노르웨이 어민들이 지난주 북해 연안에서 벨루가 돌고래 한 마리를 건져 올렸는데 목 주위에 두른 벨트 위에 카메라들이 달려 있어 깜짝 놀랐다. 이 돌고래를 정밀 관찰한 해양 전문가들은 러시아 해군이 정밀하게 훈련시킨 스파이인 것으로 결론내렸다고 미국 CNN이 29일(현지시간) 전했다. 처음 돌고래를 발견한 것은 북동부 핀마르크 주에서 낚싯배를 타는 호아르 헤스텐. 그는 돌고래를 배 위로 올려 사진을 찍고 벨트를 풀어준 뒤 놔줬다. 어민들은 이 돌고래가 사람과 붙임성이 있었고 장난을 치기도 했다고 입을 모았다. 헤스텐과 어민들은 카메라가 달려 있는 점을 수상쩍게 여겨 낚시 허가를 내주는 당국에 신고했다. 해양생물학자 요르겐 리 위그는 CNN 인터뷰를 통해 “그 돌고래가 장난도 많이 치는 것으로 보였지만 우리는 본능적으로 이 친구가 벨트를 벗겨줬으면 하는 것이라고 느꼈다”고 말했다. 이어 벨트는 “특별하게 만들어진” 것으로 보이며 “양쪽에 하나씩 GoPro 카메라가 달려 있었으며 상트페테르부르크 장비라고 적힌 클립이 달려 있다”고 덧붙였다.그는 돌고래는 러시아 무르만스크 출신이며 러시아 해군이 훈련한 것으로 믿고 있다.이전에도 러시아 해군이 군사작전 용으로 벨루가 돌고래들을 훈련시키는 것으로 알려져 있으며 기지를 방어하거나 다이버들을 돕거나 잃어버린 장비를 찾는데 돌고래들이 유용하다고 했다. 노르웨이해양연구소의 해양포유류 연구자인 마르틴 비우도 위그의 의견에 공감했다. 그는 “훈련된 동물이란 사실은 의심의 여지가 없다. 이 돌고래는 배들 사이를 돌아다니며 배를 찾는 임무를 했다. 물 위로 머리를 쳐들고 입을 벌리면 보상으로 생선을 던져주는 훈련을 받은 것으로 보인다. 노르웨이나 그린란드의 연구자나 누구라도 이런 짓을 하지 않는다. 연구자들이라고 해도 벨트를 매거나 하지 않는다”고 단정적으로 말했다. 비우 역시 이 돌고래가 특정 목표를 갖고 있다고 보는 것은 “추정에 불과하다”고 인정하면서도 “냉전 시대 러시아 군대가 우리의 기뢰나 낡은 어뢰를 탐색하기 위해 벨루가 돌고래들을 훈련시켰음을 알고 있다”고 덧붙였다. 2017년에 무르만스크 해양생물연구소는 벨루가 돌고래는 물론, 돌고래와 물개 등을 군사적으로 훈련시킨다고 시베리안 타임스가 보도한 일이 있다.영국 BBC는 냉전 시대 미군 역시 마찬가지였다고 전했다. 해군의 해양포유류프로그램이란 것이 샌디에이고에 있어서 캘리포니아주의 돌고래와 바다사자들을 길들여 기뢰 위치나 해양에서의 위험한 물체를 탐지하도록 했다. 또 미국 배들에 접근하는 잠수요원들을 적발해내는 임무도 맡겼다. 2003년 이라크 전쟁이 한창일 때 미국 해군도 돌고래 몸에 카메라를 묶어 페르시아만에 배치해 스파이로 활용했다. 임병선 평화연구소 사무국장 bsnim@seoul.co.kr

1918년 초여름 프랑스에서 주둔하던 미군 병영에서 때아닌 독감환자가 발생했다. 일반적인 감기증상과 비슷해 보여 별로 주목을 끌지 못했지만 그해 8월 첫 사망자가 발생했다. 이 때부터 빠르게 퍼지기 시작해 유럽을 휩쓸었고 1차세계대전에 참전했던 미군들의 귀환으로 미국까지 확산됐다. 1918년부터 1920년까지 2년 동안 전세계에서 2500만~5000만명이 죽었고 3·1만세운동이 일어나기 직전 겨울부터 1919년까지 740만명이 감염됐고 이 중 14만명이 사망했다. 14세기 유럽을 휩쓸었던 페스트로 인한 사망자보다 더 많은 사망자가 발생해 인류 최악의 재앙으로 불리며 전 세계를 공포에 떨게 만든 바로 ‘스페인 독감’이다. 문제는 발병 당시 바이러스를 분리해 보존하는 기술이 없어 정확한 원인은 밝혀지지 않고 있지만 2005년 미국 연구팀이 어렵게 스페인독감 바이러스를 분리해 A형 독감의 일종이었다는 사실을 밝혀냈지만 강한 독성의 원인과 메커니즘이 밝혀지지는 않았었다. 이런 가운데 연세대 생명공학과 성백린 교수, 건국대 의학전문대학원 김균환 교수 공동연구팀이 스페인 독감의 독성 원인과 메커니즘을 규명했다고 29일 밝혔다. 이번 연구결과는 생물학 분야 국제학술지 ‘엠보저널’ 최신호(4월 12일자)에 실렸다.연구팀은 스페인 독감 바이러스를 구성하고 있는 단백질 중 ‘PB1-F2’에 돌연변이가 있다는 것에 주목했다. 이를 분석한 결과 돌연변이 PB1-F2 단백질이 인체의 항바이러스 역할을 하는 인터페론 베타를 차단해 사망에 이르게 할 정도로 바이러스의 독성을 증가시킨다는 것을 밝혀냈다. 구체적으로는 돌연변이 PB1-F2 단백질은 인터페론 신호전달에 관여하는 필수단백질인 DDX3를 분해시켜 인터페론 베타가 분비되는 것을 막는다. 또 연구팀은 PB1-F2 단백질의 68번째와 69번째 아미노산에 생긴 돌연변이가 이러한 특징을 결정짓는 중요한 요소라는 사실도 확인했다. 김균환 건국대 교수는 “이번 연구는 스페인 독감의 새로운 병인 기전을 밝혀낸 것으로 새로운 형태의 고(高)위험성 인플루엔자 치료제 개발에 응용될 수 있을 것”이라며 “특정 위치의 돌연변이가 스페인 독감 같은 고위험성 바이러스를 만들어낸다는 것을 알아낸 만큼 이런 고위험군 바이러스를 조기엑 검출하고 예측할 수 있는 새로운 방법도 찾아낼 수 있을 것”이라고 말했다. 성백린 연세대 교수도 “스페인 독감은 인류가 경험한 감염성 질환 중 최악의 사례로 최근 스페인 독감과 유사한 유전적 변이와 중증 감염을 유발시키는 바이러스들이 나타나고 있는 상황에서 이번 연구는 매우 중요한 의미를 갖는다”고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

