽과 비슷한 ‘가이아시아 제니에’라는 동물이 살았다고 5일 밝혔다. 대형 도롱뇽처럼 생긴 이 생물은 머리뼈 길이만 60㎝ 이상으로 당시에는 가장 큰 생물이며 당시 최상위 포식자였을 것이라고 연구팀은 밝혔다. 이 연구 결과는 과학 저널 ‘네이처’ 7월 4일 자에 실렸다. 양서류, 파충류, 포유류, 조류 등 현재의 기준으로 분류한 생물 분류 단위에서 다리가 네 개인 척추동물의 초기 진화에 관한 연구는 대부분 현재 유럽과 북미 지역의 석탄층에서 발견된 것들을 근거로 하고 있다. 이 지역들은 고생대 시대에는 적도 부근 습지로 알려져 있다. 가이아시아 제니에가 발견된 곳은 아프리카 나미비아 지역이지만, 고생대 당시에는 현재보다 훨씬 남쪽에 있는 남위 55도 근처로 남부 초대륙인 곤드와나 지역이었다. 연구팀은 화석으로 남았던 머리뼈 조각과 불완전한 척추뼈로 분석했다. 가이아시아는 페름기 직전 시대인 석탄기에 살았던 콜로스테이드라는 양서류와 유사한 고대 생물로, 약 3억 7000만 년 전인 석탄기 말 등장한 것으로 알려져 있다.연구팀은 머리뼈의 기본 길이를 60㎝로 추정했는데, 이는 유럽이나 북미 지역에서 발견한 유사한 친척뻘 동물보다 훨씬 큰 것으로 밝혀졌다. 전체 몸길이는 2.5m 이상으로 분석됐다. 특히 가이아시아의 머리뼈와 턱 구조는 큰 먹잇감을 놓치지 않고 잡을 수 있는 것으로 확인돼 당시 최고의 포식자였던 것으로 추정했다. 한편 학명 중 뒤쪽 종소명인 제니에는 네발 동물의 초기 진화에 관한 선구적인 연구를 한 영국의 고생물학자이자 진화생물학자 제니퍼 클랙(1947~2020)을 기리기 위해 붙여졌다. 연구를 이끈 클라우디아 마르시카노 부에노스아이레스대 박사(지질학)는 “이번 연구는 고생물에 대한 화석 기록의 공백을 메우고, 초기 네발 동물이 이전에 생각했던 것보다 전 세계에 더 많이 분포했음을 보여준다”라고 말했다.

미술은 인간의 원초적 활동이자 문화적 산물로 각 시대와 사회의 모습, 이념을 반영하는 것으로 알려져 있다. 그렇다면 인류는 과연 언제부터 미술 활동을 시작했을까. 호주 그리피스대 사회·문화 연구센터, 서던크로스대 고지리학·고고표본연대측정학 연구실, 인도네시아 자카르타 환경고고학 연구센터, 선사·오스트로네시안 연구센터, 하사누딘대 공동 연구팀은 인도네시아 술라웨시섬에 있는 세계에서 가장 오래된 동굴벽화가 알려진 것보다 5700년 정도 더 앞선 시기에 그려졌다는 사실을 확인했다. 또 단순히 대상을 묘사한 것이 아니라 줄거리가 있는 그림을 그린 것으로도 밝혀졌다. 이 연구 결과는 과학 저널 ‘네이처’ 7월 4일자에 실렸다. 선사시대 암벽화는 주로 동굴 안 깊은 곳에 그려져 있다. 이 때문에 연구자들은 동굴 벽면에 자연적으로 형성된 탄산칼슘 침전물을 채취해 우라늄이 토륨으로 붕괴하는 방사성 원소의 반감기를 측정하는 용액 기반 우라늄 연대측정법으로 벽화의 제작 시기를 추정한다. 그렇지만 이 방법은 암석의 복잡한 변성 과정을 고려하지 않아 실제 작품의 제작 연대를 정확히 판별해 내지 못한다.연구팀은 유네스코 세계지질공원으로 지정된 인도네시아 남부 술라웨시섬의 마로스 팡켑 지역에 있는 동굴벽화의 정확한 연대를 측정하기 위해 ‘레이저 애블레이션 우라늄 시리즈 이미징’(LA·U·시리즈)이라는 새로운 기술을 적용했다. LA·U·시리즈는 질량 분석기와 결합한 레이저로 탄산칼슘 표본을 세밀하게 분석해 보다 정확한 연대를 계산할 수 있다. 그림을 그린 물감층과 가까운 암석의 탄산칼슘 생성 시기를 추정하는 방식이다. 연구팀은 우선 마로스 팡켑 지역의 여러 암각화 중 4만 3900만년 전에 그려진 것으로 추정됐던 네 번째 사냥 그림을 분석했다. 