여러 파장 빛으로 뉴런 자극 손상없이 신경세포 활동 조절 “인간의 뇌는 우리가 알고 있는 우주에서 가장 복잡한 세계다. 그런 복잡함 때문에 단순한 모델은 비현실적인 것이 되고 정확한 모델은 이해할 수 없게 된다.”(미국 듀크대 인지과학자 스콧 휴텔) 과학의 발달로 가장 작은 미립자의 세계에서 끝을 상상할 수 없는 광대한 우주까지 비밀이 속속 풀리고 있지만 여전히 과학계에 미스터리로 남아 있는 부분이 있다. 바로 ‘뇌’다. 뇌의 각 부분이 어떤 일을 하는지, 기억은 어떻게 이뤄지는지, 뇌질환은 어떻게 발생하는지 등 뇌의 비밀을 풀어내려는 뇌 과학자들에게 빛을 이용해 신경세포를 선택적으로 작동시킬 수 있는 ‘광유전학’이라는 새로운 도구가 주어졌다. 광유전학(optpgenetics)은 빛(opto)과 유전학(genetics)을 결합한 용어로, 뇌 신경세포를 빛에 반응할 수 있도록 유전적으로 조작해 세포의 생리를 연구하는 학문이다. 신경세포 중에 빛에 반응할 수 있는 광반응성 단백질이 발견되면서 시작됐다. 광유전학이 주목받는 이유는 ‘100세 시대’라 불릴 정도로 인간의 수명이 늘어나면서 뇌질환, 신경질환을 앓는 사람들이 함께 늘고 그에 따른 사회적, 경제적 손실이 커지고 있기 때문이다. 더군다나 기존에는 뇌를 연구하거나 치료하기 위해서는 외과수술을 통해 뇌의 일부분에 손상을 주거나 뇌에 칩을 심어 전기적 자극을 주는 등의 침습적 방식밖에 없었다. 광유전학은 신경세포를 손상시키지 않고도 정교하게 뇌 기능을 알아낼 수 있을 뿐만 아니라 뇌 신경 활동을 조절할 수 있다는 장점까지 갖추고 있다. 신경세포인 뉴런은 컴퓨터처럼 전기신호로 정보를 주고받는다. 막전위(膜電位)라고 부르는 세포 안팎의 전압 차로 생긴 전류가 뉴런을 자극하면 이웃한 뉴런에 신경전달물질을 내뿜어 정보를 전달하는 방식이다. 뉴런에 인위적인 전기 자극을 준다면 뇌 신경 회로를 마음대로 조정할 수도 있게 된다는 말이다. 광유전학은 서로 다른 파장의 빛으로 여러 신경세포의 활동을 조정할 수 있다는 것을 전제로 하고 있다. 2005년 미국 스탠퍼드대 연구진이 녹조류에서 추출한 ‘채널로돕신’이라는 단백질을 포유류의 신경세포에 심은 뒤 빛을 쬐이자 뉴런이 활성화되는 것을 확인한 것이 광유전학 연구의 시작이었다. 이후 생물학자들은 초파리와 꼬마선충, 생쥐 등을 이용해 광유전학 연구를 진행했다. 초파리는 광유전학 초창기에 시도된 동물이다. 과학자들이 유전자를 변형시켜 초파리에게 빛으로 작동하는 이온채널 단백질이 나타나도록 한 뒤 355㎚(나노미터) 파장의 레이저를 쏘자 초파리의 활동이 과다하게 활발해졌다. 빛이 초파리의 중추신경에 발현된 이온채널을 활성화시켜 통제할 수 없을 정도의 엄청난 전기신호들을 발생시켰기 때문이다. 광유전학 연구에서 가장 많이 쓰이는 동물은 ‘예쁜꼬마선충’이다. 성충의 몸길이도 1㎜에 불과한 이 선형동물은 생체 구조가 단순하고 수명이 3주에 불과하지만 유전자 조작이 쉽고 포유동물과 유사한 유전자들을 갖추고 있어 신경과학이나 노화 연구에 많이 활용된다. 생물학자들은 광유전자인 채널로돕신을 꼬마선충의 촉각신경세포에서 발현시킨 뒤 빛을 쬐여 주면 다양한 행동을 조정할 수 있다는 사실을 밝혀냈다. 이런 광유전학 기술을 이용하면 알츠하이머, 파킨슨 질환 같은 퇴행성 뇌질환, 우울증, 불면증, 강박증, 간질, 외상후스트레스장애(PTSD), 불안장애, 기억상실, 거식증 같은 정신질환의 원인과 치료법 개발, 암세포 및 암신호전달 연구 등에도 활용할 수 있을 것으로 기대된다. 그렇지만 광유전학을 실제 사람의 치료에 적용하기 위해서는 빛에 반응하는 단백질이나 유전자를 원하는 신경세포까지 전달하는 기술과 두개골 속 깊숙한 곳에 위치한 신경세포를 빛으로 효과적으로 자극하는 방법을 찾아야 하는 두 가지의 숙제가 남아 있다. 이를 위해서는 뉴런과 뉴런이 어떻게 연결돼 있는지를 보여주는 정밀한 ‘뇌지도’가 필요하다. 한국과학기술연구원(KIST) 관계자는 “광유전학은 최근 뇌과학 분야에서 가장 빠르게 발전하고 있는 분야”라며 “광유전학 기술의 바탕이 되는 정밀한 뇌지도는 인간의 뇌 연구에 새로운 지평을 열어줄 수 있을 뿐만 아니라 새로운 형태의 인공지능과 로봇 시스템 개발에도 도움이 될 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

세계에서 가장 큰 조류 화석이 남극에서 발견됐다. 최근 아르헨티나 현지언론들의 보도에 따르면 화석은 아르헨티나 남극기지 마람비오 주변에서 2014년 처음으로 발견됐다. 아르헨티나 라팜파 자연과학박물관 고생물학 조사팀은 3년간 추가 발굴작업을 벌인 끝에 최근 화석이 고대 조류인 펠라고르니스의 것임을 확인하는 조각을 찾아냈다. 남극에서 나온 펠라고르니스 화석은 지금까지 발견된 화석 중 최대의 것이다. 아르헨티나 고생물학 조사팀에 따르면 발견된 펠라고르니스 화석은 약 5000만 년 전의 것으로 추정되며, 날개를 양쪽으로 쭉 폈을 때 폭이 6.4m보다 컸던 것으로 분석된다. 카롤리나 아코스타 조사팀장은 "3년 전 조류의 것으로 보이는 첫 조각이 발견된 후 꾸준하게 주변을 수색한 결과 펠라고르니스의 화석임을 입증하는 결정적인 조각을 발견했다"고 말했다. 지금까지 발견된 세계 최대 조류 화석은 펠라고르니스 샌더시라는 학명이 붙은 바닷새다. 지난해 미국 조사팀이 발굴 사실을 공식 확인한 펠라고르니스 샌더시의 폭은 6.4m였다. 라팜파 자연과학박물관 고생물학자 마르코 세니소는 "완전체가 발견된 게 아니지만 발견된 상완골의 크기를 보면 폭이 펠라고르니스 샌더시보다 큰 건 확실하다"고 말했다. 아르헨티나 고생물학계에 따르면 선사시대 남극엔 날개를 폈을 때 폭이 5m 미만인 스몰 펠라고르니스와 7m 이상인 자이언트 펠라고르니스 등 2종류의 펠라고르니스가 서식했다. 펠라고르니스는 뼈가 가볍고 바람을 탈 줄 알아 장거리 비행이 가능했다. 세니소는 "펠라고르니스의 무게가 30~35kg에 불과했던 것으로 보인다"면서 "덩치에 비해 워낙 가벼워 생각보다 훨씬 먼 곳까지 손쉽게 비행을 할 수 있었다"고 말했다. 아르헨티나 조사팀은 화석이 처음 발견된 곳을 중심으로 발굴작업을 계속하고 있다. 펠라고르니스는 약 300만 년 전 멸종한 것으로 보인다. 아르헨티나 고생물학계는 남극에서 발견된 화석이 펠라고르니스의 진화와 멸종을 연구하는 데 중대한 자료가 될 것으로 기대하고 있다. 사진=라팜파 자연과학박물관 임석훈 남미통신원 juanlimmx@naver.com