스마트 시계나 스마트 밴드 같은 웨어러블 기기의 중요한 쓰임새 중 하나는 건강 및 운동 관리 기능입니다. 물론 운동을 위해 반드시 필요한 것은 아니지만, 운동량을 매일 정확하게 기록하고 측정할 수 있는 기기가 있다면 동기 부여도 되고 규칙적인 운동 습관을 키우는 데도 도움이 됩니다. 하지만 웨어러블 기기의 가능성은 여기서 그치지 않습니다. 최근 발표된 애플 심장 연구(Apple Heart Study)는 스마트 시계에 내장된 심박 센서가 심방세동을 진단하는 데 도움을 줄 수 있다는 사실을 입증했습니다. 센서 기술 및 관련 기술의 발전으로 체온, 혈당, 혈압, 심전도 같은 중요한 의학 정보를 정확히 수집할 수 있게 되면 의료 영역에서 웨어러블 기기의 역할이 지금보다 더 커질 것으로 예상됩니다. 그리고 더 나아가서 사람에게서만 웨어러블 기기가 사용되라는 법도 없습니다. 최근 사우디아라비아의 킹 압둘라 공대 연구팀은 물고기에 부착할 수 있는 경량 웨어러블 멀티센서 기기를 개발했습니다. 마린 스킨(Marine Skin)이라고 이름 붙인 이 웨어러블 장치는 부드러운 실리콘 재질 밴드로 작은 물고기나 다른 해양 생물에 쉽게 부착할 수 있습니다. 장치의 목적은 어족 자원에 대한 정보 수집과 과학 연구로 물고기의 서식 환경과 이동 경로에 관련된 여러 가지 정보를 수집할 수 있습니다.과거 해양 생물학자들은 복잡한 센서를 연구하고자 하는 어류나 다른 해양 생물에 부착한 후 풀어주고 다시 회수해 정보를 수집했습니다. 하지만 고래나 상어 같은 큰 해양 동물에 센서를 부착하는 일은 위험할 뿐 아니라 매우 어려웠습니다. 그보다 더 큰 문제는 작은 해양 생물의 경우 아예 장착 자체가 불가능했다는 점입니다. 따라서 마린 스킨처럼 매우 가볍고 작으면서 해양 생물에 상처를 주지 않는 센서가 필요했습니다. 킹 압둘라 공대 연구팀이 개발한 마린 스킨은 6g에 불과한 무게와 잘 늘어나는 재질 덕분에 작은 해양 생물체에도 상처 없이 장착하고 제거할 수 있습니다. 이번에 저널 스몰 (small)에 공개한 마린 스킨의 최신 버전은 약해 보이는 외형과는 달리 수심 2㎞의 심해 환경에서도 작동이 가능하며 감도도 이전의 버전의 마린 스킨에 비해 5-15배 정도 우수합니다.(사진) 연구팀은 홍해에서 실제 물고기를 대상으로 4주간에 걸친 연구를 통해 마린 스킨의 성능과 신뢰성을 입증했습니다. 마린 스킨은 웨어러블 센서 기술이 의료는 물론 훨씬 다양한 영역에서 활용될 수 있음을 보여주는 좋은 사례입니다. 가볍고 쉽게 부착할 수 있는 센서와 스마트 기기를 이용해서 가축을 관리하거나 야생 동물을 연구하고 어족 자원을 보호할 수 있는 가능성을 보여준 것입니다. 관련 기술이 더 발전함에 따라 응용 범위 역시 더 늘어나게 될 것으로 생각합니다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

날씨가 따뜻해지면서 산과 들로 나들이 가는 사람들이 늘고 있다. 나들이 갔다 돌아와 보면 자신도 모르게 모기를 비롯한 각종 날벌레에 물려 벌겋게 부어 있는 피부를 보고 깜짝 놀랄 때가 있다. 이 때문에 나들이 나가기 전에 벌레들이 달라붙지 못하게 옷이나 피부에 기피제를 사용하는 사람들이 있다. 벌레 기피제의 주성분은 디에틸톨루아마이드(DEET)인데 모기나 벌레들이 어떤 이유 때문에 피하는지는 정확히 알려져 있지 않았다. 미국 록펠러대 신경유전학·행동연구소, 신경시스템연구소, 하워드휴즈 의학연구소, 프린스턴대 신경과학연구소 공동연구팀이 DEET에는 모기가 싫어하는 쓴맛이 있고 이를 입이 아닌 다리를 통해 사전에 감지한다는 사실을 발견하고 생물학 분야 국제학술지 ‘커런트 바이올로지’ 25일자에 발표했다. 지금까지는 DEET를 바르면 모기가 접근하지 못하는 이유를 특유의 냄새 때문이라고 생각해왔다. 연구팀은 유전자 편집으로 후각을 제거한 모기를 이용해 DEET, 쓴맛이 나는 화합물, 설탕물이 담긴 각각의 접시 중 어느 것에 접근하는지를 살펴봤다. 그 결과 모기들은 DEET나 쓴맛이 나는 화합물이 담긴 접시에는 잠깐 앉았다가 다시 날아가버렸고 설탕물이 담긴 접시에는 모여든다는 사실을 확인했다. 특히 연구팀은 DEET와 쓴맛 화합물에 앉았던 모기들이 입을 대지 않고 잠깐 앉았다 금세 날아가는 것에 주목했다. 또 모기의 다리에는 입과 마찬가지로 맛을 감지할 수 있는 분자수용체를 갖고 있는 미세한 털이 있다는 것을 알아냈다. 입을 대지 않고 다리를 대는 것만으로도 맛을 인식하기 때문에 DEET를 바른 옷이나 피부에 모기가 앉더라도 피를 빨지는 않는다는 설명이다. 록펠러대 하워드휴즈 의학연구소 레슬리 보쉘 교수는 “DEET는 시중에서 구할 수 있는 가장 효과적인 모기 기피제이기는 하지만 영유아들에게는 독성 때문에 사용하기 어려운 점이 있다”며 “이번 연구를 통해 모기가 싫어하는 쓴맛을 이용해 독성은 적고 영유아에게도 효과가 있는 기피제를 개발할 수 있을 것”이라고 말했다. edmondy@seoul.co.kr

미국 3대 자연사박물관 ‘시카고 필드’ 석좌 큐레이터인 랜스 그란데 교양서 화석 발굴·전시·연구 과정 쉽게 풀어내 세계 최대 공룡 화석 ‘수’ 소장기부터 다양한 에피소드로 큐레이터 삶 조망자연사박물관 하면 동식물 화석 등 다양한 자연물의 전시 처를 떠올린다. 하지만 대개 박물관을 조직하고 소장품을 보존, 연구하는 큐레이터의 존재는 인식하지 못한다. ‘박물관이나 미술관에서 재정 확보, 유물관리, 자료전시, 홍보활동 따위를 하는 사람.’ 큐레이터의 사전적 정의다. 요즘의 큐레이터는 그 정의를 훨씬 뛰어넘는 전문가요, 연구자로 작용한다. 이 책은 미국 시카고 필드자연사박물관의 석좌 큐레이터 랜스 그란데가 자신의 삶을 통해 자연사박물관과 큐레이터를 조망한 과학 교양서로 눈길을 끈다.자연사박물관의 역사는 2500년 전 고대 메소포타미아 문명의 도시국가 우르(현 이라크 디카르주)의 바빌로니아 제국에서 시작됐다. 유물 수집을 즐겨 인류사상 최초의 고고학자로 알려진 나보니도스왕의 영향을 받은 에니갈디 공주가 기원전 530년 메소포타미아 문화사에 초점을 맞춘 박물관을 세운 게 시초다. 고고학자 레너드 울리가 1925년 다시 발견할 때까지 이 박물관은 수천 년간 기억에서 묻혀 있었다. 자연사박물관 형태를 띤 박물관은 기원전 3세기에 처음 등장했다. 최초의 자연사 과학자라는 아리스토렐레스가 생물의 계층적 분류 체계를 개발한 아테네의 리시움. 당시 아테네 리시움은 학술 연구와 가르침의 중심이었다. 과학이 발달하면서 곳곳에 지금의 자연사박물관 형태의 박물관이 생겨났다. 그란데가 몸담고 있는 시카고 필드박물관은 워싱턴 스미스소니언 국립자연사박물관, 뉴욕 미국자연사박물관과 함께 미국 3대 자연사박물관으로 손꼽힌다. DNA부터 공룡에 이르는 2700만점이 넘는 표본을 소장하고 있다. 특히 프랑스 남부에서 발굴된 1만 5000년 전 인간 해골 화석부터 20세기 사형수 뼈에 이르기까지 6000구가 넘는 인간 유골 소장처로 유명하며, 현재 21명의 세계적인 큐레이터가 연구 활동을 벌이고 있다. 저자는 1983년부터 필드박물관에서 고생물학 큐레이터로 시작, 박물관 소장품 및 연구 부서의 총책임자로 수백 명의 직원을 이끄는 석좌 큐레이터에 오른 입지전적 인물. 책은 회고록이지만 이 박물관 속 세계적 큐레이터의 활약상과 고충을 통해 큐레이터의 세계를 환히 펼쳐 보인다. 세계에서 몇 안 되는 버섯 보전 전문가 그레그 뮐러는 시카고에서 독버섯 중독 사건이 날 때마다 병원에 불려가 어떤 버섯을 먹었는지를 알아내 의사들에게 효과적인 치료법을 제시한다. 속씨식물 전문가인 릭 리는 해발 6000m 고도까지 올라가는 중국, 인도 고산지대에서 연구를 진행하며, 남미 대륙의 식물과 엘니뇨 현상 전문가인 마이클 딜런은 페루, 칠레에 서식하는 수십 가지의 신종식물을 명명해 자신의 이름을 딴 과학학술지를 가진 유일한 과학자로 유명하다. 조류학자 존 베이츠는 대학살과 내전으로 초토화된 르완다와 콩고 등에서 위험을 무릅쓰고 작업을 진행한다. 여기에 화석 발굴과 소장품 전시, 연구와 관련한 논쟁 등 갖가지 사연들을 쉬운 설명으로 소개해 읽는 재미를 더한다. 특히 필드박물관의 아이콘으로 유명한 6700만년 전 티라노사우루스 공룡 ‘수’의 소장 과정이 흥미롭다. 최초 발견자 수전 핸드릭스의 이름을 딴 공룡 ‘수’는 화석사업 회사 블랙힐스 지질연구소와 미국 연방정부 간 화석 불법 채취를 이유로 오랜 기간 소송 끝에 결국 경매에 붙여져 필드박물관이 소장하게 됐다고 한다. 전 세계 티라노사우루스 뼈대 화석 중에서도 가장 거대하고 완전한 표본인 ‘수’가 복원을 마치고 박물관 중앙홀에 전시된 첫날 1만명의 관람객이 몰려들었고, 15개 TV 채널을 통해 전 세계 수억 명이 지켜봤다. 다양한 에피소드를 통해 큐레이터 세상을 조망한 저자는 이렇게 회고록을 마무리한다. “우리는 이타적인 거시적 접근을 통해 인간은 이 지구상의 거대한, 상호 의지하는 생물체들의 네트워크의 일부로 존재할 뿐이라는 점을 깨달아야 한다.” 그 결말에 붙인 국제자연보전연맹 창설자 바바 디오움의 말이 인상적이다. “결국 우리가 사랑하는 만큼 보전할 것이며, 이해하는 만큼 사랑할 것이다.” 김성호 선임기자 kimus@seoul.co.kr