그 결과 이 그림은 이전 추정치보다 최소 4100년 더 앞선 약 4만 8000년 전에 그려진 것으로 확인됐다. 연구팀은 이 방법을 마로스 팡켑 지역의 랭 카람푸앙 동굴에 있는 멧돼지와 세 명의 사람이 그려진 그림에도 적용했다. 이 그림은 내러티브(서사) 구성이 돼 있는 작품으로 주목받았지만 지금까지 정확한 제작 연대가 밝혀지지 않았다. 분석 결과 해당 그림은 최소 5만 1200년 전에 만들어진 것으로 현재까지 알려진 가장 오래된 동굴 벽화로 확인됐다. 연구팀은 이번에 사용한 LA·U·시리즈 방식이 기존 방사성 연대측정법보다 비용도 적게 들고 더 빠르게 측정할 수 있을 뿐만 아니라 측정 과정에서 예술 작품에 대한 손상이 최소화된다고 밝혔다. 연구를 이끈 맥심 오버트(고고학·지질화학) 호주 그리피스대 교수는 “이전 연구자들은 약 1만 4000~1만 1000년의 홍적세 말기까지는 그림에 어떤 의미를 전달하기 위한 줄거리가 없었다고 주장했다”며 “이번 연구 결과는 이전 연구자들의 주장을 정면으로 반박하는 사례”라고 설명했다.

남극 대륙 주변 바다에 떠 있는 거대한 얼음(빙붕)이 녹은 물이 기존 관측치보다 2배 이상 많은 것으로 나타났다. 영국 케임브리지대 스콧극지연구소(SPRI) 레베카 델 교수가 이끄는 국제연구팀은 과학 저널 네이처 지구과학(Nature Geoscience)에서 인공위성 관측자료에 인공지능(AI) 기술을 적용해 남극 빙붕의 슬러시 지도를 작성한 결과 전체 녹은 물의 57%가 슬러시 형태로 존재하는 것으로 나타났다고 28일 밝혔다. 남극 대륙을 둘러싼 바다에 떠 있는 빙붕은 내륙의 빙하가 녹아 바다로 흘러내리는 것을 막는 방파제 역할을 한다. 빙붕 녹은 물이 늘어나면 빙붕이 불안정해질 뿐만 아니라 무너질 수 있고, 이는 해수면 상승으로 이어질 수 있다. 연구팀은 2013년부터 2021년까지 57개 남극 빙붕에 나타난 슬러시와 녹은 물 호수의 면적을 월별로 분석한 결과 남극의 여름이 절정에 달하는 1월, 남극 빙붕에 있는 모든 녹은 물의 57%가 슬러시 형태로 존재하며, 나머지 43%만 지금까지 관측돼온 호수 형태로 저장되는 것으로 나타났다고 밝혔다. 델 교수는 “호수는 인공위성 사진에 쉽게 드러나지만, 슬러시는 구름 그림자처럼 보여 파악이 어렵다”고 말했다.연구팀은 호수와 슬러시는 반사율이 눈이나 얼음보다 낮아 태양으로부터 더 많은 열을 흡수하기 때문에 표준 기후모델 예측치보다 얼음 녹은 물이 2.8배 많이 형성된다고 했다. 이는 빙붕의 안정성과 해수면 상승에 큰 영향을 미칠 수 있다고 설명했다. 델 교수는 “슬러시는 지금까지 남극 대륙의 모든 대형 빙붕에서 전체적으로 파악된 적이 없어 그 영향이 무시돼 왔다”며 “슬러시 속 물의 무게로 인해 빙붕에 균열이 생기거나 확대되는 등 빙붕 안정성에 큰 영향을 미칠 수 있다”고 말했다. 이어 “기후 모델에 이런 녹은 물의 영향이 제대로 반영되지 않고 있는데 놀랐다”며 과학자로서 우리 임무는 예측 모델을 개선해 가능한 한 정확도를 높임으로써 기후변화 영향의 불확실성을 줄이는 것이라고 강조했다. 한편, 지난해 네이처에는 25년간 남극에서 3조톤(t)이 넘는 빙하가 녹아내렸다는 연구 결과가 실렸다. 지구 온난화 영향으로 해수면 온도가 오르고 눈이 적게 오면서 새로 생기는 빙하보다 바닷물에 녹아 없어지는 빙하가 더 많아진 탓이다. 이 같은 현상은 당분간 막을 수 없을 것으로 보인다. 기후변화에 관한 정부 간 협의체(IPCC)가 발표한 보고서에 따르면 2040년까지 지구 표면 온도가 1.5도 상승하면서 남극 빙산 붕괴, 해수면 상승, 생물다양성 손실 등 변화가 불가피할 것으로 예상된다.