진화의 선택은 정자처럼 아주 작은 생식세포를 많이 만들거나 혹은 난자처럼 매우 큰 생식세포를 적게 만드는 방향으로 진화했다. 그 이유는 아직도 논쟁이 진행중이지만, 유전정보와 세포질, 영양성분을 정확히 절반씩 나누는 공평한 방식보다 모 아니면 도 전략이 더 유리하게 작용했던 것으로 생각된다. 수컷의 장점은 작은 정자를 대량으로 만들어서 자손을 퍼트릴 가능성을 높일 수 있다는 것이다. 그러나 다른 수컷과의 경쟁에서 밀리면 자손을 하나도 못 남길 수도 있다. 암컷은 '대박'을 터트릴 수는 없지만, 안전하게 정해진 수의 자손을 남길 수 있다. 이런 기본 번식 전략 때문에 보통 수컷은 정자의 크기보다는 수를 늘리는 방향으로 진화했다. 그러나 예외는 항상 존재한다. 취리히 대학의 진화생물학자 스테판 뤼폴드(Stefan Luepold)와 그의 동료들은 초파리의 한 종류인 드로소필라 비푸르카(Drosophila bifurca)를 연구했다. 이 초파리는 2~3mm의 작은 몸길이를 가지고 있지만, 수컷의 정자는 6cm까지 길어질 수 있다. 물론 정자도 하나의 세포인 만큼 길이는 길어져도 굵기는 너무도 가늘어서 눈에 보이지 않는 작은 세포다. 그래도 왜 수컷 자신은 물론 암컷의 몸길이보다 훨씬 긴 정자를 만드는 것일까? 과학자들은 이 초파리를 비롯해 자연계에서 이런 사례를 종종 발견했지만, 그 이유는 아무도 몰랐다. 연구팀은 이 거대 정자의 존재 이유가 암컷에 의한 성 선택이라고 주장했다. 수컷 공작의 화려한 깃털처럼 암컷이 긴 정자를 선호했기 때문에 극단적으로 진화된 경우라는 것이다. 그런데 왜 이런 성 선택이 이뤄진 것일까? 영양 상태가 좋고 몸집이 큰 수컷만이 수정에 필요할 만큼 충분한 정자 숫자를 생산할 수 있다. 따라서 자연스럽게 부실한 수컷은 배제되고 튼튼한 수컷만 선택되는 것이다. 이런 수컷과 자손을 만들어야 암컷 역시 더 많은 자손을 남길 수 있다. 결국, 이런 선택이 여러 세대 반복되면서 지금같이 거대 정자가 진화된 것이다. 종종 진화는 도저히 이해할 수 없는 방향으로 일어날 수 있다. 수컷 공작의 화려한 깃털은 움직이는데 거추장스러울 뿐 아니라 암컷은 물론 포식자의 눈에도 훨씬 잘 띄게 한다. 감당하기 힘든 수준의 거대 정자를 만드는 것 역시 마찬가지 어리석음이다. 하지만 더 많은 후손을 남길 방법이 그것뿐이라면 다른 선택은 없다. 인간 세상과 마찬가지로 자연계에도 남들이 보면 바보 같지만, 어쩔 수 없는 그들만의 사정이 있는 셈이다. 고든 정 통신원 jjy0501@naver.com

진화의 선택은 정자처럼 아주 작은 생식세포를 많이 만들거나 혹은 난자처럼 매우 큰 생식세포를 적게 만드는 방향으로 진화했다. 그 이유는 아직도 논쟁이 진행 중이지만, 유전정보와 세포질, 영양성분을 정확히 절반씩 나누는 공평한 방식보다 모 아니면 도 전략이 더 유리하게 작용했던 것으로 생각된다. 수컷의 장점은 작은 정자를 대량으로 만들어서 자손을 퍼트릴 가능성을 높일 수 있다는 것이다. 그러나 다른 수컷과의 경쟁에서 밀리면 자손을 하나도 못 남길 수도 있다. 암컷은 대박은 터트릴 수 없지만, 안전하게 정해진 수의 자손을 남길 수 있다. 이런 기본 번식 전략 때문에 보통 수컷은 정자의 크기보다는 수를 늘리는 방향으로 진화했다. 그러나 예외는 항상 존재한다. 취리히 대학의 진화생물학자 스테판 뤼폴드(Stefan Luepold)와 그의 동료들은 초파리의 한 종류인 드로소필라 비푸르카 Drosophila bifurca를 연구했다. 이 초파리는 2-3mm의 작은 몸길이를 가지고 있지만, 수컷의 정자는 6cm까지 길어질 수 있다. 물론 정자도 하나의 세포인 만큼 길이는 길어져도 굵기는 가늘기서 눈에 보이지 않는 작은 세포다. 그래도 왜 수컷 자신은 물론 암컷의 몸길이보다 훨씬 긴 정자를 만드는 것일까? 과학자들은 이 초파리를 비롯해 자연계에서 이런 사례를 종종 발견했지만, 그 이유는 아무도 몰랐다. 연구팀은 이 거대 정자가 이유가 암컷에 의한 성 선택이라고 주장했다. 수컷 공작의 화려한 깃털처럼 암컷이 긴 정자를 선호했기 때문에 극단적으로 진화된 경우라는 것이다. 그런데 왜 이런 성 선택이 이뤄진 것일까? 거대 정자는 영양 상태가 좋고 몸집이 큰 수컷만이 수정에 필요한 충분한 숫자를 생산할 수 있다. 따라서 자연스럽게 부실한 수컷은 배제되고 튼튼한 수컷만 선택되는 것이다. 이런 수컷과 자손을 만들어야 암컷 역시 더 많은 자손을 남길 수 있다. 결국, 이런 선택이 여러 세대 반복되면서 지금같이 거대 정자가 진화된 것이다. 종종 진화는 도저히 이해할 수 없는 방향으로 일어날 수 있다. 수컷 공작의 화려한 깃털은 움직이는데 거추장스러울 뿐 아니라 암컷은 물론 포식자의 눈에도 훨씬 잘 띄게 한다. 감당하기 힘든 수준의 거대 정자를 만드는 것 역시 마찬가지 어리석음이다. 하지만 더 많은 후손을 남길 방법이 그것뿐이라면 다른 선택은 없다. 인간 세상과 마찬가지로 자연계에도 남들이 보면 바보 같지만, 어쩔 수 없는 그들만의 사정이 있는 셈이다. 고든 정 통신원 jjy0501@naver.com