뇌에 전극 이식해 단어·문자로 재구성 억양 변화 못 시키는 기존 장치와 달리 발성기관 움직임 관련 뇌 신호까지 추출 언어의 리듬·성별·정체성까지 조절 가능지난해 3월 타계한 세계적인 물리학자 스티븐 호킹은 1985년 급성 폐렴으로 사경을 헤매다가 기관지 절개수술을 받고 겨우 살아났다. 대신 웃음소리를 제외한 자신의 목소리를 잃고 컴퓨터 음성합성기를 통한 목소리를 갖게 됐다. 호킹 박사처럼 루게릭병이나 뇌졸중, 외상성 뇌손상, 파킨슨병, 다발성 경화증 같은 퇴행성 신경질환을 앓는 사람들은 말을 할 수 없게 되는 경우가 많아 언어전환 장치를 사용하곤 한다. 이 장치는 눈이나 미세한 몸짓으로 컴퓨터 커서를 작동시키거나 화면의 글자를 선택해 말을 하거나 글을 쓸 수 있게 해 준다. 일반인이 분당 100~150단어를 말하는 것에 비해 분당 10단어 정도밖에 표현할 수 없어서 대화에 빠르게 끼어들지도 못하고 언어의 톤이나 억양을 변화시킬 수도 없다.그러나 최근 뇌과학의 발달로 뇌신경 손상으로 인해 말을 하거나 글을 쓸 수 없는 환자들이 머릿속에서 말하고자 하는 내용을 밖으로 끄집어낼 수 있는 방법들이 속속 연구되고 있다. 지난 1월 미국 컬럼비아대, 호프스트라 노스웰 의대 공동연구팀은 뇌 속에 전극을 이식해 얻은 신호를 신경망 컴퓨터를 이용해 단어와 문자로 재구성하는 데 성공하고 생물학 분야 출판 전 논문공개 사이트인 ‘바이오아카이브’(bioRxi)에 발표하기도 했다. 이번에는 미국 캘리포니아 샌프란시스코대(UCSF) 신경외과, 웨일신경과학연구소, 캘리포니아 버클리대(UC버클리)·UCSF 조인트생명공학프로그램 공동연구팀이 뇌·컴퓨터 인터페이스(BCI) 기술을 활용해 머릿속에서 생각하는 것을 언어로 변환시킬 수 있는 해독기술을 개발하고 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 25일자에 발표했다. 연구팀은 뇌 부위에 칩을 심어 언어 관련 뇌파만 추출해 언어로 전환하는 기존 방식을 넘어 턱과 후두, 입술, 혀 등 발성기관들의 움직임과 관련된 뇌 신호까지 더해 음성이나 글로 전환시키는 방법을 찾아낸 것이다. 연구팀은 우선 신경외과 수술을 받아 뇌에 전극을 이식했지만 말하는 데 문제가 없는 20~40대 성인남녀 5명에게 ‘잠자는 숲속의 공주’, ‘개구리왕자’, ‘이상한나라의 앨리스’ 같은 책에 나오는 문장들 450~750개씩을 또박또박 읽도록 하면서 발성 기관과 언어 관련 부위 뇌파를 측정했다. 그다음 이들에게 문장을 말할 때 소리를 내지 않고 입만 뻥긋거리면서 읽도록 하거나 눈으로 읽도록 한 뒤 발생하는 뇌파도 측정했다. 이렇게 얻은 데이터를 신경망 기계학습 알고리즘으로 분석해 프로그래밍한 다음 실험 참가자들에게 단어나 짧은 문장을 생각하도록 해 컴퓨터나 인공음성 장치로 출력된 것과의 일치도를 살펴봤다. 그 결과 쉬운 단어나 문장의 경우는 69%를 정확하게 인식하고 기록하거나 표현한다는 사실을 확인했다. 복잡한 단어나 문장에 대한 표현 정확도는 47%로 떨어졌지만 언어의 리듬과 억양, 말하는 사람의 성별과 정체성까지 조절이 가능했다. 연구를 이끈 에드워드 창 UCSF대 신경외과 교수는 “BMI 기술을 이용해 팔과 다리의 운동능력을 상실한 사람을 대상으로 생각대로 사지를 움직일 수 있는 방법들이 많이 연구됐다”며 “실제 임상 적용을 위해서 추가 연구가 필요하겠지만 신경과학과 언어학, 기계학습의 전문지식을 활용한 BCI 기술을 통해 후천적으로 언어를 잃었거나 선천적으로 언어장애를 가진 사람들 모두 인공 성대를 사용해 자신의 생각을 자유롭게 말하고 표현할 수 있는 날이 곧 찾아올 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

인천국제공항은 세계에서 편리하기로 손꼽힌다. 휴식을 즐기기 위해 외국으로 떠나는 사람들에게 공항은 그저 비행기를 타는 곳이다. 입출국을 할 때 아무도 제지하지 않는다. 그런데 여행 목적이 명품 쇼핑이나 밀수일 경우에는 다르다. 생명체에서도 마찬가지이다. 물은 농도가 높은 곳에서 낮은 곳으로 막을 통과해 이동한다. 물 분자는 워낙 작아 세포막을 이루는 기본 성분인 인지질 사이를 쉽게 통과할 수 있다. 사실 막을 통과하는 데에는 물보다 더 큰 산소, 이산화탄소, 메탄 등이 더 유리하다. 산소와 이산화탄소 등은 물에 잘 녹지 않는 소수성 분자들로 대부분 소수성 부위로 구성된 세포막을 아무런 방해 없이 통과한다. 그래서 호흡에 필요한 산소와 호흡 결과 생긴 이산화탄소는 우리 세포 안팎으로 자유롭게 이동할 수 있다. 반면 친수성 물질들은 인지질 막을 쉽게 통과하지 못한다. 포도당은 우리 세포에 매우 필요한 영양소이지만 물에 잘 녹는 친수성 분자여서 세포막을 통과하기 어렵다. 세포가 필요로 하는 많은 이온들도 당연히 친수성이라 세포막을 통과하지 못한다. 그런데 통과할 수 있다. 어떻게 이런 모순된 말이 있을까. 세포막에는 친수성 분자나 이온들이 통과할 수 있는 수송단백질이 있어서 세포들은 이들을 이동시킬 수 있다. 이렇듯 소수성이든 친수성이든 삼투 현상으로 농도가 높은 곳에서 낮은 곳으로 물질을 수송하는 것들에는 에너지가 투입되지 않는다. 그래서 이를 수동수송이라 한다. 그런데 우리의 몸은 수동수송으로만 필요한 분자들을 얻을 수 없다. 농도에 역행해야만 하고 그래서 에너지를 투입하면서 수송해야 하는 분자와 이온들이 있다.과식을 하거나 피자, 치킨처럼 기름기가 많은 음식을 먹거나 카페인에 민감한 사람들의 경우는 커피를 마시면 어김없이 속쓰림을 경험하게 된다. 위벽 세포가 자극을 받아 위산을 과다 분비하기 때문이다. 위벽 세포의 입장에서 보면 세포 밖(위)은 이미 위산의 농도가 세포 안(위벽 세포 내부)보다 더 높음에도 불구하고 세포막을 통해 에너지를 투입하면서 위산을 위벽 세포 밖으로 분비하는 것이다. 이런 수송이 능동수송이다. 이때 사용하는 에너지는 생물 수업시간에 들어봤던 ATP이다. 우리 세포막에는 많은 나트륨-칼륨 펌프가 있는데 이 펌프 역시 ATP를 소모하면서 나트륨과 칼륨을 수송한다. 만약 이 펌프 기능이 잘못되면 고혈압, 심장 질환, 알츠하이머나 조울증 같은 신경 질환, 신장 기능 손상, 당뇨 등 대사 질환이 발생할 수 있다. 능동수송의 예는 다른 생물에서도 많이 볼 수 있다. 식물은 키가 자랄 때 세포의 수가 증가하는 것이 아니라 세포 자체가 커지는 경우가 있는데 이때도 수소이온을 농도가 더 높은 세포 밖으로 수송하는 과정을 필요로 한다. 이렇게 세포들은 대상에 따라 인지질 막을 통해나 수송단백질을 이용해 수동수송, 능동수송을 이용하는 등 다양한 방법으로 외부 환경에 따라 수송을 수행한다. 이러한 수송들은 세포막이 생물의 생존에 필요하게끔 진화한 결과물로 물질들의 출입을 정확하고 효과적으로 조절한다. 예전에 비해 편리해진 것이 공항뿐이 아니다. KTX 역도 참 편해졌다. 그런데 공교롭게도 이들 모두 수송을 담당하는 곳이다. 혹시 세포막을 벤치마킹해서 얻은 결과는 아닐까 하는 생각이 문득 들었다.