많은 SF에서 인간이 거주할 수 있는 태양계 행성으로 달과 화성을 꼽고 있다. 실제로 미국항공우주국(NASA)은 물론 민간 우주기업 스페이스X 등도 금세기 중에는 화성에 인간이 거주할 수 있게 하겠다는 계획을 발표하고 있다. 그런데, 과연 인류가 생각하는 것처럼 화성에 인류가 거주하기 적합할까. 최근 연구에 따르면 화성은 지구와 달리 지진, 화산처럼 지질학적 운동이 활발하며, 우주에서 날아오는 운석도 지구에서 비가 내리는 것만큼 잦다. 미국 브라운대, 지질조사국(USGS), 애리조나대, 항공우주국(NASA) 제트추진연구소(JPL), 영국 항공우주연구소, 옥스퍼드대, 임페리얼 칼리지 런던, 스위스 취리히 연방 공과대(ETH 취리히), 프랑스 파리 시테대 공동 연구팀은 화성 탐사선 ‘인사이트’에서 보내온 데이터를 바탕으로 분석한 결과, 화성에는 이전에 생각했던 것보다 더 자주 우주에서 날아온 운석의 충격을 받는다고 1일 밝혔다. 운석 크기에 따라 다르지만, 운석 충돌은 이전에 추정했던 것보다 최대 10배 더 많다는 것이다. 이 연구 결과는 기초과학 및 공학 분야 국제 학술지 ‘사이언스 어드밴시즈’ 6월 28일 자에 실렸다. 화성 탐사선 인사이트는 화성의 지진 활동 측정과 이를 통한 내부 구조 분석을 임무로 삼고 있다. 연구팀은 인사이트의 고감도 탑재형 지진계를 사용해 이전에는 볼 수 없었던 8개의 새로운 운석 충돌 분화구를 확인했다. 이 중 6개는 인사이트가 착륙 지점 근처였지만, 다른 2개는 지금까지 발견된 충돌 중 가장 큰 것들로 확인됐다. 2개는 각각 축구장 크기의 분화구를 남겼으며, 불과 97일 간격으로 발생했다는 것이 관찰됐다. 연구를 이끈 잉글리드 다우바 브라운대 교수(행성 과학)는 “화성은 우리가 생각했던 것보다 지질학적으로 더 활동적일 가능성이 있으며, 행성 표면의 나이와 진화에 영향을 미칠 수 있음을 알 수 있다”라며 “이번 연구는 전체 태양계 행성 표면의 나이를 추정하는 데 사용하는 일부 모델을 수정할 필요가 있을 것으로 보인다”라고 설명했다. 또 영국 임페리얼 칼리지 런던, 스위스 취리히 연방 공과대(ETH 취리히) 연구팀은 화성 표면 지진 분석 결과 지름 8m 이상 충돌구가 생길 수 있는 규모의 운석 충돌이 지구 기준으로 매년 280~360회 발생한다는 연구 결과를 천문학 분야 국제 학술지 ‘네이처 천문학’ 6월 28일 자에 발표했다. 이들 연구에 따르면 거의 하루에 한 번씩 거대 운석이 떨어진다는 설명이다. 연구팀은 2018년 11월부터 2022년 12월까지 화성 지질탐사 임무를 수행한 탐사선 인사이트가 화성 표면에 설치한 지진계의 지진 데이터를 분석했다. 분석 결과, 지진 신호 패턴이 일반 지진에 비해 고주파 비율이 높은 초고주파 지진 신호가 잦은 것으로 확인됐다. 초고주파 진동은 화성 내부에서 발생하는 지진이 아닌 운석이 표면에 충돌하면서 생기는 것이다. 또 표면에 지름 8m의 충돌구를 만들 수 있는 크기의 운석은 거의 매일 떨어지고, 지름 30m 이상 충돌구가 생기는 운석 충돌도 한 달에 한 번 정도 일어나는 것으로 조사됐다. 연구를 이끈 제랄딘 젠호이전 ETH 취리히 박사(지질 물리학)는 “화성 표면의 충돌구 수는 행성 나이를 추정하는 우주 시계로 사용할 수 있다”라면서 “운석이 얼마나 화성에 자주 충돌하고, 충돌이 표면을 어떻게 변화시키는지 밝혀내면 화성의 지질학적 역사를 좀 더 정확히 파악할 수 있을 것”이라고 말했다.