남녀는 신체는 물론 사고방식에도 차이가 존재한다. 심지어 '화성에서 온 남자, 금성에서 온 여자'같은 제목의 책이 베스트셀러가 될 만큼 그 차이는 분명하다. 과학자들은 이런 차이가 어디서 기인하는지 연구해 왔지만, 쉽지 않았다. 인간에게는 뇌의 구조 및 기능에 따른 차이 만이 아니라 여러 가지 사회적, 교육적 요소가 남녀 간의 차이를 만드는 데 관여해서 순수하게 생물학적 차이만 구분해서 연구하기 어렵다. 하지만 사람보다 단순한 동물 모델에 비춰보면 중요한 단서를 얻을 수도 있다. 예쁜꼬마선충 (Caenorhabditis elegans)은 몸길이가 1mm가 조금 넘는 작은 토양 선충이다. 다행히 사람에 기생하지 않아서 일반인들에게는 생소하지만, 단순한 구조와 키우기 쉬운 특징 때문에 생물학자들에게는 매우 친숙한 실험동물이다. 특히 이 선충의 뇌는 뇌를 연구하는 과학자들에게 여러 가지 귀중한 정보를 제공했다. 7000 개에 불과한 신경세포(뉴런)를 가진 단순성에도 불구하고 여러 가지 행동 및 인지 기능을 가지고 있어 뇌 연구에 동물 모델로 적합하기 때문이다. 더 놀라운 사실은 이 단순한 뇌를 가진 생물에서조차 암수 뇌 구조가 차이가 있다는 점이다. 미 국립의료원(NIH) 산하의 국립신경장애및뇌졸중연구소(NINDS)의 올리버 허버트(Oliver Hobert) 박사와 동료 과학자들은 예쁜꼬마선충의 뇌가 암수별로 다르게 발달한다는 사실을 발견하고 최근 이를 네이처지에 발표했다. 연구팀에 의하면 예쁜꼬마선충은 성충이 되기 전에는 혼합형의 뇌 구조를 가지고 있으나 성충이 되어 번식이 가능한 시기가 되면 서로 다른 뇌 구조를 발달시키게 된다. 이는 발달 과정에서 성별에 따라 다른 신경 시냅스의 가지치기와 암수 성에 특화된 특수 신경 세포를 발전시키는 방식으로 나타난다. 그런데 왜 이런 단순한 생물체에 성 분화가 필요할까? 그것은 성공적으로 자손을 남기는데 결정적인 역할을 하기 때문으로 보인다. 예를 들어 예쁜꼬마선충의 PHB 뉴런은 암수 모두에서 발견되나 그 기능이 암수에 따라 달라져 수컷에서는 화학 수용체로 암컷의 신호를 발견하는 역할을 한다. 만약 암수에서 이 신경의 구조와 기능이 같다면 암수 선충 모두 암컷과 짝짓기를 시도하는 웃지 못할 일이 발생할 수 있으므로 이런 신경이 성별에 따라 분화된다는 것은 예쁜꼬마선충의 생존을 위해서 매우 중요하다. 이번 연구는 단순한 뇌 구조를 가진 동물 모델에서 성에 따른 뇌 구조의 분화를 매우 구체적으로 밝혀냈다는 데 의의가 있다. 이는 인간을 포함한 더 복잡한 생물에서 성에 따른 뇌의 기능 및 구조 변화를 이해하는데 도움이 될 것으로 기대된다. 사진=오리버 허버트 박사/NIH 고든 정 통신원 jjy0501@naver.com

남녀는 신체는 물론 사고방식에도 차이가 존재한다. 심지어 '화성에서 온 남자, 금성에서 온 여자'같은 제목의 책이 베스트셀러가 될 만큼 그 차이는 분명하다. 과학자들은 이런 차이가 어디서 기인하는지 연구해 왔지만, 쉽지 않았다. 인간에게는 뇌의 구조 및 기능에 따른 차이 만이 아니라 여러 가지 사회적, 교육적 요소가 남녀 간의 차이를 만드는 데 관여해서 순수하게 생물학적 차이만 구분해서 연구하기 어렵다. 하지만 사람보다 단순한 동물 모델에 비춰보면 중요한 단서를 얻을 수도 있다. 예쁜꼬마선충 (Caenorhabditis elegans)은 몸길이가 1mm가 조금 넘는 작은 토양 선충이다. 다행히 사람에 기생하지 않아서 일반인들에게는 생소하지만, 단순한 구조와 키우기 쉬운 특징 때문에 생물학자들에게는 매우 친숙한 실험동물이다. 특히 이 선충의 뇌는 뇌를 연구하는 과학자들에게 여러 가지 귀중한 정보를 제공했다. 7000 개에 불과한 신경세포(뉴런)를 가진 단순성에도 불구하고 여러 가지 행동 및 인지 기능을 가지고 있어 뇌 연구에 동물 모델로 적합하기 때문이다. 더 놀라운 사실은 이 단순한 뇌를 가진 생물에서조차 암수 뇌 구조가 차이가 있다는 점이다. 미 국립의료원(NIH) 산하의 국립신경장애및뇌졸중연구소(NINDS)의 올리버 허버트(Oliver Hobert) 박사와 동료 과학자들은 예쁜꼬마선충의 뇌가 암수별로 다르게 발달한다는 사실을 발견하고 최근 이를 네이처지에 발표했다. 연구팀에 의하면 예쁜꼬마선충은 성충이 되기 전에는 혼합형의 뇌 구조를 가지고 있으나 성충이 되어 번식이 가능한 시기가 되면 서로 다른 뇌 구조를 발달시키게 된다. 이는 발달 과정에서 성별에 따라 다른 신경 시냅스의 가지치기와 암수 성에 특화된 특수 신경 세포를 발전시키는 방식으로 나타난다. 그런데 왜 이런 단순한 생물체에 성 분화가 필요할까? 그것은 성공적으로 자손을 남기는데 결정적인 역할을 하기 때문으로 보인다. 예를 들어 예쁜꼬마선충의 PHB 뉴런은 암수 모두에서 발견되나 그 기능이 암수에 따라 달라져 수컷에서는 화학 수용체로 암컷의 신호를 발견하는 역할을 한다. 만약 암수에서 이 신경의 구조와 기능이 같다면 암수 선충 모두 암컷과 짝짓기를 시도하는 웃지 못할 일이 발생할 수 있으므로 이런 신경이 성별에 따라 분화된다는 것은 예쁜꼬마선충의 생존을 위해서 매우 중요하다. 이번 연구는 단순한 뇌 구조를 가진 동물 모델에서 성에 따른 뇌 구조의 분화를 매우 구체적으로 밝혀냈다는 데 의의가 있다. 이는 인간을 포함한 더 복잡한 생물에서 성에 따른 뇌의 기능 및 구조 변화를 이해하는데 도움이 될 것으로 기대된다. 사진=오리버 허버트 박사/NIH 고든 정 통신원 jjy0501@naver.com