과학의 달인 4월에는 과학 관련 행사가 곳곳에서 펼쳐진다. 필자도 얼마 전 국립부산과학관에서 ‘천문학자와의 만남’을 가졌다. 주로 초등학교 이하 어린이와 부모가 참여했다. “달이 없으면 어떻게 돼요”, “별은 얼마나 멀어요”, “블랙홀에 들어가면 어떻게 돼요” 등 질문이 쏟아졌지만 절반 이상이 블랙홀 관련 내용이었다. 어린이들 질문에는 어떻게 쉽게 설명할 것인지가 가장 큰 문제다. 다섯 살쯤 돼 보이는 아이가 초롱초롱한 눈망울로 “우주는 어떻게 생겼어요”라고 물었다. 난감했다. “혹시 ‘억’이 뭔지 아니”라며 시간을 끌어 봤지만 당연히 “아니요”란 답이 돌아왔다. 킬로미터 같은 단위도 물론 모른다. 오래전 초등학교를 들어가기 전인 조카와의 기억이 떠올랐다. 우리는 지구에 살고, 지구는 태양 주위를 돌고 있고, 태양은 우리 은하의 1000억 개가 넘는 별 중 하나이며, 우리 은하와 같은 것이 우주에는 1000억 개 이상 모여 있다고 말할 때 조카의 멍한 표정에서 내 설명이 잘못됐음을 직감했다. 이해는 못 했지만 나중에 “지구가 태양 주위를 돌고 있대”라는 조카의 이야기를 듣고 꼭 이해가 필요한 것만은 아니라는 걸 느꼈다. 똑같은 답을 하기에는 아이가 더 어렸다. 우리가 바라보는 밤하늘이 우주다. 우리가 살아가는 공간이 우주다. 하늘에 떠 있는 달과 별과 은하가 있는 거대한 공간이 우주다. 그런데 다섯 살 아이가 공간이란 뜻을 알까. 무엇이든 물어보라고 해 놓고 한참을 얘기했지만 결국 아이가 원하는 답을 주지 못한 듯했다. 천문학은 어린아이에게 이해시키기가 참 어렵다. 망원경으로 달이나 토성을 한 번 보여주는 것 이상 좋은 게 없을 것이다. 공룡을 가장 많이 아는 나이가 다섯 살 무렵이며 그다음으로 고생물학 전공자가 조금 알고 자녀가 다섯 살인 부모가 아이보다는 못해도 거의 그 수준까지 안다는 재미난 그래프를 SNS에서 보았다. 천문학은 다섯 살 아이가 이해하기는 어렵지만 커가면서 더 많이 알아간다. 그래서 나는 다섯 살 아이보다는 아이가 천문학에 관한 호기심을 잃지 않도록 도와줄 부모에게 천문학 이야기를 더 많이 하려고 노력한다. 블랙홀에 관심을 갖기 시작한 다섯 살 아이의 부모라면 내 이야기에 더 관심을 가질 것이다. 그래도 여전히 다섯 살 아이에게 우주를 제대로 설명하지 못한 게 마음에 걸린다.

현존하는 지상 최강의 포식자인 북극곰이나 사자보다 더 큰 신종 포유동물의 화석이 새롭게 발견됐다. 지난 19일(현지시간) 영국 BBC 등 해외언론은 지금으로부터 약 2200만 년 전 동아프리카를 주름잡았던 신종(種) 거대 포유동물의 화석이 발견됐다고 보도했다. 스와힐리어로 '아프리카 큰 사자'라는 의미의 '심바쿠브와 쿠토카아프리카'(Simbakubwa kutokaafrika)로 명명된 이 동물은 코에서 엉덩이까지 길이가 2.5ｍ, 무게는 1500㎏에 달한다. 심바쿠브와는 약 900만 년 전 멸종한 '하이에노돈'(hyaenodonts)에 속하는 것으로 추정된다. 하이에노돈은 공룡이 멸종한 이후 지상을 주름잡았던 육상 포식자로, 흥미롭게도 오늘날 대형 고양잇과 동물이나 육식 포유류와는 밀접한 관계가 없다. 또한 하이에나를 연상시키는 이름도 그 치아구조가 비슷해서 생긴 이름이지 현존하는 하이에나하고도 관련은 없다.흥미로운 사실은 하나 더 있다. 심바쿠브와 화석이 발견된 곳이 케냐 국립박물관의 서랍에서였다는 사실. 보도에 따르면 이 화석은 지난 1970년 대 고대 유인원 화석을 찾는 과정에서 발견된 후 전문가들의 관심을 받지못해 서랍으로 직행했다. 그러나 2년 전 미국 오하이오대학 연구원들이 10㎝에 달하는 송곳니를 가진 이 화석에 관심을 가지면서 그 '정체'가 드러났다. 연구에 참여한 매튜 보스 박사는 "심바쿠브와는 북극곰보다도 덩치가 크고 거대한 이빨을 가진 초 육식동물"이라면서 "지구상의 마지막 남아있던 하이에노돈 중 하나였을 것"이라고 설명했다. 이어 "정확히 무엇이 이들을 멸종으로 몰고갔는지는 모르겠으나 지구 기후가 건조해지면서 생태계가 빠르게 변화한 것이 원인이었을 것"이라고 덧붙였다. 　 　 이번 연구결과는 ‘척추고생물학회지’(Journal of Vertebrate Paleontology) 18일 자에 발표됐다.　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