인체는 유전자로부터 정보를 받아 생산된 단백질이 정상적으로 기능을 수행하면 ‘건강한 상태’이고, 유전자에 이상이 생겨 비정상적 단백질을 생산하면 ‘병들고 아픈 상태’가 된다. 유전자 치료라는 것은 이상이 생긴 비정상 유전자를 제거하고 정상 유전자로 교체하거나 삽입하는 형태로 이뤄진다. 유전자 치료 분야에서 가장 주목받고 있는 것은 유전자 가위를 이용한 유전자 편집 기술이다. 말 그대로 ‘가위’처럼 유전자를 자르고 붙이는 것을 가능하게 하는 유전체 교정 기법이다. 단순히 유전병 치료뿐 아니라 특정 병원균에 강한 식물이나 동물 품종도 만들어 낼 수 있기 때문에 생명공학 분야에서는 그야말로 ‘마법 지팡이’로 받아들여지고 있다. 유전자 가위 기술 중 가장 흔히 알려진 것은 ‘크리스퍼’다. 캐스9(Cas9)이라는 단백질과 가이드 RNA로 구성돼 인간과 동식물 세포에서 특정 유전자의 DNA 일부를 잘라 문제가 되는 유전체를 교정한다. 그런데 미국과 일본 과학자들이 크리스퍼 유전자 가위보다 훨씬 쉽고 정교하게 유전자 편집이 가능한 ‘RNA 브리지’라는 새로운 기술을 개발했다. 미국 팔로알토아크(Arc) 연구소, 캘리포니아버클리대(UC버클리) 생명공학과, UC샌프란시스코(UCSF), 스탠퍼드대 의대 생화학과, 일본 도쿄대 화학·바이오 테크놀로지학과, 생명과학과, 이나모리 과학연구소 소속 과학자들이 참여한 이번 연구는 과학 저널 ‘네이처’ 6월 27일자에 두 편의 논문으로 실렸다. 특히 이번 연구를 주도한 UC버클리는 하버드대, 매사추세츠공과대(MIT)와 함께 유전자 편집 기술 연구에서 선두를 달리고 있는 곳으로 평가받는다. 생물학에 혁명을 일으킨 것으로 평가받는 크리스퍼 캐스9 유전자 가위를 개발하고, 2020년 노벨 화학상을 공동 수상한 제니퍼 다우드나 교수도 UC버클리에 재직 중이다. ‘RNA 브리지’는 사용자가 지정한 게놈 위치에 긴 DNA 서열을 삽입하거나 뒤집고 제거할 수 있다. 기존 유전자 가위 기술처럼 복잡한 단계를 거치지 않고, 단일 단계의 기술이기 때문에 더 정확하고 효율적으로 대규모 게놈 편집이 가능하다는 장점이 있다고 연구팀은 밝혔다. 대규모 게놈 재배열은 보통 DNA의 분해와 재조합을 촉진하는 재조합 효소와 DNA 일부를 다른 곳으로 옮기는 전위 효소에 의해 수행된다. 이 효소들이 특정 부위를 찾아 곧바로 삽입 또는 교체될 수 있도록 프로그래밍할 수만 있다면 게놈 편집을 한 번에 끝낼 수 있을 것이라는 생각에 초점을 맞췄다. UC버클리 팀은 재프로그래밍을 통해 반복 사용할 수 있는 재조합 효소 제작 기술을 개발했다. 