IBM연구센터 등 국제공동연구진 기술융합의 진수 보여 주는 ‘성과’반갑네. 나는 독일의 세균학자 파울 오토 막스 프로슈(1860~1928)일세. 1897년 베를린 전염병연구소에서 근무하던 나는 선배인 프리드리히 아우구스트 요하네스 뢰퍼(1852~1915) 박사와 함께 바이러스의 존재를 처음으로 발견했다네. 베를린 전염병연구소는 결핵균과 콜레라균을 발견한 미생물학자 로베르트 코흐(1843~1910) 박사가 세운 감염병 전문연구기관이었어. 1921년 로베르트 코흐 연구소로 이름을 바꿨는데, 지금도 독일 연방보건부의 핵심연구센터 역할을 하고 있지. 당시 뢰퍼 선배와 나의 관심사는 소나 돼지, 염소 같은 동물들의 입과 발굽에 수포가 생겨 앓다가 죽는 구제역의 원인이 무엇인가를 밝히는 데 있었어. 이전에도 많은 학자들이 구제역의 원인에 대해 주목하고 있었지만 정확하게 밝혀내지는 못했지. 그러던 중 우리는 구제역 병원체가 세균 여과기를 통과하는 것을 보고 바이러스의 존재를 처음으로 알게 됐어. 물론 실제 바이러스의 모습은 전자현미경 기술이 등장한 다음에서야 볼 수 있었지만 말이야. 라틴어로 ‘독’이란 뜻의 바이러스는 다른 생물체의 세포에 들어가 기생하며 자기 증식을 하는 것이 특징이야. 흔히 ‘감염’이라고 하는 현상은 바이러스가 증식하는 과정을 말하는 거야. 바이러스는 하나의 뿌리를 갖고 있더라도 생존 환경에 따라 자기를 변형시키기 때문에 치료제나 예방백신을 만들기가 쉽지 않아. 감기 백신을 만들 수 없는 것은 이런 이유 때문이지. 그런데 화학과 생물학 분야 국제학술지 ‘매크로 몰레큘스’ 15일자에 아주 재미있는 논문이 실렸더군. 싱가포르국립대 의대, 미국 일리노이대 미생물 및 면역학 교실, 일본 도쿄 치의대, 요코하마시립대 의대 연구진이 IBM 알마덴연구센터 연구자들과 함께 성질이 다른 여러 바이러스를 하나의 단일한 바이러스로 바꿔 주는 고분자 물질을 개발했다는 거야. 연구진은 뎅기열과 치쿤구니야, 인플루엔자, 에볼라 등 7가지 종류의 바이러스를 동물에게 감염시킨 뒤 이번에 개발한 고분자 물질을 주사하는 실험을 했는데 그 결과 바이러스 숫자가 현저하게 줄었을 뿐만 아니라 바이러스가 면역세포를 감염시키는 것까지 막는다는 걸 확인했다는군. 연구진이 만능 항바이러스제를 개발한 방식은 기존의 바이러스 치료제 개발법과는 좀 다르더군. 보통 항바이러스제를 개발할 때는 유전물질인 RNA와 DNA를 타깃으로 하는데 이번에는 아예 그것들에 관심도 갖지 않았지. RNA와 DNA는 수시로 변이가 일어나기 때문에 바이러스를 효과적으로 치료하기 어렵다고 생각했던 거야. 대신 바이러스의 당단백질을 타깃으로 했더라고. 모든 종류의 바이러스 바깥쪽에 위치한 당단백질은 바이러스가 몸속에 들어와 감염시킬 때 핵심적인 역할을 하지. 아주 영리한 전략이었어. 연구진은 여러 가지 바이러스에서 뽑은 항원으로 구성된 거대분자를 만든 거야. 이 거대분자는 전기장을 띠고 있어서 몸속에 들어가면 바이러스의 당단백질에 접근해 달라붙게 돼. 거대분자에 붙은 바이러스는 세포 속으로 들어가지 못하고 자기복제도 못하니 감염을 일으킬 수가 없게 되는 거야. 놀라운 것은 이번 연구를 주도한 것이 일반인들에게는 정보기술(IT) 기업으로 알려진 IBM이었다는 거야. 요즘 IT, 생명공학(BT), 나노공학(NT) 등 기술융합을 이야기하는 사람들은 많은데 실질적 효과는 별로 나타나지 않아 정책당국이나 관련 기업들이 골머리를 앓고 있는 것 같던데, 이번 성과야말로 기술융합이 무엇인가를 보여 주는 대표적인 사례가 아닌가 싶어. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

갯벌서 멸종 위기의 장수거북이 구조돼 화제다. 6일(현지시간) 더 포스트 앤 커리어(post and courier)에 따르면 지난 5일 밤 미국 사우스캐롤라이나주 찰스턴 폴리 해변에서 갯벌에 갇힌 거대 장수거북 한 마리가 구조됐다. 구조된 거북은 길이 5피트(약 1.5m), 무게 441파운드(약 200kg) 멸종위기종인 장수거북으로 발견 당시 피더 크리크(feeder creek:새 물이 유입되는 작은 지류)에 갇혀 있었다. 폴리 해변 거북 지킴이들은 사우스캐롤라이나 천연자원부 야생동물 구조대원들의 도움을 받아 200kg 거구의 장수거북을 방수포를 이용해 끌어 구조했다. 바다거북 생물학자인 윌로우 벤더(Willow Bender) 박사는 “구조된 장수거북의 상태가 2015년 사우스 캐롤라이나 조지타운 지역 윈야 만에서 구조된 장수거북과 비슷하다”며 “어떠한 부상이나 질병은 없지만 기력이 쇠약한 상태”라고 밝혔다. 현재 구조된 장수거북은 사우스 캐롤라이나 수족관으로 이송돼 보호 중이며 기력을 찾는 대로 바다로 되돌려 보낼 예정이다. 한편 장수거북은 현존하는 거북 중 가장 큰 종으로 주로 열대지방에서 발견되는 거북이다. ‘살아있는 화석’으로도 불리는 장수거북은 최대 수심 1280m까지 잠수할 수 있으며 최근 그 개체수가 감소해 국제자연보호연맹(IUCN)으로부터 멸종 위기 등급 중 위급에 해당하는 등급을 받은 것으로 알려졌다.(참고: 위키백과) 사진·영상= The Post and Courier / South Carolina Aquarium 손진호 기자 nasturu@seoul.co.kr

생물의 모습은 모두 그 나름의 이유가 있다. 물고기의 유선형 몸체는 물속에서 저항을 줄이기 위한 것이고, 박쥐나 새의 날개는 비행을 위한 것이다. 현재 지구에 각양각색의 생김새를 한 동식물이 넘치는 것과 마찬가지로 수 억 년 전 지구 역시 고유의 환경에 적응한 여러 가지 독특한 생물체로 넘쳐났다. 최근 고생물학자들은 중국 남부에서 2억 4,200만 년 전 살았던 고대 파충류의 화석을 발견했다. 처음 이 화석을 발견한 과학자들은 이상하게 생긴 머리와 주둥이를 복원하는 데 애를 먹었다. 이상하게 생긴 고대 생물을 많이 봐왔던 고생물학자들도 이런 이상한 머리를 지닌 파충류는 본 적이 없었기 때문이다. 납작하게 눌린 머리 부분을 3차원적으로 복원한 후 드러난 것은 망치 머리를 한 독특한 고대 파충류였다. 아토포덴타누스 유니쿠스(Atopodentatus unicus)라고 명명된 이 고대 해양 파충류는 지금까지 발견된 파충류 가운데 가장 오랜 초식 동물이다. 악어 정도 크기의 해양 초식 파충류라는 사실도 독특하지만, 더 특이한 것은 바로 바다 밑의 해조류 등을 뜯어 먹기에 최적화된 독특한 입이다. 고생물학자들이 더욱 놀란 부분은 이 파충류가 등장한 시기가 모든 생물 종의 99%가 멸종한 페름기 말 대멸종 직후라는 사실이다. 다시 말해 아토포덴타누스가 생존한 소수의 파충류 조상에서 매우 짧은 시간 만에 이렇게 진화되었다는 것이다. 과학자들은 이 기묘하게 생긴 파충류가 생물의 빠른 적응력과 진화 속도를 보여주는 사례라고 보고 있다. 환경이 크게 변하지 않으면 생물 종은 오랜 세월 비슷한 모습을 유지하지만, 대멸종 이후 새로운 생태계가 생겨나면 빠르게 진화해 적응한다. 아토포덴타누스는 생물의 다양성과 놀라운 적응력을 보여주는 좋은 사례다. 고든 정 통신원 jjy0501@naver.com　