지난 17일, 서울 여의도의 한 호텔 스위트룸 풍경은 좀 독특했다. 1시간 단위로 기자들이 산문집 ‘여행의 이유’(문학동네)를 출간한 김영하(51) 작가를 인터뷰하기 위해 ‘배턴 터치’하며 드나들었다. 작가는 책에서 자신이 출연했던 TV프로그램 ‘알아두면 쓸데없는 신비한 잡학사전’(알쓸신잡)에 대해 ‘그래, 나는 여행을 하고 제작진은 프로그램을 만들고, 시청자는 그중 아주 일부를 보게 되겠지’(110쪽)라고 썼다. 그러나 다음날까지 이어진 인터뷰 행진에서 모든 걸 보는 사람은 김영하 한 사람이었으며, 기자들은 기사를 쓰고 독자들은 그중 아주 일부를 보게 될 거였다. 이 모든 걸 조감하는 자, ‘김영하’라는 여행은 이렇게 시작됐다. -예약 판매만으로도 베스트셀러에 올랐다. ‘책 안 읽는 시대’에 왜 사람들은 김영하의 책을 볼까? “20년 넘게 글을 써왔는데, 모든 것에는 모멘텀이 있는 것 같다. 처음에는 책이 그렇게 많이 팔리지 않는 작가였는데 꾸준히 판매량이 늘어나고 있다. 여행서 하면 강력한 일러스트며 화려한 편집을 떠올리는데 이 책은 전혀 그렇지 않다. 책의 콘셉트도 ‘메타 여행서’랄까, 여행기를 바로 적는 게 아니라 ‘여행이란 무엇이며 우리는 왜 이 힘든 일을 계속하는가’를 얘기한다. 그런 독특함 같은 것들이 밋밋한 표지와 제목으로 소구한 게 아닐까. 사후적으론 다 설명이 된다.(웃음) ●“왜 우리는 힘든 여행을 계속하는가” -‘알쓸신잡’에서 사람들은 오리배를 타고, 타국에서 묘지에 들르는 김영하식 여행법에 열광했다. 여행지를 고르는 기준이 뭔가? “불이 난 노트르담 성당 같은 곳도 입체적으로 관광할 수 있는 앱이 있는 시대에 사람들은 왜 여행을 할까. 시각 이상의 감각을 원하는 거다. 공감각 같은 것. 고딕 성당 안에 들어갔을 때의 신성함을 맛보고 싶은 거다. 그렇다면 촉각, 후각, 미각을 다 충족시키는, 좀더 여행이라는 것을 잘 느낄 수 있는 곳이 좋다고 생각한다. 그래서 오리배도 타는 거다.” -여행지에서 실패를 하면 ‘글로 쓰면 된다’고 썼다. 그러나 카드 할부로 여행 상품을 ‘지르고’, 그 돈을 갚기 위해 부지런히 일하며 그 순간만 고대하는 직장인들은 여행지에서의 실패를 극도로 피하게 된다. “분명히 사진은 있는데 기억이 안 나는 여행들이 있다. 너무나 매끄러웠던 여행은 기억이 안 난다. 대신 실패했던 여행, 뜻대로 잘 안 됐던 여행은 자꾸만 생각하게 된다. 잘 쓰여진 이야기랑 비슷하다. 소설이나 영화를 볼 때 우리는 주인공이 평탄한 인생을 사는 걸 보진 않는다. 마찬가지로 우리 삶도 하나의 이야기라고 하면 적절하게 예상치 못한 일을 겪어야 완벽해진다. 또 한편으로는 자기 자신에 대해서 새롭게 정의하게 된다. 여행을 가면 예상치 못한 상황 속에서 ‘노바디(Nobody)’가 되고 자기 자신에 대해 새롭게 알게 된다. 그래서 여행 다니다가 직업이 바뀌는 사람이 나오는 거다.” ●“실패했던 여행이 오래 기억에 남는 법” -어제가 세월호 5주기였다. 참사 당시 뉴욕타임스 국제판 칼럼에 ‘이 사건 이후의 대한민국은 그 이전과 완전히 다른 나라가 될 것이다’라고 썼다. 어떻게 달라졌나. “많이 달라졌다. 어제도 텔레비전을 보고 있었는데 ‘기억하겠다’는 말이 많이 나오더라. 일종의 ‘만트라’(불교의 진언 주문)가 된 거 같다. 세월호 이전의 대한민국은 뭘 기억하는 나라가 아니었다. 오래 슬퍼하면 ‘언제까지 질질 짜고 있을 거냐’고 하던 나라다. 그렇게 광주(5·18민주화운동)가 묻혔다. 9·11이 일어났을 때 미국에서는 초당적으로 협력해서 백서를 만들어냈다. 기억을 언어화한 거다. 세월호는 아직 그 단계에는 이르지 않았지만, 자유한국당조차도 (세월호 막말에) 윤리위를 열겠다고 말할 정도로 달라졌다. 기억이라는 것은 감상만으로 되는 게 아니다. 의지도 작용해야 한다.” ●“작가로서 변화하는 시대상 받아들여야” -다른 인터뷰에서 “동시대 사람들의 감정을 잘 느끼는 게 중요하다”고 했더라. 그러나 사람들이 김영하한테 원하는 건 한 발짝 앞선 감성이 아닐까. ‘나는 나를 파괴할 권리가 있다’에서처럼. “사람은 자신의 생물학적 한계에 따라 변화하는 모습을 받아들여야 한다고 생각한다. 작가도 어쩔 수 없는 ‘처지’라는 게 있다. 잃을 것이 없는 작가였을 때, 가진 것은 오직 패기밖에 없을 때 쓸 수 있는 소설이 있다. 그러나 나이가 들었고, 문학계나 우리 사회 안에서 충분히 인사이더가 됐다. 세상이 나에게 요구하는 것이 달라졌다. 책임, 윤리 같은 것들. 나도 이제 오십이 넘었다. ‘386’들이 크게 실수하는 게 아직도 그래도 되는 줄 알고 반항하다가 사고를 치는 것이다.” -문단에서 페미니즘 논의가 뜨겁다. 페미니즘에 입각해 작품을 다시 읽는 경향도 늘어났다. 작품을 쓸 때 이러한 담론을 의식하는지? “모든 걸 의식한다. 무중력 상태, 자유로운 상태에서 쓰는 작가는 아무도 없다. 100년 전 작가들도 독자들의 존엄성, 자아 존중감을 해칠 수 있는 것들은 쓰지 않았다. 그 어떤 제약도 없이 쓰여졌을 때 위대한 문학 작품이 나오는 것이 아니다. 충분히 여러 제약을 고려하면서도 작가는 그 안에서 예술성을 발휘할 수 있다. 시조는 세 줄 안에서 쓰여지지만, 그 형식이 작품의 창의성을 제약한다고 생각하지 않는다.” ●“유튜브는 NO… 올해 안에 장편 마무리” -앞으로의 집필 계획은. 여행 가서 쓸 것인가? “장편을 쓰려고 한다. (어디서 쓸지는) 비밀이다. 최대한 빨리 쓰려고 한다. 빠르면 올해 안에 내는 게 목표다.” -유튜브 채널을 만들 생각은? “없다. 공이 많이 들더라. 팟캐스트는 누가 안 보니까 파자마 걸치고 하면 되는데 유튜브는 각잡고 앉아서 해야 한다.” 이슬기 기자 seulgi@seoul.co.kr

미세먼지가 사회재난에 포함되는 위협하는 요인으로 대두되면서 일상에서 미세먼지를 측정할 수 있는 기술 개발이 활발한 것으로 나타났다. 21일 특허청에 따르면 2009년 10건이던 미세먼지 측정기술 관련 특허 출원이 지난해 129건으로 10년만에 13배 증가했다. 2018년 기준 미세먼지 측정기술과 관련한 특허 출원은 중소기업이 54건, 개인이 37건으로 전체 71%(91건)를 차지했다. 반면 정부출연연구기관은 12건, 학교 9건, 대기업 7건 등으로 부진했다. 외국기업 출원도 7건에 불과하다. 미세먼지 측정기술 관련 특허 출원이 증가한 것은 2013년 10월 세계보건기구(WHO)가 미세먼지를 1급 발암물질로 지정한 것이 계기가 됐다. 2014년 1월 중국 베이징의 미세먼지 농도가 993㎍/㎥를 기록했고 국내에서도 고농도 발생이 늘면서 날씨처럼 미세먼지 농도를 확인하는 것이 일상화됐다. 가술별로는 2013년까지 연평균 4건에 불과했던 ‘소형화’ 관련 기술이 2014년 이후 연평균 20건 이상으로 증가했다. 휴대용 미세먼지 측정기 시장이 커지고, 다양한 제품에 응용하기 위한 모듈화의 영향으로 해석된다. 최근 5년간 측정방식은 광산란 방식이 50% 이상을 차지했다. 산란광을 검출해 입자의 직경 및 개수를 측정하는 방식으로, 필터 포집에 의한 중량농도 및 베타선 흡수 방식보다 정확도는 떨어지나 별도 질량 측정이나 필터 교체가 필요없어 실시간 측정가능하고 소형화에 유리하다. 타 기술 또는 다양한 제품에 적용한 미세먼지 측정·응용기술이 대세다. 지난해 129건 중 79건을 차지한다. 최근 사용이 늘고 있는 공기 청정기와 에어컨을 비롯해 창문 및 공조 설비 제어 등에 미세먼지 측정기술이 도입되고, 옷보관 장치(공기분사)와 생물학적 실험 장치, 스마트 가로등(정보 및 광량 제어) 등으로 적용이 확대되고 있다. 김주대 계측분석심사팀장은 “정부의 미세먼지 정책과 시장 확대로 미세먼지 측정기술에 대한 특허출원은 증가가 예상된다”면서 “측정의 정확도 향상과 소형화에 이어 의료·바이오·가전 등에 특화된 측정 기술 개발이 증가할 전망”이라고 말했다. 대전 박승기 기자 skpark@seoul.co.kr