이 재조합 효소는 DNA를 원하는 편집 부위로 이동시키고, 편집을 쉽게 만들어 주는 다리 역할을 하는 RNA로 구성된다. 브리지 RNA는 삽입 대상이 되는 DNA의 서열을 정하는 영역과 삽입 부위를 지정하는 영역을 따로 갖고 있지만 한 번에 서열과 삽입 위치를 정확히 찾아갈 수 있도록 재프로그래밍이 가능하다는 장점이 있다. 도쿄대 연구팀은 이렇게 만들어진 RNA 브리지의 재조합 효소의 구조와 작용 메커니즘을 극저온 전자 현미경으로 분석해 RNA 브리지의 효과를 확인했다. 연구를 이끈 패트릭 슈(기능성 유전체학) UC버클리 교수는 “이번에 개발한 기술은 기존 방식보다 더 정확하고 효율적으로 유전자 편집을 수행할 수 있다는 장점이 있어 더 많은 응용 분야에 활용할 수 있을 것으로 기대된다”고 말했다. 슈 교수는 “이번에는 박테리아에서 게놈 편집만 확인했지만 추가 연구를 통해 동식물을 포함한 다양한 종과 세포 유형에서의 실행 가능성과 안전성을 검토할 것”이라고 덧붙였다.

인도의 한 가정집 화장실 변기에서 거대한 코브라가 발견돼 화제다. 인도 현지 매체들은 25일(현지시간) 인도 소셜미디어상에서 화제가 된 코브라 구출 영상에 대해 보도했다. 뱀 구조 전문가인 라제쉬 자트는 지난 4월1일 인도 마디아프라데시주 인도르 도심의 한 가정집에 뱀이 출현했다는 전화를 받았다. 그는 신고자에게 “뱀을 지켜보면서 최대한 거리를 유지하라”고 요청했지만 이미 겁을 먹은 신고자는 화장실에 뱀을 가둬둔 상태였다. 자트가 신고자의 집에 도착해 화장실 문을 열자 뱀은 보이지 않았다. 그는 “뱀을 찾다가 변기 안을 들여다봤고 (그 안에서) 입을 벌리고 있는 코브라를 발견했다”고 말했다.자트는 코브라를 변기 밖으로 유인하기 위해 호스 물줄기를 코브라 머리 위로 조준하고 살살 흘려보냈다. 그러자 코브라가 혓바닥을 날름거리며 천천히 밖으로 나왔고, 몸이 전부 빠져나온 순간 자트는 코브라 목을 잽싸게 낚아챘다. 자트가 코브라를 구조하는 영상은 지난달 25일 소셜미디어(SNS)에 공유됐고 현재까지 660만이 넘는 조회수를 기록하며 입소문을 탔다. 네티즌들은 “최악의 악몽이다”, “위험한 일을 자신감 있게 해결한 구조 전문가가 너무 대단하다”, “변기에서 뱀이 나온다니 너무 두렵다” 등 해당 영상에 공감하는 반응을 보였다.이날 구조된 코브라는 ‘인도코브라’(학명: Naja naja)로 알려졌다. 인도코브라는 맹독성 독사의 일종으로 몸길이가 2m를 넘지 않는 것이 특징이다. 인도코브라는 벵골크레이트(Bungarus caeruleus), 러셀살모사(Daboia russelii), 톱니비늘살모사(Echis carinatus)와 함께 인도에서 가장 많은 사람을 물어 치사시킨다고 하여 ‘4대 독사’로 뽑힌다. 인도 길거리에서는 피리를 불면 묘기를 부리는 뱀들을 흔하게 볼 수 있는데, 이 뱀들 대부분이 이빨을 뺀 인도코브라다. 한편 과학저널 네이처 커뮤니케이션스에 따르면 (2022년 기준) 해마다 7만8천600명이 뱀에 물려 사망하고, 이중 82%에 달하는 6만4천100건이 인도에서 발생한다.