꽃을 읽다(스티븐 부크먼 지음, 박인용 옮김, 반니 펴냄) 역사가 기록되기 전부터 꽃은 모든 문화에서 경탄의 대상이었다. 인간은 왜 이렇게 꽃에 매혹당한 것일까. 책은 이런 꽃의 역사를 살펴보며 이런 질문에 대한 답을 찾아나간다. 생물학자인 저자는 꽃의 생물학적 구조를 바탕으로 꽃의 기원과 생식 방법, 진화 과정을 설명하는 것으로 이야기를 시작한다. 이어 야생의 꽃이 어떻게 우리의 정원으로 들어오고 화원에서 거래 대상으로 자리잡았는지 그 역사를 추적하며 문학, 미술, 신화 등 인류 문화사에 꽃이 어떤 영감을 줬는지를 이야기한다. 저자는 꽃이 향기만큼이나 은밀하게 인간사에 미친 영향을 살펴보며 ‘꽃이 없었다면 우리가 지금의 모습으로 존재하지 못했을 것’이라고 주장한다. 428쪽. 1만 8000원. 미국인의 역사Ⅰ·Ⅱ(폴 존슨 지음, 명병훈 옮김, 살림 펴냄) 미국 역사학계 석학인 저자가 16세기 말 영국령 식민지부터 20세기 말 현재까지 400년간의 미국사를 통찰한 책이다. 독립과 정체성 확립을 위한 힘겨운 싸움, 노예제도와 서부 개척을 둘러싸고 빚어진 시행착오와 극복, 그리고 오늘날 경제·정치·군사적 초강대국으로 서기까지의 과정을 방대하게 풀어냈다. 그는 ‘미국은 건국 당시 저지른 불가피한 죄를 정의롭고 공평한 사회 건설로 속죄했는가’, ‘사사로운 이익 추구의 욕구와 야망을 공동체적 이상과 이타주의로 통합해냈는가’, ‘인류의 본보기가 될 공화국을 만들겠다는 대담한 계획을 달성했는가’라는 세 가지 질문을 던지며 답을 찾아간다. 1권 852쪽. 2권 812쪽. 각 권 3만 8000원. 격차고정 이제 계층 상승은 없다(미우라 아쓰시 지음, 노경아 옮김, 세종연구원 펴냄) 2005년 ‘하류사회’를 출간한 저자가 10년 후 인구의 43%가 빈곤층이 된 일본 사회의 현재를 조망한 책이다. 저자는 현대사회가 ‘중산층에서 상류층으로 올라가는 사람’과 ‘빈곤층으로 떨어지는 사람’으로 양분되었다고 주장한다. 이로 인해 계층별 소비행동, 라이프 스타일, 가치관의 격차는 갈수록 확대될 것이라고 예측한다. 빈곤층의 계층 상승은 거의 없는 반면 상류층의 계층 하락은 두드러졌다. 흙수저·금수저로 대표되는 새로운 계급사회가 현실화되는 실태를 신랄하게 분석한 동시에 심도 있는 데이터를 토대로 현실을 직시하는 책이기도 하다. 218쪽. 1만 3500원. 유니콘(유효상 지음, 클라우드나인 펴냄) 전 세계적으로 기업 가치가 10억 달러(약 1조 2000억원) 이상이 된 스타트업 기업들인 유니콘 기업 174개의 탄생부터 창업자, 투자자, 비즈니스 모델, 기업 가치를 분석한 책이다. 국내 인수·합병 분야의 최고 전문가로 평가받은 저자는 혁신을 무기로 뛰어난 인재를 영입해 발전하는 유니콘들을 하나의 거대한 비즈니스 흐름으로 바라본다. 174개 중 106개가 미국 기업이며, 60개 기업이 실리콘밸리에 있다. 특히 중국은 가장 주목할 만한 유니콘의 탄생지다. 유니콘 순위 2위인 샤오미 등 36개 기업이 이름을 올려 미국을 빼고 가장 많다. 우리나라 기업은 쿠팡과 옐로모바일 2개가 리스트에 올랐다. 창조적 아이디어와 비즈니스 모델로 새로운 시장을 만들어 가는 유니콘 기업을 파헤치고 있다. 600쪽. 2만 9900원. 영국에서 사흘 프랑스에서 나흘:코미디언 무어씨의 문화충돌 라이프(이언 무어 지음, 박상현 옮김, 남해의봄날 펴냄) 10년 전 잘나가던 코미디언인 저자는 매일 반복되는 교통 체증과 주차난, 획일화된 신도시에서의 삶에 지쳐 가족과 프랑스 시골마을로의 이주를 결심한다. 낭만적인 전원생활을 꿈꾸며 프랑스 루아르 계곡의 한 시골마을로 들어간 저자를 기다리는 것은 시골 농장의 엄청난 일거리와 끝없는 잔소리를 늘어놓는 프랑스 할머니들, 도저히 이해되지 않는 요상한 문화. 책은 도시와 시골, 영국과 프랑스를 오가며 좌충우돌하는 그의 일상을 영국 코미디언 특유의 냉소적 유머와 풍자를 버무려 펼쳐 놓는다. 저자가 원래 자신의 페이스북에 올려 화제가 된 글을 엮어 낸 책으로, 속편까지 출간됐다. 484쪽. 1만 4000원.

지구상에 단 3마리밖에 남지 않아 세계자연보전연맹(IUCN)으로부터 ‘멸종 위급’ 동물로 지정된 북부흰코뿔소를 살리기 위해 최첨단 기술로 무장한 생물학자들이 팔을 걷어붙였다. ●미·일·독 등 15개 기관 공동 연구 독일 라이프니츠 동물원 야생동물연구소, 이탈리아 볼로냐대, 일본 규슈대, 미국 샌디에이고 국제동물원, 호주 멜버른대, 체코 드부르 크랄로베 동물원 등 6개국 15개 기관 연구자들로 구성된 국제공동연구팀은 유도만능줄기세포(iPSc)와 시험관 시술 기술을 활용해 북부흰코뿔소의 숫자를 늘리는 연구에 본격 착수했다. 이 사실은 동물학 분야 국제학술지 ‘주(Zoo) 바이올로지’ 3일자에 발표됐다. iPSc는 다 자란 세포에 유전자를 집어넣어 줄기세포의 성질을 갖도록 유도한 것으로, 배아줄기세포와는 달리 윤리적 논란이 없는 줄기세포 기술이다. 북부흰코뿔소는 1960년대까지만 해도 사하라사막 이남의 중부와 동부 아프리카에서 2000여 마리가 넘게 존재했다. 그렇지만 1㎏당 6만 5000달러(약 7510만원)에 이르는 높은 뿔 가격 때문에 밀렵꾼들의 표적이 돼 1980년대 초에 15마리로 줄었고, 현재는 아프리카 케냐의 올페제타 보호구역에 수컷 1마리를 포함해 3마리만 살아 있다. 그러나 수컷은 나이가 많아 정자 수가 모자라고 암컷 두 마리는 자궁에 문제가 있어 자연 번식이 사실상 불가능한 상황이다. ●시험관 시술로 개체수 늘리기 나서 연구팀은 기존에 채취해 놓은 정자와 현재 살아 있는 암컷 두 마리에게서 난자를 채취해 배아를 만든 뒤 대리모인 남부코뿔소에게 착상시킬 계획이다. 문제는 지금까지 코뿔소처럼 몸집이 큰 동물들의 시험관 시술에 성공한 적이 없다는 점이다. 라이프니츠 동물원 토마스 힐데브란트 박사는 “역분화줄기세포 기술을 이용해 동물의 종 복원에 나서는 것은 이번이 처음”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

어젯밤 좋은 꿈 꿨는지? 무슨 꿈을 꿨는지 내게 얘기해 준다면 마음속 깊은 곳에 있는 고민이 뭔지를 말해 주겠네. 뭐, 이런 말을 하면 간혹 꿈풀이가 직업인 심령술사나 탐정소설을 좋아하는 마니아 정도로 생각하는 사람들이 있더군.난 오스트리아의 정신과 의사로서 정신분석학을 창시한 지그문트 프로이트(1856~1939)일세. 내 이름을 대면 많은 사람이 아이가 어머니를 독차지하려고 아버지에 대해 무의식적 반항심을 갖는다는 ‘오이디푸스 콤플렉스’나 ‘리비도’ 같은 성적 욕구 이론을 가장 먼저 떠올리는 것 같더군. 맞는 말이긴 하지만 난 뇌성마비에 신경병리학적으로 접근해 치료 방법을 찾았던 과학자라는 사실도 잊지 말아 주게나. 나 이전까지 성욕은 정신과 치료에서도 입에 담아선 안 될 금기 사안이었지. 그렇지만 난 성욕이 인간 행동의 원초적 동기라고 생각했네. 그래서 성욕에 의한 에너지를 리비도라고 이름 짓고, 이를 고의로 억제하는 무의식을 억압 기제로 봤지. 그런 생각들을 바탕으로 환자와 의사 간의 자유연상법이란 대화법과 꿈을 분석해 치료에 적용하는 정신분석학을 만들어 낼 수 있었던 거지. 꿈은 정신분석학에서 환자의 무의식을 파악할 수 있는 아주 중요한 도구라네. 사람은 잠을 잘 때 깊이 잠든 상태인 ‘서파(徐波)수면’과 몸은 움직이지 않지만 뇌는 매우 활발하게 활동하며 눈동자가 빠르게 움직이는 ‘렘(REM)수면’ 상태를 오간다네. 꿈은 렘수면 상태에서 나타나지. 내가 활동할 때까지만 해도 조류인 새, 파충류인 악어, 곤충까지 모든 동물이 잠을 자긴 하지만 꿈은 사람에게서만 나타나는 고유한 특성이라고 알고 있었지. 생물학이 발전하면서 사람뿐만 아니라 다른 포유류와 새들도 꿈을 꿀 수 있는 렘수면을 한다는 연구 결과들을 보고 얼마나 놀랐는지 모를 걸세. 그런데 지난달 28일 세계적인 과학저널 ‘사이언스’에 실린 논문을 보고는 정말 경악해 쓰러지는 줄 알았다네. 독일 막스플랑크연구회 소속 뇌연구소 질 로랑 박사팀이 파충류인 턱수염도마뱀의 뇌 활동을 연구하다가 렘과 비슷한 수면 패턴을 처음으로 발견했다는 거야. 로랑 박사팀도 도마뱀이 렘수면을 한다는 사실을 발견하고 소스라치게 놀랐다고 하더군. 연구팀은 당초 ‘애완동물로 많이 기르는 턱수염도마뱀은 먹잇감을 쫓을 때 시각정보를 얼마나 활용하는가’를 밝혀내기 위해 연구를 시작했다더군. 이번 연구 결과는 마치 심혈관 질환 치료제를 찾으려다가 발기부전 치료제인 ‘비아그라’를 발견한 것과 비슷한 상황이라고나 할까. 어쨌든 연구팀은 전극을 이용해 도마뱀의 뇌 활동을 여러 주 동안 지속적으로 기록하던 중 잠을 잘 때 4㎐의 초저주파 상태와 20㎐의 고주파 상태라는 완전히 다른 패턴의 뇌파를 보인다는 것을 발견했어. 두 주파수는 40초 간격으로 바뀌었는데 사람이 잠을 잘 때 렘수면과 서파수면을 오가는 것과 비슷한 패턴이었다는 거야. 고주파의 뇌파를 보일 때는 렘수면 상태와 비슷하게 눈꺼풀이 심하게 씰룩거리는 것을 발견했대. 생물학자들은 “그날 발생한 사건들을 되새기거나 먹이를 발견했던 곳들을 기억하기 위해 도마뱀도 잠자는 동안 꿈을 꾸는 것”이라고 추정하더군. 도마뱀뿐만 아니라 잠을 자는 모든 동물이 꿈을 꾸는 것이라면, 우리가 사는 이 세상을 더 잘 이해하기 위해서는 사람의 꿈뿐만 아니라 동물들의 꿈까지 해석해야 하는 시대가 오지 않을까 싶구먼. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

공룡에 대한 과학자들의 생각은 지난 수십 년간 크게 변했다. 오래전 파충류로 분류했다면 이제 공룡은 조류와 한 그룹으로 묶어서 분류되고 있다. 그래서 6,600만 년 전 멸종한 공룡을 비조류 공룡(non-avian dinosaur)라고 부르기도 하는데, 여기에는 조류로 진화한 그룹은 살아남았다는 의미와 더불어 공룡과 조류가 하나의 그룹이라는 의미를 담고 있다. 이와 같은 인식 변화는 특히 소형 수각류 공룡에서 두드러진다. 앨버타 대학의 고생물학자들은 최근 오르니토미무스 과로 잘못 분류되었던 화석을 다시 조사해 새로운 신종 공룡이라는 사실을 밝혀냈다. 이들은 골격 화석 주변에서 깃털의 흔적도 같이 찾아냈는데, 비행에는 적합하지 않은 짧은 팔과 꼬리에 장식용으로 붙어 있었다. 동시에 이 공룡은 오비랍토르과에 속하며 특징적인 부리와 머리의 장식을 가지고 있었다. 연구팀은 이 신종 공룡에 아파토랍토르 펜나투스(Apatoraptor pennatus)라는 명칭을 붙였는데, 그 복원도는 공룡에 대한 고생물학자들의 인식이 얼마나 많이 변했는지 잘 보여주고 있다. 이 공룡의 복원도는 누가 보더라도 타조처럼 날지 못하는 새의 모습이다. 사실 닮은 부분은 외형만이 아니다. 연구팀은 이 공룡이 오늘날의 조류와 흡사하게 깃털을 장식으로 삼아 짝짓기를 했을 것으로 추정하고 있다. 괴상한 위치에 있는 깃털은 보온을 위한 것도 아니고 날기 위한 것은 더더욱 아니기 때문이다. 가장 가능성 있는 설명은 오늘날의 공작 수컷에서 볼 수 있는 것과 비슷한 과시용이라는 것이다. 다만 이 화석만으로는 암수 여부는 확인할 수 없다. 비록 공룡에 대한 연구가 극적인 변화를 거듭했지만, 공룡 영화에서는 여전히 도마뱀처럼 생긴 '랩터'가 등장한다. 관객이 깃털이 있는 소형 수각류 공룡이 아니라 무시무시한 육식 공룡인 랩터를 보기 위해 돈을 내고 극장에 들어온 점을 생각하면 어쩔 수 없는 일이지만, 이들 공룡의 진짜 모습은 도마뱀이 아니라 새에 가까웠다. 아파토랍토르 역시 그 증거 가운데 하나다. 고든 정 통신원 jjy0501@naver.com

당신은 자녀가 빨리 자란다고 생각하는가? 과학자들은 아주 먼 옛날 지구 상에 살았던 한 아기 공룡은 눈 깜짝할 사이에 진짜 거대하게 자랐다고 말한다. ‘티타노사우르’라는 종(種)으로 분류되는 한 아기 공룡은 태어났을 때의 몸무게가 우리 인간의 아기처럼 2.7~3.6kg 정도밖에 안 됐다. 하지만, 이 공룡은 단 몇 주만에 골든 리트리버와 같은 대형견만큼 자라 몸무게는 30kg을 넘어섰다. 이후 이들은 20살이 될 때까지 대형버스보다 크게 자랐다고 한다. 반면 오늘날 가장 큰 동물인 고래나 코끼리, 또는 하마는 원래 티타노사우르보다 덩치가 크게 태어나지만 그만큼 자라지 못한다. 세계적 학술지 ‘사이언스’(Science) 최신호(4월 22일자)에 실린 새로운 연구논문에 따르면, 알에서 깨어난지 39~77일 밖에 안 된 티타노사우르 화석이 처음 발견됐다. 정확히는 라페토사우루스라는 종인데, 골반 높이 35cm, 몸무게 4kg 정도 되는 매우 어린 개체라고 한다. 알에서 갓 깨어났을 때는 다리 길이 20cm, 몸무게 2.7~3.6kg 정도로 추정된다. 그런데 이 아기 공룡의 신체 비율이 마치 다 자란 개체와 비슷했다는 것이다. 미 LA 자연사박물관 공룡연구소 소장 루이스 치아페 박사는 “이런 아기 공룡은 일반적으로 강아지처럼 귀엽거나 아기 같다고 연관지을 수 있는 짧은 주둥이·큰 눈·몸에 비해 큰 머리 등 일부 특징을 갖고 있기는 했지만, 다른 부분에서는 상당히 조숙했다”라고 말했다. 이어 “이들은 알에서 부화하자 마자 혼자 살아갈 수 있을 만큼 준비가 돼 있었을 것”이라고 덧붙였다. 초식 공룡인 티타노사우르는 6700만 년 전쯤 살았다. 머리와 목을 포함하지 않고도 높이 4.5m까지 자랐다. 이들이 머리를 위로 뻗으면 높이는 15m까지 높아진다. 이번 연구를 이끈 미국 고생물학자 커리 로저스 매캘러스터 칼리지 교수에 따르면, 이번 아기 공룡의 사인은 가뭄으로 인해 굶어죽은 것으로 추정된다. 일반적으로 굶어죽은 동물은 뼈 끝 부분에 있는 연골이 성장을 멈추는 데 이번 아기 공룡 역시 연골이 매우 얇았다는 것이다. 게다가 화석 발굴지 역시 가뭄이 들었던 흔적이 확인되고 있어 아기 공룡은 가뭄으로 인해 굶어죽다는 것이다. 과학자들은 거대한 부모가 상대적으로 매우 작은 아기 공룡들을 돌보기가 어려웠을 것이라고 추정한다. 로저스 교수는 “그들은 둥지에 소프트볼 크기의 알 20~30개를 낳았는데 부화한 새끼들은 스스로 커다란 부모를 쫓아갈 수 있어야만 했을 것”이라면서 “그건 무한 경쟁이었을 것”이라고 말했다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

보통 화석으로 가장 남기 쉬운 부분은 뼈다. 쉽게 썩는 조직은 대부분 화석화되기 전에 박테리아에 의해 분해되기 때문이다. 사실 골격이라도 온전히 보존되는 경우도 드물어서 완벽한 골격 화석이 발견되는 것만으로도 고생물학자로서는 큰 행운이라고 여긴다. 하지만 이 분야에도 예외는 항상 존재한다. 중생대 화석 가운데도 부드러운 조직이 바로 묻히면서 분해되지 않고 완전한 상태로 광물화되는 경우가 있다. 이 경우 CT나 혹은 그보다 더 강력한 싱크로트론 X선 토모그래피 기술을 이용해서 내부 장기를 확인할 수 있다. 최근 브라질에서 발견된 중생대 어류인 라콜레피스(Rhacolepis)가 바로 이런 경우다. 이 화석은 고생물학자도 깜짝 놀랄 만큼 완벽한 보존 상태를 자랑한다. 이를 발견한 연구팀은 싱크로트론 X선 토모그래피 기술을 이용해서 6마이크로미터 단위로 화석을 세밀하게 관측해 내부 장기를 3차원적으로 복원했다. 그 결과 놀랍게도 거의 완전한 형태의 중생대 심장이 모습을 드러냈다. 이 화석은 1억 1900만 년 된 것으로 연구팀에 의하면 중생대 척추동물의 심장 화석이 이렇게 완벽히 보존된 경우는 사실상 이번이 처음이라고 한다. 어류의 심장은 한 개의 방으로 구성된 단순한 구조로 되어 있으나 피가 역류하는 것을 막기 위해 여러 개의 판막을 가지고 있다. 라콜레피스 역시 5쌍의 판막이 한쪽으로 피를 흐르게 만드는 구조다. 이 화석을 통해 고생물학자들은 어류의 내부 장기 진화를 알 수 있는 중요한 정보를 얻을 수 있었다. 내부 장기가 보존된 화석이라고 해도 이미 광물화된 화석 내부를 해부하기는 어렵다. 하지만 CT나 MRI를 통해 의사들이 환자의 내부 장기를 볼 수 있듯이 첨단 기술을 통해 고생물학자들은 화석 내부도 들여다볼 수 있다. 앞으로 내부 보존상태가 매우 양호한 화석들이 발견되면 더 많은 고대 동물의 내부 장기가 모습을 드러낼 것이다. 고든 정 통신원 jjy0501@naver.com

사람 사는 곳에서는 절대 마주치고 싶지 않은 신종 거대 쥐가 발견됐다.최근 영국언론 가디언은 파푸아뉴기니의 마누스섬에 고립돼 오랜 시간 살았을 것으로 추정되는 신종 거대쥐가 발견됐다고 보도했다. 호주의 유명 고생물학자이자 탐험가인 애들레이드 대학 팀 플래너리 교수팀이 발견한 이 쥐의 학명은 '래투스 디텐투스'(Rattus detentus). 500g을 훌쩍 넘는 몸무게를 가진 이 쥐는 거친 털과 짧은 꼬리를 가진 것이 특징으로 수천 년은 대륙과 동떨어져 나홀로 진화해 왔을 것으로 추정된다. 이 때문에 연구팀은 쥐를 의미하는 래투스와 라틴어로 감금됐다는 의미의 디텐투스를 붙여 이같은 이름을 붙였다. 마누스섬에 거대한 쥐가 살고 있다는 것은 주민들에 의해 처음 제기됐다. 나무 열매에 크고 날카로운 설치류 이빨자국이 심심치 않게 목격됐고 쥐의 화석까지 확인되면서 본격적인 연구가 시작됐으며 이번에 연구팀이 처음으로 사진을 촬영하는데 성공했다. 연구를 이끈 플래너리 교수는 "거의 30년 간 이 쥐를 쫓아다녔다"면서 "섬이라는 한정된 공간에 살면서 몸집이 커지는 방식으로 진화한 것으로 보인다"고 덧붙였다. 이어 "거대한 몸집을 가졌지만 목격하기가 쉽지 않으며 안타깝게도 현재 멸종위기에 몰려있다"고 덧붙였다.　 한편 지난 2009년 파푸아뉴기니에서 현존하는 들쥐 중 가장 큰 신종이 발견된 바 있다. 보사비 울리 들쥐(Bosavi Woolly Rat)라는 이름이 붙은 이 쥐는 꼬리부터 주둥이까지 길이가 90cm, 몸무게는 1.5kg에 달해 웬만한 고양이만하다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

과학자들 사이에서 거대한 몸집을 가진 고대 조류 펠라코니티드의 ‘비행 비결’은 논쟁의 대상 중 하나였다. 이미 멸종한 펠라코니티드는 양 날개를 펼친 길이가 7.3m에 달하는데, 학계에서는 이 새의 날개가 크고 다리는 짧아서 비행에는 유리하지만 지상을 오가는 이착륙은 불가능했을 것이라는 의견이 지배적이었다. 하지만 최근 이 새가 마치 종이처럼 매우 얇은 날개 뼈를 가졌으며, 이것이 거대한 새의 이착륙을 가능케 했다는 주장이 나왔다. 미국 서던캘리포니아대학 해부학자인 마이클 하빕 박사와 미국 북동부 코네티컷의 브루스박물관 소속 고생물학자인 다니엘 셉카 박사가 이끄는 연구진에 따르면 펠라코니티드는 2500만~2800만 년 전 지구상에 생존했던 거대 조류로, 지금까지 알려진 조류 중 몸집이 가장 큰 것으로 유명하다. 몸집이 컸던 만큼 화석의 크기도 상당해서, 1983년 미국 캘리포니아에서 이 화석이 발견됐을 당시 굴착기를 이용해야 했을 정도다. 연구진은 지난 2년간 펠라코니티드의 화석을 집중 연구한 결과, 이 새는 다른 새에 비해 훨씬 가벼우면서 매우 단단한 뼈를 가지고 있었으며 이러한 ‘뼈의 비밀’이 안정적인 비행을 가능케 한 것으로 밝혀졌다. 연구진은 “하늘을 나는 모든 새의 뼈는 속이 텅 비어있기 마련이다. 펠라코니티드 역시 이와 동일하기 때문에 뼈의 무게가 매우 가벼웠지만, 무엇보다도 뼈의 두께가 매우 얇아 큰 몸집에도 불구하고 비행과 이착륙이 가능했을 것으로 보인다”고 밝혔다. 이어 “펠라코니티드는 수면 위에서 주로 이착륙했다. 또 수면 위에서 얻은 뜨거운 수증기를 높은 상공에서 활공할 수 있는 에너지로 삼았다”면서 “바다 위에서 뜨고 내리며 오징어나 뱀장어 등을 먹이로 삼았다”고 덧붙였다. 다만 연구진은 이 거대한 조류가 300만 년 전 멸종한 정확한 이유에 대해서는 아직 미스터리라고 밝혔다. 이번 연구결과는 미국 과학잡지인 ‘사이언티픽 아메리칸’(Scientific American)에 소개됐다. 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

자손을 퍼트려서 번성하는 것은 생물체의 가장 근본적인 본능이라고 할 수 있다. 이 목적을 위해서 여러 가지 생존 전략이 진화했는데, 캥거루처럼 주머니를 만들어 아직 무력한 새끼를 보호하는 것부터 수백만 개가 넘는 알을 낳아서 숫자로 승부를 보는 기생충, 수십 년간 어린 자식을 돌보고 키우는 인간까지 매우 다양한 방식이 존재한다. 최근 예일 대학, 옥스퍼드 대학, 레스터 대학 및 임페리얼 칼리지 런던의 고생물학자 팀은 4억3천 만 년 전 살았던 작은 절지동물인 아퀼로니퍼 스피노수스(Aquilonifer spinosus)의 화석에서 이제까지 본 적이 없는 독특한 새끼 양육 방식을 발견했다. 아퀼로니퍼는 독수리, 혹은 연을 의미하는 아퀼라(Aquila)와 잡아당긴다는 fer가 결합한 단어이다. 이 명칭은 베스트셀러 소설 연을 쫓는 아이 (The Kite Runner)에서 따온 것인데, 고생물학자들도 처음에는 줄에 매달린 듯한 이상한 부속지의 정체를 몰랐다. 정밀한 3D 스캔을 통해 아퀼로니퍼를 3차원적으로 복원한 고생물학자들은 1cm가 조금 넘는 이 동물에 줄로 매달려 있는 것이 사실은 어린 새끼들이라는 사실을 알아냈다. 쉽게 말해 아직 연약한 새끼들을 줄로 매달아 보호했던 것이다. 오늘날 자연계에서 새끼를 보호하기 위한 전략은 매우 다양하지만, 고생물학자들에 의하면 이렇게 새끼를 줄로 매달고 다니는 경우는 없다고 한다. 따라서 이는 현재는 사라진 매우 독특한 새끼 보호 전략인 셈이다. 3차원으로 복원된 이미지는 이상하게 생긴 생명체이지만, 아퀼로니퍼 어미의 모성애만큼은 요즘 동물들 못지않았을 것이다. 이렇게 새끼를 매달고 다니면 그만큼 포식자의 눈에 띄기도 쉽고 빨리 움직이기도 어려울 수 있다. 하지만, 너무 소중한 새끼들을 위해 어미는 기꺼이 그런 위험을 감수한 것이다. 수억 년의 세월이 흘러도 여전히 변치 않는 것은 있게 마련이다. 고든 정 통신원 jjy0501@naver.com

파나마 인근 바닷속에서 수천마리의 게떼가 이동하는 장관이 포착됐다.지난 12일(현지시간) 미국 LA타임스 등 현지언론은 한니발 뱅크 시마운트에서 수많은 게떼들의 이동 모습이 잠수함에서 포착됐다고 보도했다. 미국 우즈홀해양연구소(WHOI)가 지난해 4월 촬영한 이 게떼들은 수심 360m 해저 바닥에서 우연히 목격됐다. 당초 이 지역의 생물 다양성을 연구하기 위해 유인잠수정을 띄웠으나 기대치 않은 장관을 카메라에 담을 수 있었던 것. 언론들이 '외계인의 침공' 같다고 비유한 이 게들은 따뜻한 지역에 서식하는 붉은 게(학명·Pleuroncodes planipes)다. 크기가 손가락 만한 붉은 게는 큰 물고기의 좋은 먹잇감이며 해변에서 단체로 이동하는 모습이 사람들에게 종종 목격되기도 한다. WHOI 해양생물학자 지저스 피네다는 "흐릿한 물 속에서 처음 게떼를 봤을 때 바위로 오인했다"면서 "마치 벌레처럼 움직이는 게떼들의 모습에 놀라 입을 다물지 못했다"고 밝혔다. 이어 "게들이 단체로 이동하는 이유는 저산소 지역으로 옮겨 포식자들의 사냥을 피하기 위한 것으로 보인다"고 덧붙였다. 　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

잘나가던 기업도 경영이 어려워지거나 불황기에는 살아남기 위해 처절한 구조조정에 돌입한다. 살과 뼈를 깎는 듯한 구조조정 없이는 위기에서 살아남기 어려운 것은 동물의 세계에서도 마찬가지이다. 최근 고생물학자들이 페름기 말 대멸종에서 생존한 고대 동물의 비결 역시 여기에 있었다는 증거를 발견했다. 리스트로사우루스 (Lystrosaurus)는 고생대 페름기 말에서 중생대 트라이아이스기 초반인 2억5000만 년 전에서 2억4000만 년 전에 살았던 수궁류(포유류와 조상 그룹에 속하는 동물)이다. 페름기 말에는 전체 생물 종의 99% 정도가 멸종한 것으로 여겨지는데, 이런 대격변 속에서도 리스트로사우루스는 살아남았다. 과학자들은 어떻게 이 못생긴 동물이 그런 위기를 극복하고 생존했는지 연구해왔다. 유타 대학의 고생물학자인 아담 후텐로커(Adam Huttenlocker)와 그의 동료들은 리스트로사우루스의 화석 여러 개를 분석해서 이들이 위기에서 살아남기 위해 크기를 변화시켰다는 사실을 발견했다. 페름기 말 대멸종 이전의 지구는 살기 편한 장소였다. 이 시기 살았던 리스트로사우루스는 지금의 피그미 하마 정도 크기였으나 이산화탄소 농도가 높고 사막화된 트라이아이스 초기에는 큰 개 수준으로 작아졌다. 더욱이 리스트로사우루스 화석의 미세구조를 분석한 결과 대멸종 이전에는 다 자라는데 13년에서 14년 정도 걸렸다면, 대멸종 이후에는 불과 2~3년 만에 다 성장해서 번식할 수 있게 진화한 것으로 나타났다. 이는 리스트로사우루스가 갑자기 나빠진 환경에 적응하기 위해서 크기를 줄이고 자라는 속도를 빠르게 해서 빨리 후손을 남길 수 있게 진화되었다는 것을 보여준다. 즉, 요즘 식으로 말하면 '다운사이징 해서 시장 대응력을 높이는 방향'으로 기업 체질을 바꾼 것이다. 연구팀은 비슷한 변화가 현재도 일어나고 있다고 보고 있다. 대서양 대구(cod)의 경우 인간의 남획으로 인해 큰 개체가 빠르게 줄어들자 크기를 줄이고 빨리 성숙해서 번식하는 방향으로 진화했다. 다 클 때까지 기다리면 번식해서 자손을 남기기보다는 그물에 걸릴 확률이 높아지자 매우 빠르게 반응한 것이다. 이는 생물의 진화가 생각보다 더 빨리 일어날 수 있음을 시사한다. 리스트로사우루스 역시 페름기 말 대멸종으로 인해 기온은 높아지고 식량이 부족해지자 크기를 줄이고 빨리 번식을 할 수 있는 방향으로 급격한 진화를 이룩했다. (물론 산소 농도 변화 등 다른 요인도 원인으로 지목되고 있다.) 비록 리스트로사우루스 역시 새롭게 진화한 생물체들에 자리를 내주긴 했지만, 이는 환경 변화에 적응하는 생물체의 놀라운 능력을 보여주는 사례다. 오늘날 살아남기 위해서 처절한 혁신을 시도하는 기업처럼 수억 년 전 고대 생물 역시 살기 위해 몸을 바꾸는 진화를 했다. 대멸종의 시기 리스트로사우루스가 살아남은 것은 결코 우연이 아닌, 변화의 결과였다. 고든 정 통신원 jjy0501@naver.com