산업 현장에서 주로 쓰이는 3D 프린터가 이제는 사람에게 필요한 장기를 '찍어내는' 영화같은 일이 현실이 되고있다. 최근 영국 텔레그래프 등 해외언론은 3D 프린터로 한 환자의 세포와 생물학적 물질들을 이용해서 만든 ‘3D 프린팅 심장’ 제작에 성공했다고 보도했다. 이스라엘 텔아비브 대학 연구팀이 3D 프린트로 만들어낸 이 심장은 체리만한 크기로 놀랍게도 인간 심장의 축소판이다. 세포, 혈관, 심실, 심방 등의 심장 전체가 성공적으로 디자인되고 인쇄됐기 때문이다. 그러나 아직까지는 크기가 작고, 심장의 세포가 수축하지만 펌프질은 하지 못해 실제 인간에게 이식하기 위해서는 더 많은 연구가 필요하다. ‘21세기의 연금술’이라고 불리는 ‘3D 프린팅’은 설계도에 따라 고체 물질을 입체적으로 프린트하는 기술을 말한다. 최근에는 산업 현장을 넘어 바이오 분야에도 활용되고 있는데 우리나라를 비롯해 여러 연구팀이 귀, 근육 같은 인간 신체조직을 만들어내는데 성공했다.텔아비브 대학이 이번에 만든 심장은 머지않은 미래에 실제 인간에게 이식될 수도 있는 장기라는 점에서 의미가 크다. 특히 말기 심부전증 환자들을 치료할 수 있는 유일한 방법은 다른 사람의 심장을 이식하는 방법 외에는 없어 많은 환자들이 숨을 거두고 있다. 연구를 이끈 탈 드비르 생명공학과 교수는 "과거에는 심장 구조에 대한 3D 프린팅은 해냈지만 세포나 혈관까지 성공하지는 못했다"면서 "세포, 혈관, 심실로 가득찬 심장을 성공적으로 설계하고 인쇄한 것은 이번이 처음"이라고 설명했다. 이어 "앞으로 10년 뒤에는 세계 최고 수준의 병원에 장기 프린터가 생겨 이같은 일은 일상적으로 벌어질 것"이라고 내다봤다. 보도에 따르면 현재 연구팀은 내년까지 이 작은 심장을 동물에게 이식하는 실험을 준비하고 있다. 또 인간 크기의 심장을 생산할 수 있도록 인간 세포를 충분히 배양하는 방법을 연구 중이다.　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

아직 알려진 것이 별로 없는 미지의 시대에 살았던 공룡들의 화석이 대거 발견돼 관심이 쏠리고 있다. 17일(이하 현지시간) AFP통신 등에 따르면, 이날 아르헨티나 연구진은 최근 아르헨티나 북서부 산후안주(州)에서 약 2억2000만 년 된 공룡 화석을 대거 발견했다고 밝혔다. 이에 대해 연구에 참여한 산후안대학의 고생물학자 히카르두 마르티네스 박사는 “이들 화석은 약 2억2000만 년 된 것들로, 아직 우리가 거의 알지 못하는 시대에 속한다”고 설명했다. 이 시대는 중생대 트라이아스기 말기에 속하는 데 마르티네스 박사의 말처럼 다른 시기보다 발견되는 화석이 적다. 어쩌면 이보다 좀 더 나중인 약 2억500만 년 전 일어난 제4차 대멸종의 영향일지도 모른다.연구진은 지난해 9월 산후안주(州) 이치구알라스토 자연공원에서 약 10구의 화석을 발견했다. 이곳은 수도 부에노스아이레스에서 서쪽으로 약 1100㎞ 거리에 있다. 이에 대해 마르티네스 박사는 “그중 적어도 7, 8구는 포유류와 비슷한 초식성 파충류로 오늘날 황소 정도 크기인 ‘디키노돈트’에 속하므로, 이번 발견은 두 배로 중요하다”고 말했다. 또한 이번 발견에는 거대한 악어(크로커다일)의 조상일 가능성이 있는 파충류인 주룡류 신종 화석도 있는데 이에 대해 마르티네스 박사는 그야말로 미지의 영역이라고 말했다. 한편 아르헨티나에서는 지난 몇 년 동안 트라이아스기는 물론 쥐라기와 백악기에 속하는 공룡 화석이 대거 발견되고 있으며, 대부분이 북반구에서는 발견되지 않은 신종으로 알려졌다.사진=AFP 연합뉴스 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

최근 들어 깨끗한 환경을 후손에게 물려주자는 차원에서 각종 환경규제가 강화되고 있는 분위기다. 이 같은 차원에서 더 깨끗한 물을 사용하고 보존하기 위한 수질개선 요구도 잇따라 나오고 있는 상황이다. 특히 하수나 폐수에 섞인 염료, 항생제 같은 물질들은 기존 수처리 방식으로는 분해하기 어려워 좀 더 효과적으로 분해하는 공정 개발이 필요하다. 한국과학기술연구원(KIST) 물질구조제어연구센터 김종식 박사팀은 일반적으로 사용하는 화학적, 생물학적 분해가 어려운 수용성 오염물들을 약한 전기를 흘려주는 것만으로도 효과적으로 제거할 수 있는 공정을 개발했다고 21일 밝혔다. 이번 연구결과는 촉매화학 분야 국제학술지 ‘응용 촉매B:환경’ 최신호에 실렸다. 기존 수처리 공정은 오염물질을 물이나 이산화탄소로 바꿀 수 있는 강력한 분해제인 라디칼을 이용해 처리한다. 문제는 수처리에 사용되는 촉매 수명이 1회성이어서 라디칼을 형성하는 ‘라디칼 전구체’를 끊임없이 투입해야 한다는 단점이 있다. 연구팀이 이번에 개발한 새로운 수처리 공정과 촉매는 기존 공정에서 사용되는 촉매는 단순히 라디칼을 생산하는 것 이외에 생성된 라디컬을 촉매 표면에 고정시킨다는 특징이 있다. 이는 낮은 전압만 걸어주더라도 촉매표면에 붙은 라디칼들을 반영구적으로 고정시킬 수 있다는 의미이기도 하다. 실제로 이번 공정을 활용하면 기존 상용화된 공정과 비교해서 2배 이상 오염물 분해효율이 높은 것이 확인됐다. 김종식 박사는 “이번에 개발한 공정에서처럼 라디칼에 의한 표면활성화 메커니즘은 지금까지 보고된 적이 없는 새로운 수처리 기법”이라며 “촉매종류를 다변화시키고 전기공정을 개선함으로써 하수 및 폐수 처리장에 실제 사용될 수 있도록 할 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

“마흔이 넘으면 그 사람의 인생이 얼굴에 그대로 드러난다”는 말이 있다. 100년도 못 사는 인간 개개인의 삶이 얼굴로 표출된다는 말이다. 그런데 나무에서 내려와 두 발로 걷기 시작한 인류 조상 때부터 현대인에 이르기까지 400만~500만년의 긴 진화의 역사도 얼굴에 그대로 남아있다는 연구결과가 나왔다. 국제 공동연구팀은 인간의 신체 중에서 유인원들과 가장 특징적으로 다르게 진화된 것은 서로를 인식하고 구분하며 먹고, 숨쉬고 보고 의사소통할 수 있는 얼굴이라고 18일 밝혔다. 미국 뉴욕대 치의대, 애리조나주립대 인간진화및사회변화학부, 조지워싱턴대 고인류학 고등연구센터, 영국 자연사박물관 인간진화센터, 요크대 의대, 독일 튀빙겐 베버하르트 칼스대 고등연구센터, 스페인 인간진화및행동연구센터가 참여한 이번 연구는 생물학 분야 국제학술지 ‘네이처 생태·진화’ 16일자에 실렸다. 연구팀의 분석에 따르면 약 450만년 전 현재와 같은 이족 보행의 기능적 구조를 갖추게 된 이후 계속 진화한 부분은 턱, 치아, 얼굴의 형태로 먹는 것이 가장 큰 영향을 미쳤다. 특히 두개골과 치아 형태는 진화의 과정을 추적할 수 있는 가장 좋은 데이터베이스라고 연구팀은 설명했다. 초기 인류의 조상들은 현재 유인원들처럼 질긴 식물성 음식을 섭취해야 했기 때문에 턱 주변 근육이 잘 발달해 얼굴이 넓고 깊었다. 이후 200만년이 지나면서 환경의 변화와 불의 사용으로 식생활이 변화했고, 음식을 좀 더 쉽게 분해할 수 있게 되면서 턱 근육이 이전보다 쇠퇴했다. 이는 얼굴을 더 작아지게 만들었다. 연구팀은 인류의 얼굴 변화가 단순히 씹는다는 기계적 요인 뿐만 아니라 사회적 상호작용, 의사소통을 위해 언어와 표정을 통한 비언어적 수단을 사용하면서 턱 근육 이외 얼굴 근육이 발달하게 됐다고 밝혔다. 또 크고 돌출된 눈썹 부분의 융기형태는 현재는 멸종된 다른 인간종들에게서 나타난 두드러진 특징이다. 서양인들의 경우 눈썹 윗 부분이 융기된 형태를 여전히 갖고 있다. 이런 부분은 현생인류종이 다른 인류종들과도 활발한 교류를 가졌다는 것을 보여주는 사례라고 연구팀은 설명했다. 로드리고 라크루즈 뉴욕대 치의대 교수는 “인간을 포함한 모든 생물체는 과거의 산물”이라며 “이번 연구는 얼굴 뼈대의 주요 특징을 분석하면 현대 인류로 진화하는 과정에서 빠진 부분을 설명하는 데 도움을 줄 수 있다는 것을 보여줬다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