장내 미생물이라고 하면 많은 사람이 유산균 음료나 건강기능식품을 떠올린다. 그렇지만, 장내 미생물은 최근 생명과학 분야에서 활발히 연구되는 주제 중 하나다. 장내 미생물은 주로 소장과 대장 같은 소화기관에 집중된 것으로 음식물에서 에너지를 추출해 식욕 조절은 물론 비만, 대장암을 비롯한 여러 암, 치매나 파킨슨병 같은 퇴행성 뇌 질환, 아토피 피부염 같은 자가면역 질환에도 영향을 미친다는 연구 결과가 속속 나오고 있다. 이런 가운데, 스트레스 대응이나 마음 챙김, 감정 표현에도 장내 미생물이 영향을 미친다는 재미있는 연구 결과가 나왔다. 미국 캘리포니아 로스앤젤레스대(UCLA) 의대, UCLA 스트레스·회복력 신경생물학 연구센터, 서던캘리포니아대 신경이미징 및 정보학 연구센터 공동 연구팀은 회복탄력성이 높은 사람은 인지력과 감정 조절 관련 뇌 영역이 활성화돼 있고, 건강한 장내 미생물을 갖고 있다고 25일 밝혔다. 이 연구 결과는 생명과학 분야 국제 학술지 ‘네이처 정신과학’ 6월 21일 자에 실렸다. 이번 연구는 회복탄력성, 뇌, 장내 미생물 군집의 관계를 분석한 첫 연구다. 과도한 스트레스는 심장병, 뇌졸중, 비만, 당뇨의 위험을 높이는 만큼, 스트레스에 대한 효과적 대처법을 찾는다면 질병 예방에도 도움이 될 수 있다는 점에 연구팀은 착안했다. 연구팀은 건강한 성인 남녀 116명을 대상으로 회복탄력성과 감정 표현에 대한 설문조사를 실시했다. 설문조사에서 회복탄력성 점수에 따라 두 집단으로 나눈 뒤, 뇌 자기공명영상(MRI) 촬영과 대변 표본을 받아 분석했다. 그 결과, 회복탄력성이 높은 사람들은 낮은 사람들보다 불안감과 우울감을 덜 느끼고, 감정 조절과 관련된 뇌 영역의 활동이 활발하고 인지력도 더 높다는 것이 확인됐다. 이와 함께 회복탄력성이 높은 집단의 장 내 염증이 적었고 장 내벽도 두터웠으며, 유익한 장내 미생물도 많았던 것으로 나타났다. 장 내벽이 얇거나 장누수증후군(Leaky Gut Syndrome)이 발생하면 염증으로 인해 장이 필수 영양소를 흡수하고 독소가 장으로 유입되는 것을 차단하는 능력이 손상된다. 장누수증후군은 장 내벽의 세포 사이의 틈으로 인해 발생하는 질환이다. 연구를 이끈 알파나 굽타 UCLA 의대 교수(스트레스 생물학)는 “스트레스는 뇌의 회복력을 손상하는데, 이번 연구는 회복탄력성이 높은 사람들은 감정을 더 잘 조절하고, 파국을 초래할 가능성이 작으며, 평정심을 유지하는 것으로 밝혀졌다”라며 “뇌와 장 모두를 표적으로 하는 치료법을 개발해 질병을 예방할 수 있게 될 것”이라고 설명했다.

지난 2월 호주 빅토리아주에는 대형 산불이 발생해 당국은 주민 대피, 공공기관, 학교 폐쇄 등 조처를 했다. 호주에는 2019~2020년 6개월 가까이 이어지면서 호주 전역을 불태웠다. 그런가 하면, 미국 캘리포니아에서는 매년 연례행사처럼 산불이 발생한다. 호주 태즈매니아대 자연과학부 화재연구센터는 최근 20년 동안 극심한 산불의 발생 빈도와 규모가 2배 이상 증가했다고 밝혔다. 이 연구 결과는 생명과학 분야 국제 학술지 ‘네이처 생태·진화’ 6월 25일 자에 실렸다. 최근 몇 년 동안 전 세계적으로 심각한 대형 산불이 연례행사처럼 발생하고 있다. 이런 대형 산불은 인명, 재산, 가축, 야생동물과 서식지의 손실로 이어지고, 수십억 달러의 피해를 준다. 또 대기 오염으로 인해 수천 명이 추가로 사망했다. 규모가 큰 산불이 자주 발생하고 있지만, 이런 유형의 화재에 관한 연구와 이해는 제한적이다. 연구팀은 전 세계적으로 산불의 발생 빈도와 규모가 증가하고 있는지 알아보기 위해 2003~2023년까지 위성 데이터를 사용해 활성 핫스폿을 식별하고 화재 발생의 합산 강도를 계산했다. 그 결과, 지난 30년 동안 극심한 산불의 발생 빈도와 규모가 2배 이상 증가했고, 2017년 이후 가장 극심한 6년이라는 사실이 확인됐다. 북극과 대양주·오세아니아가 극한 현상의 영향을 가장 많이 받았으며, 극한 현상의 증가는 북미와 러시아를 포함한 온대 침엽수와 아한대 산림에서 강한 화재로 인해 발생했다는 사실을 밝혀냈다. 울창한 산림지역에 대형 산불이 발생하면서 또 다른 더 큰 산불을 부르는 되먹임 현상이 나타난다는 말이다. 연구팀에 따르면 근본적 원인은 최근 몇 년 동안 더 심해진 기후 변화로 인해 산림의 건조도 증가라고 설명했다. 연구를 이끈 데이빗 보우먼 태즈매니아대 교수(산불분포 지리학·화재학)는 “극심한 화재 빈도와 규모는 앞으로도 더 증가할 것으로 예상되는 만큼 이번 연구 결과는 기후 적응 대책과 필요성을 보여줄 것으로 기대한다”라고 말했다.

영국 런던대 아동보건연구소·퀸스퀘어신경학연구소, 국립 신경학·신경외과병원, 독일 괴팅겐대 메디컬센터, 괴팅겐신경면역학연구소, 마르부르크필리프대, 이탈리아 볼로냐대 공동 연구팀은 인공지능(AI)을 이용해 간단한 혈액 검사만으로도 파킨슨병이 발병하기 7년 전에 이를 예측하는 기술을 개발했다. 이 연구 결과는 기초과학 및 공학 분야 국제 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션스’ 6월 19일자에 실렸다. 운동을 조절하는 중뇌의 흑질이라는 뇌 신경세포가 죽거나 감소하면 뇌세포 사이의 신경전달을 돕는 알파시누클레인 단백질이 과다하게 축적된다. 이렇게 되면 도파민이라는 화학물질을 생성하는 능력이 사라지면서 파킨슨병이 생긴다. 파킨슨병은 치매와 함께 가장 빠르게 증가하는 퇴행성 신경질환으로 전 세계 약 1000만명이 앓고 있다. 파킨슨병 환자에게는 비정상적 떨림과 움직임, 기억력 둔화 같은 증상이 나타나는데 그 전에는 렘수면 행동장애를 겪는다. 연구팀은 파킨슨병 진단을 받은 99명, 렘수면 행동장애는 있지만 파킨슨병과 관련된 운동 증상이 없는 72명, 건강한 성인 남녀 36명을 대상으로 10년 동안 정기적으로 혈액 검사를 했다. 그 결과 파킨슨병 환자의 혈액에서 조절장애를 일으키는 염증 단백질 23개를 발견했다. 이 가운데 8가지 단백질로 파킨슨병 환자를 100% 식별할 수 있음을 AI를 통해 확인했다. 이번 기술로 렘수면 행동장애를 겪는 이들 중 파킨슨병으로 이어질 수 있는 사람을 7년 전에 79%의 정확도로 예측할 수 있게 됐다.

글로벌 완성차 업계는 물론 빅테크 기업들까지 자율주행차에 대한 관심이 높습니다. 자율주행기술은 미국자동차공학회 기준으로 총 6단계로 나뉩니다. 현재는 부분 자동화 수준인 2~2.5단계입니다. 주행차선 변경, 속도조절, 주차 등을 도와줄 뿐 여전히 인간이 주도권을 갖고 운전해야 하는 단계입니다. 물론 이전보다 장거리 운전을 할 때 피로감이 훨씬 줄어드는 것은 사실입니다. 그렇다면 현재 나오고 있는 자율주행차의 안전성은 어느 정도까지 신뢰할 수 있을까요. 미국 센트럴플로리다대 도시·환경·건축공학과 연구팀에 따르면 돌발 상황이 아닌 일반 주행 상황에서 자율주행차는 사람이 운전하는 차보다 사고를 덜 일으킨다고 합니다. 이 연구 결과는 기초과학 및 공학 분야 국제 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션스’ 6월 19일자에 실렸습니다. 정교한 센서와 인공지능(AI) 알고리즘을 갖춘 자율주행차는 교통 상황을 정밀하게 탐색하도록 설계돼 도로에서 발생하는 사고의 주요 원인인 인적 오류를 줄여 더 안전한 운전 환경을 조성할 수 있다는 평가를 받고 있습니다. 자율주행차의 안전성을 높이려면 자율주행차가 인간이 운전하는 차보다 더 낫거나 나쁜 상황이 언제인지를 이해하는 것은 필수적입니다. 그렇지만 이와 관련한 연구는 그리 많지 않습니다. 연구팀은 2016년부터 2022년까지 미국 캘리포니아주에서 운행하는 자율주행차 2100대와 인간이 운전하는 차 3만 5133대의 사고 자료를 수집·분석했습니다. 연구팀이 캘리포니아를 대상으로 한 것은 전 세계에서 가장 많은 자율주행차가 운행되는 동시에 유일하게 운행 원본 데이터를 공개하는 곳이기 때문입니다. 분석 결과 자율주행차는 차선 유지나 차량 흐름에 따라 움직이는 것처럼 일상적인 주행 상황에서는 사람이 운전할 때보다 훨씬 안전하고 사고 발생 가능성도 작은 것으로 나타났습니다. 추돌이나 측면 추돌 사고에서도 각각 0.5배, 0.2배 안전한 것으로 확인됐습니다. 그렇지만 새벽이나 해 질 무렵처럼 햇빛이 약한 저조도 상황이나 회전 교차로, 유턴 지역 등 특정 지역에서는 자율주행차의 사고 발생 가능성이 사람이 운전하는 차보다 각각 5.25배, 1.98배 높은 것으로 조사됐습니다. 이번 연구를 이끈 모하메드 압델아티(교통공학) 교수는 “자율주행기술은 도로 안전을 개선할 수 있는 잠재력이 있지만 다양한 상황에서 안전하게 작동하기 위한 기술적 한계는 분명히 있다”고 말했습니다. 압델아티 교수는 “자율주행차의 기술 수준이 점점 높아지고 있지만 인간의 운전 능력을 완전히 따라잡거나 능가하기 위해서는 더 많은 개선이 필요하다”고 했습니다. 가까운 미래에는 인간의 개입 없이 시스템이 운전하는 4~5단계의 완전자율주행차 시대가 올 것입니다. 완전자율주행차가 거리에 가득하더라도 사고가 발생했을 때 보행자와 자동차 소유자, 제조사 중 누구의 책임인지 같은 문제는 여전히 남습니다. 기술 발달과 함께 기술이 가져올 문제에 대한 윤리적, 철학적 고찰이 필요한 이유입니다.

17일 대구 수성구 실내 동물원에서 달성군 스파밸리 네이처파크 동물원으로 이송된 백사자가 야외 방사장에 첫 발을 내딛고 있다. ‘영남권 최초의 백사자’로 홍보된 이 백사자는 7년 동안 햇빛도 바람도 없이 지낸 실내 동물원이 지난해 5월 폐업한 뒤 갇혀 있다가 이날 네이처파크 동물원으로 보금자리를 옮겼다.서울신문 홍윤기 기자의 포토다큐(2023년 5월 10일자 18면)에 보도된 백사자의 힘 없는 모습. 서울신문은 지하 2층에 있는 해당 실내 동물원의 열악한 상황을 고발했고, 동물원은 곧 영업을 중단했다. 대구 연합뉴스·서울신문 DB