인식·지각 등 고차원적 기능은 못 살려 ‘몸과 분리된 뇌’ 등 윤리적인 논란도“창조주여, 제가 부탁했습니까? 진흙에서 저를 빚어 사람으로 만들어 달라고? 제가 애원했습니까? 어둠에서 절 끌어내 달라고?” 200여년 전인 1818년 영국 작가 메리 셸리(1797~1851)가 쓴 괴기소설 ‘프랑켄슈타인-근대의 프로메테우스’ 서문에 실린 ‘실낙원’의 한 구절이다. 무생물에 생명을 부여할 수 있는 방법을 알아낸 스위스 과학자 빅터 프랑켄슈타인 박사는 시체를 이용해 8피트(약 244㎝)의 인조인간을 만들어 생명을 불어넣는다. 이렇게 만들어진 괴물은 인간 이상의 힘을 발휘하고 자신과 똑같은 형태의 신부까지 요구했다. 그렇지만 새로운 인종이 나와 인간을 멸망시킬까 두려웠던 프랑켄슈타인 박사는 괴물의 요구를 거부했다가 살해당한다. 셸리는 소설을 쓰면서 영국 화학자 험프리 데이비의 전기분해 기술, 찰스 다윈의 할아버지 에라스무스 다윈이 수행한 자연발생 실험 같은 당대 최고 수준의 과학기술을 활용했지만 사람과 똑같은 형태와 기능을 갖춘 인조인간을 만든다는 생각은 공상에 불과했다. 그런데 최근 생물학과 생체공학 기술이 발달하면서 ‘프랑켄슈타인’ 몬스터 기술이 현실화되는 것 아니냐는 지적이 나오고 있다. 이 같은 상황에서 미국 예일대 의대, 코네티컷 재향군인의료시스템 재활연구센터, 보스턴대 의대, 피츠버그대 신경학과, 이탈리아 파비아대 생물학·생명공학과 공동연구팀은 죽은 지 몇 시간이 지난 돼지의 뇌를 다시 살려내는 실험 일부를 성공하고 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 18일자에 발표했다. 이번 연구 결과는 완벽하지는 않지만 죽은 생명체의 뇌 기능 일부를 다시 회복시켰다는 점에서 전 세계 과학계와 윤리학계에 충격을 안겨 주고 있다.연구팀은 보통 동물실험을 할 때 사용하는 실험용 무균돼지가 아닌 식재료 가공시설에서 얻은 생후 6~8개월 된 집돼지의 뇌 32개를 가지고 실험했다. 실험에 사용된 돼지의 뇌는 죽은 뒤 4시간이 지난 것들이었다. 보통 포유류의 뇌는 산소 공급에 매우 민감하기 때문에 짧은 시간 동안만 혈류가 중단되더라도 산소와 에너지 공급이 끊겨 회복 불가능한 뇌 손상을 일으키는 것으로 알려져 있다. 연구팀은 분리된 돼지의 뇌를 자체 개발한 ‘브레인 엑스’라는 장치에 넣은 다음 보호제와 안정제 등을 섞은 특수 용액을 혈액 대신 뇌 혈관에 주입해 영양과 산소를 공급하며 뇌 변화를 관찰했다. 그 결과 뇌세포 구조, 뇌혈관 구조가 정상적으로 회복되고 신경과 세포를 파괴하는 염증 반응이 줄어드는 한편 시냅스에서 자발적인 움직임을 보이는 것이 관찰됐다. 그렇지만 인식과 지각 같은 고차원적 뇌 기능을 위해 필요한 전기적 활동은 관찰되지 않았다고 연구팀은 설명했다. 이번 연구는 2013년 미국 버락 오바마 정부가 3조 5000억원을 투자해 진행 중인 뇌연구 프로젝트인 ‘브레인 이니셔티브’의 지원을 받아 진행됐다. 연구를 주도한 네나드 세스탄 예일대 의대(신경과학) 교수는 “이번 연구는 아직 초보적인 수준이지만 혈관의 촘촘한 연결 네트워크를 통해 뇌에 보호제를 공급하면 심각한 외상후 생존율을 높이고 신경학적 결손을 줄여 뇌사의 가능성을 획기적으로 줄일 수 있음을 보여 준 것”이라고 설명했다. 이번 연구 결과에 대해 생명윤리학자인 현인수 미국 케이스웨스턴리저브대 의대 교수는 “죽은 돼지의 뇌를 사실상 살려낸 이번 연구는 포유류의 뇌에 혈액 공급이 중단되면 몇 분 안에 사망한다는 기존의 생각을 뒤집는 것”이라며 “몸과 분리됐지만 살아 있는 뇌를 인격체로 보아야 하는지, 이런 연구에 대한 가이드라인을 어떻게 설정해야 하는지 등 논란거리들을 남겼다”고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

영국 해양생물협회 시타델연구소, 플리머스대 생물학·해양과학부 공동연구팀은 1957~2016년의 해양 플라스틱 발생 관련 데이터를 분석한 결과 1990년대 이후 바다에 유입된 플라스틱의 양이 급격히 증가했다는 사실을 밝혀내고 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션스’ 17일자에 발표했다. 연구팀은 연구용 선박이나 상선에 매달아 플랑크톤을 연속적으로 채집할 수 있는 장비인 ‘연속 플랑크톤 기록계’(CPR)를 이용해 1957년부터 북대서양과 인접해역 650만 해리에서 수집된 자료를 정밀 분석했다. 그 결과 1950년대부터 CPR에 플라스틱이 얽혀 들기 시작했으며 1990년대를 기점으로 공해상에서 플라스틱의 양이 급격히 늘어난 것이 확인됐다. 대양으로 흘러든 플라스틱은 그물을 포함해 대부분 어업과 관련된 것들로 조사됐다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

연구가치가 매우 높은 희귀한 아기 공룡 화석이 온라인 경매업체 ‘이베이'(eBay)에 매물로 나와 논란이 일고있다. 지난 15일(현지시간) 영국 더 타임스 등 해외언론은 6800만년 전 살았던 것으로 추정되는 공룡 화석이 이베이 경매에 올랐다고 보도했다. 무려 295만 달러(약 33억 5000만원)의 가격이 매겨진 이 공룡 화석은 한때 지구를 주름잡았던 최상위 포식자 ‘티라노사우루스 렉스’(Tyrannosaurus rex·이하 티렉스)다. 가공할만한 힘을 가진 턱과 이빨, 그리고 튼튼한 다리와 꼬리로 악명이 높은 티렉스의 화석은 연구가치는 물론 대중적인 인기도 가장 높다. 이번에 경매에 오른 티렉스 화석은 아기와 청소년 뻘 사이인 4살 정도로 추정되며 몸길이는 4.5m, 두개골 크기는 21인치로 성체와 비교해보면 확연히 작다. 다만 학자들 사이에서는 아기 티렉스인지 아니면 '난쟁이 폭군'이라 불리는 티렉스의 친척뻘인 나노티라누스(Nanotyrannus)인지에 대해서는 이견이 있다. 처음 이 화석이 발견된 곳은 공룡 화석 보고인 미국 몬타나 주의 개인 사유지로 발견자는 소위 '화석 사냥꾼'으로 활동하는 알란 데트리치다. 그는 지난 2013년 보존 상태가 양호한 이 화석을 발견해 ‘샘슨의 아들'(Son of Sampson)이라 명명했으며 2017년 말 이를 캔자스 대학 자연사박물관에 대여했다. 이후 화석은 고생물학자들과 일반 관람객들에게 큰 관심과 인기를 모았다.그러나 최근 이 화석이 온라인 경매에 오른 사실이 알려지면서 논란이 시작됐다. 미국 척추고생물학 학회는 공개서한을 통해 "아기 티렉스 화석처럼 매우 희귀하고 과학적으로 중요한 화석은 우리 인류의 자연 유산으로 거래 품목이 되서는 안된다"며 비판했다. 이번 경매로 가장 난처해진 곳은 캔자스 대학 자연사박물관이다. 특히 약 1년 간의 전시를 통해 오히려 화석의 몸값만 올려주는 역할만 했다는 비난도 받고있다. 박물관 측은 "이번 경매와 우리는 아무 관련이 없으며 화석을 구매할 거액의 예산도 없다"며 선을 그었다. 이에대해 논란의 중심에 선 발견자인 데트리치는 "박물관 측에 미리 알리지 않고 경매에 올린 것은 유감"이라면서도 "현행 법적으로 이 화석을 이베이든 어디든 파는 것에는 전혀 문제가 없다"고 밝혔다.　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

미국의 상징이자 국조인 흰머리수리들이 ‘공동육아’에 나서 화제다. CNN 등 현지언론 보도에 따르면, 일리노이주(州) 북서부에 있는 어퍼미시시피강 국립야생동물·어류보호구역(Upper Mississippi River National Wildlife and Fish Refuge)에서 흰머리수리 수컷 두 마리와 암컷 한 마리가 한 둥지에서 올봄 부화한 새끼 세 마리를 함께 포육하고 있다. 현지 탐방서비스 관리자인 팸 스타인하우스는 이들 흰머리수리가 어떻게 한 둥지에서 살게 됐는지 그 뒷이야기를 공개했다. 지금으로부터 7년 전인 2012년 ‘밸러 1세’라는 이름의 수컷과 ‘호프’라는 이름의 암컷이 짝을 이뤘고 얼마 뒤 알 몇 개를 낳았다. 하지만 밸러 1세는 ‘좋은 아빠’가 아니었기에 둥지로 먹이를 가져오거나 둥지에 오는 일이 거의 없었다고 스타인하우스는 회상했다. 그러던 2013년 나중에 ‘밸러 2세’라는 이름을 붙인 잘생긴 수컷 한 마리가 둥지 영역에 나타났고 얼마 지나지 않아 호프는 밸러 1세를 버리고 이 젊은 개체와 만남을 가졌다. 하지만 밸러 1세는 호프에게 버림받았음에도 번식기 내내 둥지를 떠나지 않고 머물렀다. 그때부터 수컷 두 마리와 암컷 한 마리의 기묘한 동거가 시작됐던 것이다. 하지만 지난해 호프는 다른 흰머리수리들의 공격으로 둥지에서 사라졌다. 스타인하우스는 “오랫동안 호프는 둥지 근처에서 치열하게 싸웠는 데 그 뒤로 모습을 보이지 않았다”면서 “아마 심하게 다쳤을 가능성이 크다”고 말했다. 호프가 사라져 졸지에 단둘이 남게 된 밸러 1세와 밸러 2세는 어떻게 된 영문인지 서로 협력해 둥지에 있는 새끼 두 마리를 성심성의껏 보살펴 성공적으로 키워냈다. 놀랄 것도 없이 밸러 1세는 어른스러워져 더 책임감 있는 ‘아빠’가 됐다고 스타인하우스는 설명했다.그러던 그 해(2017년) 말 나중에 ‘스타’라는 이름을 붙인 암컷 한 마리가 나타났고 그 둥지에 알 3개를 낳았다. 거기서 올봄 새끼 세 마리가 부화했다는 것이다. 현지 관리자들이 둥지 근처에 설치한 영상에는 이들 흰머리수리가 함께 새끼들을 보살피는 모습이 담겼다. 이들은 너나 할 것 없이 순서대로 먹이나 둥지를 보수하기 위한 나뭇가지를 물어 날랐고 교대로 알을 품었다.또한 이들 흰머리수리는 새끼들이 부화한 뒤에도 먹이를 물어 나르며 똑같이 포육에 참여하고 있는 것으로 전해졌다. 스타인하우스는 “이들 흰머리수리는 모든 포육 과정에 관여했다. 모든 개체가 나뭇가지를 물어온다”면서 “수컷들이 나뭇가지를 자의적으로 놔두면 스타(암컷)가 다시 나뭇가지를 항상 자신이 생각해둔 곳으로 옮겼다”고 말했다. 또한 스타는 알을 품을 때 가장 많은 시간을 보냈지만, 피곤해서 일어나면 수컷들은 기꺼이 알 품기에 나섰다. 또한 둥지에는 항상 먹이로 가득 차 있어 새끼들이 먹을 것이 부족할 일은 절대로 없을 것이라고 스타인하우스는 설명했다. 흰머리수리는 둥지 영역에 관한 애착이 매우 크다고 알려졌다. 따라서 이들 흰머리수리는 앞으로도 아마 계속해서 함께 지낼 것이라고 스타인하우스는 덧붙였다.현재 부드러운 회색 솜털로 뒤덮인 이 작은 새끼 수리들은 아직 이름이 없지만, 먹이를 받아먹을 때 고개를 스스로 들 수 있을 만큼 성장했다. 이들은 불과 몇 주 뒤면 스스로 걸을 수 있고 거기서 다시 몇 주 뒤면 스스로 날 수 있을 것이다.한편 흰머리수리가 이처럼 세 마리가 함께 새끼들을 돌보는 사례는 이번이 처음은 아닌 모양이다. 미국 자연보호단체인 국립오듀본협회(National Audubon Society)에 따르면, 1977년 알래스카와 1983년 미네소타, 그리고 1992년 캘리포니아에서 각각 흰머리수리 세 마리가 함께 새끼들을 포육했다. 하지만 이들 흰머리수리가 모두 생물학적 부모인지 아니면 그중 한 마리는 그저 포육을 도와주는 ‘돌보미’인지 알 수 없다. 사진=AP 연합뉴스, 어퍼미시시피강 국립야생동물·어류보호구역 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

연구가치가 매우 높은 희귀한 아기 공룡 화석이 온라인 경매에 나와 논란이 일고있다. 지난 15일(현지시간) 영국 더 타임스 등 해외언론은 6800만년 전 살았던 것으로 추정되는 아기공룡 화석이 이베이 경매에 올랐다고 보도했다. 무려 295만 달러(약 33억 5000만원)의 가격이 매겨진 이 공룡 화석은 한때 지구를 주름잡았던 최상위 포식자 ‘티라노사우루스 렉스’(Tyrannosaurus rex·이하 티렉스)다. 가공할만한 힘을 가진 턱과 이빨, 그리고 튼튼한 다리와 꼬리로 악명이 높은 티렉스의 화석은 연구가치는 물론 대중적인 인기도 가장 높다. 이번에 경매에 오른 티렉스 화석은 아기와 청소년 뻘 사이인 4살 정도로 추정되며 몸길이는 4.5m, 두개골의 크기는 21인치다. 처음 이 화석이 발견된 곳은 공룡 화석의 보고인 미국 몬타나 주의 개인 사유지로 발견자는 소위 '화석 사냥꾼'으로 활동하는 알란 데트리치다.그는 지난 2013년 보존 상태가 양호한 이 화석을 발견했으며 2017년 말 이를 캔자스 대학 자연사박물관에 대여했다. 이후 화석은 고생물학자들과 일반 관람객들에게 큰 관심과 인기를 모았다. 그러나 최근 이 화석이 온라인 경매에 오른 사실이 알려지면서 논란이 시작됐다. 미국 척추고생물학 학회는 공개서한을 통해 "아기 티렉스 화석처럼 매우 희귀하고 과학적으로 중요한 화석은 우리 인류의 자연 유산으로 거래 품목이 되서는 안된다"며 비판했다. 이번 경매로 가장 난처해진 곳은 캔자스 대학 자연사박물관이다. 특히 약 1년 간의 전시를 통해 오히려 화석의 몸값만 올려주는 역할만 했다는 비난도 받고있다. 이에대해 박물관 측은 "이번 경매와 우리는 아무 관련이 없으며 화석을 구매할 거액의 예산도 없다"며 선을 그었다. 그러나 논란의 중심에 선 발견자인 데트리치는 "박물관 측에 미리 알리지 않고 경매에 올린 것은 유감"이라면서도 "현행 법적으로 이 화석을 이베이든 어디든 파는 것에는 전혀 문제가 없다"고 밝혔다.　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr