전설 속 동물 유니콘처럼 이마 한가운데 커다란 뿔 하나가 있는 황소가 발견돼 화제가 되고 있다. 영국 일간 데일리메일은 유니콘을 떠올릴 만큼 거대한 외뿔을 가진 특이한 소 한 마리가 SNS(사회관계망서비스)상에 공개돼 크게 주목받고 있다고 1일(현지시간) 보도했다. 이른바 ‘불니콘’이라는 별칭으로 불리는 이 황소는 브라질의 한 농장에서 살고있다. 페이스북을 통해 처음 공개된 이 황소는 희귀한 모습 때문인지 ‘다이아몬드’로 명명됐으며 외뿔은 선천적인 것이다. 과거 미국의 생물학자 윌리엄 도브 박사가 유전자 조작을 통해 유니콘 젖소를 만들어내기도 했으나 인위적으로 만들어진 이 젖소는 3년 정도밖에 살지 못했다. 외뿔 동물은 자연계에서 매우 보기 드문 사례다. 지난해 호주 바다에서는 외뿔이 달린 참다랑어가 포획되기도 했지만 청새치 등의 날카로운 부리가 박힌 것이 조사를 통해 밝혀지기도 했다. 사진=페이스북 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

덩치가 큰 동물들은 경쟁자들을 물리치고 짝짓기에 유리하지만, 그 대가를 치러야 한다는 사실이 밝혀졌다. 지난 2일(현지시간) 영국 일간 데일리메일은 큰 덩치가 수명을 단축한다는 과학적인 근거가 나왔다고 보도했다. 참새의 DNA를 연구한 이 논문에 따르면, 참새의 몸집이 클수록 그 염색체 말단의 염기서열 부위가 짧다는 사실이 발견됐다. 텔로미어라는 이름의 이 부위는 세포분열이 진행될수록 길이가 점점 짧아지는데, 이것이 노화의 원인이며, 나중에 결국 매듭만 남게 되면 더이상 세포복제가 불가능함에 따라 생명체는 죽음에 이르게 된다. 이 텔로미어가 짧은 동물은 노화진행이 빠를 뿐 아니라 질병에 걸리기도 쉬운 것으로 알려져 있다. 또한 텔로미어의 상태를 조사하면 사람의 건강상태를 파악할 수 있는데, 이로써 과학자들은 키 큰 사람이 키 작은 사람에 비해 상대적으로 수명이 짧은 이유를 알아낼 수 있었다. 동물의 경우, 덩치가 큰 동물이 작은 동물보다 일반적으로 오래 산다는 사실은 코끼리와 생쥐를 비교해보더라도 알 수 있다. 그러나 많은 개체들을 대상으로 조사해보면, 몸집 크기와 수명은 반비례 관계에 있음이 확인되었다. 덩치가 작을수록 수명이 길다는 뜻이다. 개를 예로 들어보면, 몸집이 작은 잭러셀이 큰 덩치의 세인트 버너드보다 훨씬 오래 산다. 한 최신 연구는 키가 큰 사람이 암 같은 질병에 더 잘 걸린다는 사실을 밝혔는데, 지금껏 생물학자들도 그 이유에 대해서는 잘 알 수 없었다. 이번에 발표된 새 연구는 영국의 글래스고 대학과 노르웨이 과학기술대학의 연구자들이 공동으로 수행한 것으로, 연구진은 노르웨이의 레카 섬에 사는 야생 참새들을 대상으로 연구한 결과, 뼈대가 큰 개체일수록 텔로미어가 짧다는 사실을 발견했다. 이 DNA 구조는 모든 동물의 염색체 끝에 달려 있는데, 그 기능은 구두끈 끝을 싸고 있는 플라스틱 싸개와 비슷하다. 참새의 세포가 분열을 거듭하여 참새 몸집을 키워갈수록 염색체 끝을 싸고 있는 이 텔로미어가 닳아서 짧아진다. 텔로미어의 마모가 노화의 진행과 암 같은 질병에 연관되어 있다는 사실을 뒤집어보면, 긴 텔로미어를 가진 개체는 그만큼 건강하고 장수를 누릴 수 있다는 결론이 나온다. 과학자들은 동물들이 덩치가 크면 짝짓기와 먹이다툼에서 그만큼 유리함에도 왜 더이상 덩치를 키우지 않는가 하는 이유를 해명하는 데 첫걸음을 내딛은 것으로 믿고 있다. 글래스고 대학의 동물학자 팻 모너핸 교수는 “몸집을 키우는 것은 세포가 더 많이 분열한다는 뜻”이라고 전제하면서 “그 결과, 텔로미어가 빨리 닳아서 세포조직들이 잘 기능하지 못하게 되는 것”이라고 설명했다. 노르웨이 과학기술대학의 ​개체군생태학자 토르 하랄드 링스비 부교수도 “이 연구결과는 아주 흥미로울 뿐 아니라, 파급효과가 클 것으로 본다” 면서 “우리는 자연개체군을 대상으로 이 같은 의미심장한 결론을 도출해냈다”고 밝혔다. 몸집이 클수록 수명은 짧아진다는 이 흥미로운 자연의 법칙은 우주에서도 그대로 적용된다. 태양 같은 항성들도 덩치가 클수록 수명은 기하급수적으로 짧아진다. 중력이 강해 핵융합이 급속히 빨라지기 때문이다. 태양만한 덩치의 별은 약 100억년 살지만, 태양 지름의 900배인 오리온자리의 적색거성 베텔게우스는 1000만년도 안됐는데 임종을 앞두고 있다. 조만간 초신성으로 터질 거라고 천문학자들은 예측하고 있다. 이광식 통신원 joand999@naver.com　

갑오징어는 포식자들로부터 살아남기 위해 몸 색깔을 변화시켜 주변 환경 속에 숨어드는 능력을 가지고 있다. 그런데 갑오징어가 이같은 시각적 위장술을 발휘하는 것은 물론, 몸에서 방출되는 ‘전기장’(electric field)까지 감출 수 있다는 사실이 최근 드러나 관심을 모으고 있다. 최근 미국 조지아서던대학교 생물학과 조교수 크리스틴 베도르와 듀크대학교 쇤케 존슨 공동 연구팀은 갑오징어의 소위 '스텔스 능력'에 대한 연구논문을 발표했다. 해양 생물 중에는 전기장을 감지해 먹이의 위치를 찾아내는 포식자가 많다. 그 중에서도 갑오징어의 천적 중 하나인 상어 또한 전기장을 아주 민감하게 포착할 수 있다. 이에 대항하기 위해 갑오징어 역시 전기장 방출 강도를 약화시키는 고유의 생존 비법을 개발한 것이라고 연구팀은 설명한다. 베도르 박사는 수조 속에서 쉬고있는 갑오징어에게 어두운 바다 속에서 반짝이는 여러 천적 생물들의 모습 찍은 영상을 보여주는 실험을 통해 갑오징어 특유의 은신 능력을 확인했다. 본래 갑오징어는 호흡과 배설을 겸하는 머리 양쪽의 ‘깔때기’(siphon)와 몸통을 둘러싼 외투(mantle) 안쪽의 빈 공간인 ‘외투강’ 등의 신체 기관에서 전기장을 발산한다. 이 전기장은 호흡과 같은 신진대사 작용에 따른 이온 교환(ion exchanges) 현상에 의해 일어나는 것으로, 그 강도가 아주 약하다. 실제로 갑오징어가 편히 휴식을 취하고 있을 때 발하는 전기장의 강도는 10~30μV(마이크로볼트·100만분의 1V)로, 이는 AAA규격 건전지에 비교해 7만5000배 더 약한 수준이다. 그러나 상어를 포함한 일부 생물은 이토록 약한 전기장마저 감지해 갑오징어를 찾아낼 수 있다. 이에따라 갑오징어는 천적이 다가올 경우 전기장 발산 강도를 기존보다 더욱 줄이는 특단의 조치를 취한다. 실험에서 갑오징어는 상어나 그루퍼(물고기 일종) 등의 영상을 확인하고는 은신 상태에 돌입하는 모습을 보여줬다. 이 때 제자리에 멈춘 갑오징어는 촉수로 깔때기를 막고 호흡 속도를 낮췄으며, 외투의 움직임을 자제하는 방법을 통해 전기장 강도를 6μV까지 감소시켰다. 이는 평상시 발산하는 전기장의 강도와 비교해 무려 89% 줄어든 수치다. 베도르는 갑오징어의 이러한 은신 전략의 실제 효과를 알아보기 위해 전기장 발생장치와 상어들을 동원, 추가 실험을 진행했다. 이 실험에서 휴식을 취하는 갑오징어와 같은 세기로 전기장을 발생시키자 상어들은 매번 기계의 위치를 찾아내 물어뜯었다. 그러나 은신상태의 갑오징어 수준으로 전압을 낮췄을 때는 발각 확률이 50%로 줄어들었다. 만약 은신을 시도했는데도 불구하고 발각 당했을 경우 갑오징어가 취할 수 있는 최종 회피수단은 먹물을 뿜어낸 뒤 외투강 속의 물을 강력히 분사해 도망가는 것 뿐이라고 베도르는 덧붙여 설명했다. 그러나 이 방법은 오히려 상어를 유인하는 결과를 낳을 뿐이다. 베도르는 “상어들은 분사 과정에서 발생하는 전기장에 흥분을 느끼며, 갑오징어가 분출하는 잉크의 맛에도 이끌리기 때문”이라고 설명했다. 이번 논문은 영국 왕립학회보(Proceedings of the Royal Society B) 최신호에 발표됐다. 사진=ⓒ위키피디아 방승언 기자 earny@seoul.co.kr

거대한 몸집의 고래가 자신보다 ‘한없이’ 작은 갈매기에 속수무책으로 당하는 희귀한 자연현상이 이어지고 있다고 라이브사이언스 등 과학전문매체가 지난 30일 보도했다. 긴수염고래라고 부르기도 하는 참고래는 수염고래류의 일종으로, 수컷의 경우 최대 18m, 암컷은 15m, 몸무게는 100t에 달하며 현재 멸종위기에 놓여있다. 갈매기들은 참고래가 숨을 쉬기 위해 수면위로 올라올 때를 노려 그 위를 맴돌다가, 물 위로 올라온 고래를 발견하면 등 위에 내려앉는다. 문제는 이후 갈매기가 참고래의 피부를 쪼아 등 위에 구멍을 만든 뒤 그 속의 지방을 떼어먹는데, 이때 생긴 구멍(상처)이 점차 커지면서 심하면 참고래의 목숨을 위협하는 지경에 이른다는 것. 연구를 이끈 미국 유타대학교 생물학자인 빅토리아 로운트리 박사에 따르면 생후 0~3개월의 새끼 참고래는 등이 매우 작고 구부러져 있는데다, 스스로를 보호하는 방법을 터득하지 못한 이유로 갈매기의 주된 공격대상이 되고 있다. 과거 연구에서는 특히 발데스 반도(아르헨티나의 추부트와 파타고니아 지방에 있는 자연보호구역)에서 이러한 현상이 주로 목격되는 이유가, 이 지역에 발달한 생선가공공장의 폐기물을 먹으면서 서식하는 갈매기가 동료로부터 새로운 먹이인 고래기름을 얻는 방법을 터득했기 때문이라는 분석이 나온 바 있다. 로운트리 박사는 “근래 들어 등에 상처를 가진 새끼 참고래가 늘어나는 것은 단순히 공격을 받는 암컷 참고래의 숫자가 줄어든 것뿐만 아니라 공격을 ‘감행’하는 갈매기가 늘어난 탓도 있다”면서 “현재 어미와 새끼 참고래가 한낮 시간 동안 이러한 공격과 맞서는 시간은 낮 시간 전체의 20%에 달한다”고 분석했다. 다만 연구진은 어린 참고래의 개체수가 줄어드는 원인이 ‘완벽하게’ 갈매기 때문이라고 볼 수 있는지에 대해서는 아직 확답을 내리지 못하고 있다. 연구진에 따르면 발데스 반도에서 2003~2014년 죽은 것을 확인된 새끼 참고래의 수는 626마리. 죽음의 원인이 탈수증이나 기생충에 의한 감염, 굶주림 등 다양하다. 전문가들은 새끼 참고래의 개체수 감소가 단순히 갈매기 때문이라고 보기는 아직 어렵지만, 어린 새끼의 경우 갈매기로부터 입은 부상이 쉽게 회복되지 않아 죽음에 이를 가능성이 다분한 것으로 보인다고 밝혔다. 　 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

당뇨병 치료제로 널리 쓰이는 메트포민이라는 성분이 다른 질병의 증상을 완화하는데에도 도움이 되는 것으로 밝혀졌다. 미국 캘리포니아의 노화전문연구기관인 벅연구소(Buck institute for Research on Ageing)의 고든 리스고우 박사 연구진은 동물을 대상으로 한 실험에서 당뇨병 치료제에 알츠하이머나 파킨슨병 등을 늦추는 효과가 있다는 사실을 발견했다. 연구진은 내년부터 사람을 대상으로 한 임상실험을 실시할 예정으로, 만약 이 실험이 성공한다면 70대의 노인의 생물학적 건강상태를 50대의 수준으로 유지할 수 있으며 이는 곧 인간의 수명이 120세까지 늘어날 수 있다는 가능성을 의미한다. 현재 한국인의 평균수명은 82.5세, 세계인의 평균 수명은 69.8세((2008년 UN 보고서 기준)다. 연구진이 주목한 메트포민은 인슐린 이용성을 높이고 간에서 글리코겐 배출을 억제해 혈액내 당 수치를 떨어뜨리는 역할을 하며, 2형 당뇨병의 1차 치료약제로 널리 쓰인다. 비교적 저렴하게 사용할 수 이 약은 세포 내에 산소분자 수를 높이면서, 체력을 증강시키는 동시에 수 십 년 더 생존할 수 있는 ‘능력’을 올리는 안티 에이징 효과를 기대할 수 있는 것으로 알려졌다. 과거 벨기에와 영국 연구진 역시 메트포민의 안티 에이징 효과를 입증한 바 있다. 벨기에 연구진은 회충을 대상으로 메트포민의 효능을 실험한 결과, 이를 복용한 회충은 그렇지 않은 회충에 비해 노화가 더디고 더 오랫동안 건강한 것으로 나타났다. 영국 카디프대학 연구진은 지난해 발표한 연구에서 메트포민을 복용한 당뇨병 환자의 수명이 더욱 길어진다는 것을 발견했지만 그 원인을 찾지는 못했다. 반면 일각에서는 당뇨병 환자가 심장마비, 심근경색, 뇌졸중 및 신장 기능 저하 등으로 오히려 수명이 더 짧은 경향이 있다는 반대 의견을 내놓기도 했다. 이러한 논란의 해답은 다수의 대학과 연구진이 내년부터 진행할 메트포민 임상실험을 통해 확인할 수 있을 것으로 기대된다. 현재 미국 연구진은 암, 심장질환, 치매 등을 앓았거나 위험이 높은 70~80세 성인 3000명을 모집 중이다. 연구를 이끈 고든 리스고우 박사는 “당뇨병 치료제가 다른 질병을 늦추는데 도움이 된다는 사실이 임상실험을 통해 확인될 경우, 노화 속도를 늦춤으로서 노화와 관련된 질병이 오는 속도 역시 늦출 수 있을 것”이라고 기대했다. 사진=포토리아 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

두만강 유역에 1530종의 식물이 서식하는 것으로 확인됐다. 국내 연구진에 의한 두만강 식물 조사는 처음으로, 특히 한국에서 멸종위기 식물이 흔하게 발견되면서 종 보존에 효율적인 활용이 기대된다. 29일 국립생물자원관에 따르면 2012년부터 3년간 러시아 생물학토양연구소와 두만강 유역 식물상 파악을 위해 프리모스키 남서지역에서 공동 연구를 수행한 결과 1530종의 식물 분포를 확인했다. 프리모스키는 연해주로 불리는데 러시아의 가장 동남쪽에 위치해 동해·두만강과 접한 지역으로 한반도 북쪽의 식물상을 간접적으로 파악할 수 있다. 조사된 식물의 74%(1134종)는 우리나라에도 분포하는 것으로 분석됐다. 그러나 국내에서 멸종위기 야생생물(Ⅱ급)로 지정된 제비붓꽃·조름나물·독미나리 등 17종은 이 지역에서 흔하게 관찰됐다. 특히 북한 지역에 분포하는 것으로 알려졌으나 남한에는 표본조차 없는 진펄현호색을 처음으로 확인했다. 생물자원관은 제비붓꽃 등 개체수가 풍부한 멸종위기종을 다수 확인하면서 이 지역의 서식지 현황과 생육상태 등을 파악해 국내 멸종위기종 복원을 위한 생태환경 조성 등에 활용할 계획이다. 세종 박승기 기자 skpark@seoul.co.kr

아버지 콤플렉스 벗어나기/오카다 다카시 지음/박정임 옮김/이숲/248쪽/1만 5000원 문학작품 속 아버지는 부재(不在)한 존재거나 극복의 대상으로 종종 묘사된다. ‘애비는 종이었다. 밤이 깊어도 오지 않았다(…)’(서정주의 시 ‘자화상’)나 ‘내겐 아버지가 없다. 하지만 여기 없다는 것뿐이다. 아버지는 계속 뛰고 계신다’(김애란의 소설 ‘달려라 아비’)처럼. 영화 ‘스타워즈’에서 다스 베이더가 루크 스카이워커에게 던진 충격적인 대사는 “내가 너의 아버지다”였다. 부재하다 못해 맞서 극복해야 할 대상이 아버지임은 더 거론할 필요가 없을 정도다. 실제로 생물학적인 측면에서 보면 이런 질문 또한 가능하다. 이 책이 글머리에서 던지는 ‘과연 아버지는 필요한가?’라는 도발적이면서도 근본적인 물음 말이다. 현실 속 아버지는 불쌍하기 짝이 없는 무기력한 존재다. 농경 사회 문화에서는 한 가족의 지도자이자 교육자이며 경외의 대상인 절대적 존재였다. 그러나 산업화 사회로 접어들며 아버지의 위상은 한없이 떨어지고 말았다. 가족공동체의 지도자였던 아버지는 공장과 기업의 노동자로 전락했고, 자식 교육의 주체에서 밀려나 돈을 벌어와 학원비를 대주는 기능적 역할로 바뀌게 됐다. 그 정반대의 경우도 있다. 아버지의 존재가 너무도 절대적이어서 자식들에게 성장 과정에서 정서적 문제를 야기할 수 있다. 정신분석학자 지그문트 프로이트(1856~1939)의 막내딸 안나는 아버지의 조수이자 정신분석학 연구의 후계자였다. 그는 위대한 아버지에 대한 존경심이 깊은 나머지 다른 남자에게는 평생 눈길 한번 제대로 주지 않고 독신으로 살았다. 절대적인 존재로서 아버지에게 집착한 탓이다. 또한 영국의 전 총리 마거릿 대처(1925~2013)는 ‘나의 모든 것은 아버지에게서 물려받았다’고 고백했을 정도로 자신과 아버지를 동일시했다. 아버지의 관심사와 가치관을 의식적, 무의식적으로 흡수하며 자란 것 자체가 아버지 콤플렉스의 발현이다. 정신과 의사이자 뇌과학자인 저자는 이를 치유가 필요한 질환으로 규정하고 제대로 치유하지 못할 경우 결국 아무와도 안정적인 관계를 맺을 수 없게 된다고 진단한다. 정서적 유대감과 공감 능력을 담당하는 옥시토신이 더 많이 분비되느냐, 아니면 규율과 지배, 힘 등 남성적 능력을 담당하는 바소프레신이 풍부하냐에 따라 두 가지 양상이 극단적으로 나뉜다는 얘기다. 아버지를 이해하기 위해서, 또 좀 더 합리적인 관계를 지향하는 아버지가 되기 위해서 자식들도, 아버지들도 모두 읽어 볼 만하다. 박록삼 기자 youngtan@seoul.co.kr

다윈의 의문/스티븐 C 마이어 지음/이재신 등 옮김/겨울나무/703쪽/2만 5000원 그러니까, 이 골치 아픈 논쟁은 삼엽충에서 비롯됐다. 무수히 많은 다리로 여기저기 스멀스멀 기어 다녔을 것 같은 모양새는 꼭 바닷가 갯강구 같기도 하고 바퀴벌레 같기도 하다. 좀 징그럽게 생긴 절지동물이지만 360도 시야를 확보한 겹눈을 갖는 등 원시 상태를 훌쩍 벗어난 이 삼엽충은 5억 4000만년 전 고생대 캄브리아기의 대표 생명체였다. 찰스 다윈(1809~1882)은 혁명적인 저서 ‘종의 기원’을 통해 진화론을 체계화시켰지만 삼엽충은 진화론에 있어 곤혹스러움의 대상으로 남았다. 캄브리아기 이전의 화석 기록에 식별할 수 있는 조상 동물 형태가 보이지 않은 채, 즉 진화적 전 단계의 형태 없이 갑자기 삼엽충을 비롯한 동물 생명체들이 나온 것처럼 보였다. 그럼에도 다윈은 ‘종의 기원’에서 이 사건을 곤란한 예외로 봤으며 미래에 후대 학자들의 화석 발견을 통해 궁극적으로 그 의문과 예외는 제거될 것이라고 낙관적으로 내다봤다. 하지만 후대의 과학자들은 그 빈틈을 놓치지 않았다. 진화론이 맞다면 같은 속이나 과에 속하는 다수의 종들이 이렇듯 갑자기 한꺼번에 등장할 수는 없다는 의문이었다. 과학철학자로서 미국 시애틀 디스커버리연구소 책임연구원인 저자 역시 여기에 주목한다. 그리고 생명의 역사에서 캄브리아기 삼엽충으로 대표되는 새로운 동물들의 갑작스러운 출현은 그 과정에 압도적인 지적 존재가 관여했음을 나타내는 강력한 증거라고 주장한다. 이른바 ‘지적설계론’이다. 성경에 기초한 ‘창조론’과 비슷해 보이지만 과학의 외피를 정교하게 짜 나간다는 점에서 궤를 약간 달리한다. 그럼에도 개신교계에서 지적설계론을 주장하는 이들은 신의 존재와 역할로 이를 설명하고, 또 다른 누군가는 외계 존재의 가능성까지 거론한다. 저자는 다윈이 사용했던 것과 동일한 방법인, 표준역사과학적 논증 방법을 사용해 다윈의 ‘자연선택’이 아닌 지적설계가 캄브리아기 폭발적인 생명의 출현에 대한 최선의 설명이라는 결론을 도출해 낸다. 그는 방법론적인 자연주의가 초자연적인 것을 포함하지 않아서 오히려 과학을 제한하고 있다고 주장한다. 하지만 이러한 지적설계론은 과학에 있어서 여전히 변방의 주장이다. 저자는 진화론, 신다윈주의의 젊은 논객인 통합생물학자 니컬러스 매츠키 UC버클리대 교수와 날 선 논쟁을 벌이기도 했다. 매츠키는 2013년 책을 펴내자마자 비판적인 논평을 써 지적설계론을 조목조목 비평했다. 저자는 두 번째 판의 ‘에필로그’(후기)에서 ‘1판의 비판자들에 대한 대답’이라는 제목을 달아 재반박했다. 그는 “출판된 지 하루 만에 이런 크기의 책을 읽고 그 정도의 긴 글(9400개 단어)을 단박에 쓰는 것은 대단한 업적이며 나로서는 기꺼이 그에게 ‘영재’라는 호칭을 부여하겠다”고 불편한 심기를 드러내면서도 그간의 논쟁의 요지와 흐름을 인내심 있게 담고 자신의 논거를 다시 설명했다. 여전히 대세는 진화론에 축을 두고 있지만 서구사회에서 관련 논쟁은 당분간 지속될 수밖에 없어 보인다. 리처드 웨이카트 미국 캘리포니아주립대 교수가 남긴 짧은 서평은 다소 무책임한 어감을 주지만 설득력이 있다. “지적설계의 가능성에 대해 개방적인 사람들은 그 견해를 지지하는 증거가 담겨 있는 보물단지를 발견하게 될 것이고, 지적설계를 반대하는 사람들은 마이어의 입장을 이해하고 그의 주장과 싸우기 위해 이 책을 읽는 것이 도움이 될 것이다.” 고생물학, 분자생물학, 생화학 등의 과학 이론을 그대로 따라가기에는 한계가 있겠지만 지적 호기심 충족 차원이라면 이 책과 더불어 그의 전작 ‘세포 속의 시그니처’ 그리고 진화론에 대한 반박과 비판을 담은 리처드 도킨스의 ‘눈먼 시계공’ ‘만들어진 신’ 등을 함께 읽어도 좋을 것이다. 박록삼 기자 youngtan@seoul.co.kr

충남 서천에 있는 국립생태원에 두 번째 생태학자의 길이 조성됐다. 국립생태원은 24일 진화론의 창시자 찰스 다윈과 그의 연구를 잇는 피터·로즈메리 그랜트 부부의 정신과 업적을 기리기 위해 ‘찰스 다윈·그랜트 부부 길’ 명명식을 개최했다고 밝혔다. 11월 24일은 ‘종의 기원’ 출간일이다. 영국의 진화 생물학자인 그랜트 부부는 1973년부터 매년 6개월간 갈라파고스제도에서 생활하며 핀치새의 진화를 연구하고 있다. 환경의 변화에 따른 핀치새의 부리 관찰을 통해 환경에 적응하지 못하는 개체는 도태한다는 다윈의 ‘자연선택론’을 뒷받침했다. 2.2㎞ 숲길에 조성된 ‘찰스 다윈·그랜트 부부 길’은 다윈과 그랜트 부부의 삶의 자취와 업적을 20개의 테마로 구성해 보여 준다. 다윈의 비글호 항해기와 진화론에 영향을 끼친 주변 인물들의 사상과 연구 업적, 자연선택설의 계기를 준 갈라파고스제도, 그랜트 부부의 핀치새 연구 관련 내용과 진화론의 핵심을 그린 생명의 나무 등에 대한 해설판과 상징물이 설치됐다. 한편 국립생태원은 원내 보존녹지를 활용해 생태학자의 길을 조성하고 있다. 지난해 11월 23일 국제 환경운동가이자 침팬지 연구가인 제인 구달 박사 탄생 80주년을 기념해 제인 구달 길(1㎞)이 처음으로 만들어졌다. 세종 박승기 기자 skpark@seoul.co.kr

안녕? 나는 ‘예쁜꼬마선충’이야.이름이 귀엽기는 하지만 난 흙 속에서 박테리아를 잡아먹는 1㎜ 정도밖에 안 되는 지렁이처럼 생긴 선형동물이야. 우리는 다리나 날개는 물론이고 눈도 없어. 감각기관으로 주변 온도와 촉감, 냄새를 감지해 먹이를 찾고 친구들이 주변에 있다는 것을 인식하지. 단순해 보이긴 하지만 959개의 세포로 이뤄져 있는, 갖출 것은 다 갖춘 다세포생물이야. 나는 주로 생물의 세포 성장과 분화, 형태 발생의 유전적 조절을 연구하는 ‘발생생물학’ 분야에서 많이 이용되고 있어. 물론 발생생물학자들은 나뿐만 아니라 노랑초파리, 제브라피시, 생쥐 등도 실험에 쓰고 있어. 과학자들이 나를 선호하는 이유는 배양하기 쉽고 냉동 보관도 가능하면서 발생 단계가 비교적 단순하기 때문이야. 알에서 부화한 뒤 4단계의 탈피 과정을 거쳐 성충이 될 때까지 사흘밖에 안 걸리고 평균수명도 2~3주에 불과해. 수정란에서 성체에 이르기까지 세포 분열 양상이 동일하고 몸 전체가 투명해 세포분열이나 분화 과정을 현미경으로 관찰할 수 있다는 장점도 갖고 있거든. 2002년 노벨생리의학상을 수상한 미국 분자과학연구소 시드니 브레너 박사, 미국 매사추세츠공대(MIT) 로버트 호비츠 교수, 영국 웰컴 트러스트 생어센터 존 에드워드 설스턴 경도 나를 실험에 사용해 생명체에서 세포가 분화되고 사멸되는 메커니즘을 처음으로 밝혀냈지. 얼마 전 기초과학연구원(IBS) 식물노화·수명연구단 남홍길 단장과 미국 프린스턴대 콜린 머피 박사 공동연구팀이 나를 이용해 건강 수명을 예측하는 방법을 개발해 유명한 과학학술지 ‘네이처 커뮤니케이션스’ 11월 20일자 온라인판에도 발표했대. 건강 수명은 단순히 얼마나 오래 살았느냐를 나타내는 평균 수명과 달리 실제로 활동을 하며 건강하게 산 기간을 나타내는 지표야. 연구팀은 우리가 성충이 된 뒤 6일째부터 예외 없이 순간 최고운동 속도가 느려지는 것을 발견했어. 실제 그동안 노화의 지표로 쓰였던 평균이동속도나 머리쪽 움직임 횟수보다 순간 최고운동 속도가 노화나 수명과 더 직접적인 연관성이 있다는 것을 밝혀낸 거지. 또 우리에게서 인슐린 수용체를 제거했더니 노화가 진행되더라도 활발히 움직이며 건강하게 산다는 것을 확인하기도 했다지 뭐야. 이 인슐린 수용체는 우리뿐만 아니라 사람에게도 있대.최근 한국을 비롯한 선진국들은 급격한 고령화 사회로 진입하면서 노년층의 건강한 삶에 대한 사회적 관심이 높아지고 있다고 들었어. 그래서 많은 사람들이 단순히 오래 사는 것보다 신체적으로 건강하게 오래 살고 싶어 한다며? 어쨌든 이번 연구로 1㎜에 불과한 내가 나보다 몇 백배 큰 사람들의 건강한 삶에 도움을 줄 수 있을 것 같아서 정말 기뻐. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

■국립생태원(원장 최재천)은 진화론의 창시자 찰스 다윈과 그의 연구를 이어가는 영국의 진화생물학자 그랜트 부부를 기리는 길을 조성해 24일 공개했다. 이 길은 생태원 내 2.2㎞ 구간의 숲길로 조성됐다. 다윈과 그랜트 부부의 생애와 연구 업적을 20개 테마로 보여준다. 24일은 다윈의 ‘종의 기원’ 출간일이다. 다윈의 비글호 항해기와 진화론에 영향을 준 인물, 다윈이 주장한 ‘자연선택설’의 연구 토대가 된 갈라파고스 군도, 그랜트 부부의 연구 내용 등이 소개됐다. ■한양대(총장 이영무)는 방위사업청(청장 장명진)과 국방과학연구소(소장 정홍영)의 ‘2015년 신호정보 특화연구센터 지원사업’에서 선정돼 2020년까지 125.1억원을 지원받아, 26일 ‘신호정보 특화연구센터’를 개소한다. 우리나라 미래 국가방위력의 중추가 될 국가전략정보 확보의 원천기술 개발을 위한 핵심 연구센터다. 오는 26일 열릴 신호정보 특화연구센터 개소식에는 장명진 방위사업청장, 정홍영 국방과학연구소장, 이헌곤 국방기술품질원장, 이영무 한양대학교 총장 및 윤동원 신호정보 특화연구센터장 등 관계자 200여명이 참석한다.■중소기업중앙회는 오는 27일 서울 여의도 중기중앙회 대회의실에서 협동조합과 중소기업 대표, 지식재산권 담당자를 대상으로 지식재산권 설명회를 연다. 이번 설명회는 최근 특허권·상표권 등 지식재산권의 중요성이 커짐에 따라 지식재산권으로 기업의 가치를 높이고, 이를 안전하게 보호할 수 있는 전략을 제공하기 위해 마련됐다. 설명회에서는 전문가들이 중국에서의 지식재산권 피해 사례와 대응방안을 소개하고 지식재산권 활용 전략을 제공한다. 참가비는 무료다. 참가를 원하는 기업은 중기중앙회 홈페이지(www.kbiz.or.kr)에서 신청서를 내려받아 팩스(02-786-2038)나 이메일(seodaew@kbiz.or.kr)로 제출하면 되고 문의는 중기중앙회 제조뿌리산업부(02-2124-3144)로 하면 된다. 이명선 전문기자 mslee@seoul.co.kr

유독 기억력이 떨어졌다고 느끼는 장년층이나 기억해야 할 정보가 많은 청소년 등 세대를 아울려 ‘손쉽게’ 기억력을 높일 수 있는 방법이 있다. 과학적으로도 증명된 이 방법은 다름 아닌 수면이다. 미국 브리검앤드우먼즈병원(Brigham and Women‘s Hospital)의 신경과학자인 제인 더피 박사는 “하루 8시간 수면을 취한 뒤 일어났을 때 사람의 이름이나 얼굴을 기억하는 능력이 월등히 향상된다는 사실을 확인했다”고 전했다. 더피 박사 연구진은 피 실험자들을 대상으로 600명의 얼굴을 담은 사진을 보여준 뒤, 이중 20명의 얼굴과 이에 맞는 이름을 알려주고 기억하게 했다. 일정시간이 지난 뒤 이름과 사진이 정확히 일치하는지 확인하는 테스트를 2회 실시했다. 이때 실험참가자들은 자신의 기억력에 얼마만큼 확신이 있는지를 1~9까지 숫자로 표기했다. 실험 결과 8시간 수면 뒤 테스트를 받았을 때, 8시간보다 덜 수면을 취했을 때보다 얼굴과 이름을 적확히 일치할 확률이 12% 더 높은 것으로 나타났다. 다만 연구진은 얼마나 깊이 잠들었는지를 알 수 있는 수면의 단계가 기억력에 직접적인 영향을 주는지는 밝히지 못했으나, 새로운 것을 배우고 난 뒤 잠을 자는 것이 기억력을 오래 유지시키는데 도움을 주는 것으로 입증됐다고 밝혔다. 연구진은 “수면은 우리가 새로운 정보를 익히고 배우는데에 매우 중요하다”면서 “나이가 들면서 수면장애 등이 더 자주 나타날 수 있는데, 이런 현상들이 기억력을 저하시키는데에도 영향을 미친다”고 분석했다. 한편 이번 연구는 ’학습-기억 신경생물학‘(Neurobiology of Learning and Memory) 최신호에 실렸다. 사진=포토리아　 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

약 6600만 년 전 공룡이 멸종하지 않았다면 과연 인간과 ‘공존’할 수 있었을까? 개봉을 앞둔 디즈니와 픽사 스튜디오의 새 애니메이션 ‘굿 다이노’(The Good dinosaur)는 공룡이 멸종하지 않았다는 가정 하에, 아파토사우루스와 이를 처음 발견한 용감한 소년의 우정을 그렸다. 영화 속 스토리가 현실이 될 경우, 사람과 공룡의 공존은 가능한 일일까? 전문가들의 대답은 “불가능하다” 이다. 뉴멕시코 자연사와 과학박물관의 고생물학자인 토마스 윌리엄슨은 과학전문매체인 라이브사이언스와 한 인터뷰에서 “공룡과 인류가 공존하는 일은 완벽하게 불가능하다”고 설명했다. 예컨대 중생대 시기의 공룡은 우리가 아는 공룡들과 다소 차이가 있는데, 몸집은 티라노사우루스처럼 크지 않은 대신 집에서 키우는 고양이 정도로 비교적 작았다. 하지만 공룡들은 결국 초기 인류의 몸집만큼 크거나 그 이상으로 자라났고, 이렇게 큰 몸집의 사나운 파충류와 인류가 공존하는 것은 불가능했을 것이라는게 윌리엄슨 박사의 주장이다. 영국 에딘버러대학의 고생물학자인 스티브 브루셋 박사는 공룡의 멸종이 인류의 진화를 유발했다고 설명했다. 그는 “만약 공룡이 멸종하지 않았다면 영장류를 포함한 포유동물은 절대 변화무쌍한 신세계에서 진화하지 못했을 것”이라면서 “공룡의 시대에 변화가 없었다면 영장류나 인류도 존재하지 못했을 것”이라고 확신했다. 이어 “포유동물은 공룡과 함께 1억 5000만 년 정도를 공존했다. 이 사이 공룡과 포유동물의 우위싸움이 치열했는데, 당시 포유류는 공룡의 지배하에 있었다. 지구와 소행성이 충돌했을 때 조류를 제외한 대부분의 공룡이 멸종됐고 당시 공존했던 포유동물 역시 75% 가량이 소멸됐다”면서 “하지만 포유동물의 일부는 여기서 살아남았고, 이것이 현재 5000종이 넘는 포유동물이 지구상에 존재하는 이유”라고 덧붙였다. 즉 공룡이 멸종하지 않았다면 인류와 공존할 수 있었다는 가설 자체가 잘못된 것이며, 공룡이 멸종하지 않았다면 애초에 인류는 존재하지 못했을 수도 있다는 것. 전문가들은 공룡이 멸종한 이후 포유동물이 자연에서 우위를 차지할 수 있게 됐으며, 이를 통해 다양성 및 진화의 기회가 확보됐다고 설명한다. 한편 공룡과 인류의 공존이라는 ‘가상’을 다룬 애니메이션 ‘굿 다이노’는 미국 현지에서 오는 25일 개봉하며, 국내에서는 내년 1월 관객과 만날 예정이다. 　 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

하늘에도 길이 있을까? 길이 있다면 새들은 어떻게 그 길을 찾아 북쪽에서 남쪽으로 이동할까? 최근 중국 연구진이 철새나 나비 등 조류가 하늘에서 길을 찾아 이동하는 ‘비법’을 찾아냈다고 밝혀 학계의 관심이 쏠리고 있다. 베이징대학교 분자생물학 연구진의 연구에 따르면 새들의 나침반 역할을 하는 것은 다름 아닌 ‘단백질’인 것으로 밝혀졌다. 망막과 신경세포에 있는 ‘MagR’이라는 유전자에서 만들어지는 이것은 긴 막대기 형태의 복합 단백질로, 빛과 자기장에 반응하는 특징을 가지고 있다. 망막에서 이 복합 단백질이 분비되면 뇌로 신호를 보내고, 이를 받아들인 신경계의 감각에 따라 남쪽 혹은 북쪽으로의 이동이 가능하다는 것. 이 단백질이 분비되는 새들은 태양빛과 지구의 자기장을 동시에 이용해 방향을 찾는데, 놀라운 것은 사람 역시 이와 유사한 단백질을 가지고 있다는 사실이다. 비록 사람에게서 분비되는 이 단백질의 양은 새에게서 분비되는 것보다 더 적긴 하지만, 사람 역시 새처럼 자기장을 감지할 수 있는 능력이 가졌을 수 있다고 연구진은 설명했다. 연구진은 “상어나 바다거북, 곤충이나 고래, 심지어 벌레 등 많은 지구상의 생명체가 지구의 자기장을 느끼고 이용할 줄 알지만 정확히 어떤 시스템이나 체내 분자를 이용하는지 등은 밝혀지지 않았었다”면서 “새는 일종의 ‘생물학적 나침반’을 가지고 있으며, 이를 연구하는 것은 동물들의 내비게이션 능력과 분자 매커니즘을 이해하는데 도움이 될 것”이라고 기대했다. 이번 연구결과는 세계적인 과학저널인 ‘네이처’의 자매지 ‘네이처 머트리얼’(journal nature materials) 최신호에 실렸다. 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

레이저 빔을 발사하는 기계 눈을 장착한 ‘로봇 벌’들이 언젠가 장애물에 충돌하지 않고 비행할 수 있게 될 것이라고 미국의 과학자들이 밝혔다. 하버드대와 뉴욕 버팔로대, 플로리다주립대 등이 참여한 연구진이 이른바 ‘레이저 눈’이라고 불리는 이 기술을 사용하면 사람들이 스마트폰이나 테블릿 PC, 노트북, 웨어러블 장치 등을 사용할 때 제스처(몸짓)만으로 완벽하게 제어할 수 있다고 설명했다. 현재 연구진은 벌이라는 곤충으로부터 생물학적인 영감을 받아 초소형 비행 로봇을 개발하고 있다. ‘로보비스’(RoboBees), 이른바 ‘로봇 벌’로 불리는 80mg짜리 이 비행 로봇은 언젠가 진짜 꿀벌 대신 인공 수분(가루받이)을 하는 것은 물론 조난 당한 재해 피해자의 위치를 파악하기 위한 용도로도 사용될 수 있다. 연구진은 이전 연구를 통해 이런 로봇 벌이 함께 비행할 수 있는 것은 물론 물에 빠졌을 때도 다시 날아오를 수 있는 뛰어난 성능을 갖출 수 있게 만들 수 있다는 것을 확인했다. 하지만 이전 로봇은 사물의 깊이를 인식하는 능력이 부족하여 벽을 피하거나 꽃에 안착하는 임무는 힘든 상태. 연구진은 이런 문제를 해결하기 위해 레이저 기반의 레이더를 시야로 사용한 신형 로봇 벌의 개발에 나섰다. ‘라이다’(LIDAR·Light Detection and Ranging)로 알려진 이 기술은 레이더에 쓰이는 라디오파 대신 ‘비가시 레이저 펄스’가 사용된다. 라이다 센서는 눈에 보이지 않는 레이저가 물체에 닿은 뒤 반사돼 돌아온 시간을 측정해 해당 물체까지의 거리는 물론 물체의 크기와 형태 등을 계산한다. 또한 이 레이저 빔은 일반적인 레이저와 달리 눈에 사용해도 될 만큼 안전하다. 연구에 참여 중인 카틱 단투 버팔로대 컴퓨터과학·공학과 조교수는 “우리 기술은 당신이 엑스박스(Xbox)를 사용해 게임을 할 때 당신의 움직임을 파악하는 마이크로소프트(MS)의 키넥트(Kinect)에 달린 장치와 매우 비슷하다”면서 “이는 이미 오늘날 사람들이 일상에서 사용하고 있는 것과 같이 매우 안전한 기술”이라고 설명했다. 라이다 기술은 현재 개발 중인 무인 자동차들이 주변 환경을 탐색하는 데도 사용되고 있다. 무인 차량에 쓰이는 라이다 시스템은 일반적으로 캠핑할 때 쓰는 랜턴(조명등) 정도의 크기이다. 단투 교수는 “이 기술은 본질적으로 자동차 업체들이 무인 자동차의 충돌을 막기 위해 쓰는 것과 같다”면서 “단지 우리는 이 기술을 1페니짜리 동전보다 작은 로봇 벌에 사용할 수 있게 초소형화 하는 것”이라고 말했다. 이번 연구에는 플로리다주립대의 컴퓨터-시야 전문가인 산지브 콥팔 조교수와 센서 전문가인 후이카이 시에 교수가 참여해 초소형 센서를 개발하고 있다. 단투 교수는 로봇 벌이 주변 환경을 분석하고 파악할 수 있도록 하는 인식 및 탐색 알고리즘도 개발하고 있다. 콥팔 교수는 “라이다는 기본적으로 빛 펄스의 ‘반사’(에코)를 이용한다”면서 “이는 매우 빠르지만 복잡한 회로 없이 작은 로봇 안에 장착하는 것이 문제”라고 말했다. 또 그는 “초소형-라이다 장치는 약 2000분의 1온스(56mg)가 될 것”이라면서 “앞으로 3년 안에 초소형-라이다 센서와 알고리즘을 완성할 계획”이라고 말했다. 그리고 하버드대 연구진이 이 기술을 로봇 벌에 통합시킬 것이다. 이들 연구진은 초소형 라이다의 응용이 미래 로봇 곤충에만 제한되지는 않을 것이라고 말한다. 또 다른 응용은 사람의 동작을 감지할 수 있는 MS의 키넥트와 비슷한 내추럴 유저 인터페이스(NUI, 직감적이고 자연스러운 방법으로 세상과 상호 작용하는 방법)를 사용하는 모바일 장치와 우리 인간이 상호작용하는 것을 포함한다. 콥팔 교수는 “초소형-라이다로 당신은 스마트 의류와 스마트워치와 같은 웨어러블 기술에 내추럴 유저 인터페이스가 사용되는 것을 상상할 수 있을 것”이라고 말했다. 사진=하버드대 공학응용과학대학(SEAS) 마이크로로봇 연구소/비스 생체모방공학 연구소 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

레이저 빔을 발사하는 기계 눈을 장착한 ‘로봇 벌’들이 언젠가 장애물에 충돌하지 않고 비행할 수 있게 될 것이라고 미국의 과학자들이 밝혔다. 하버드대와 뉴욕 버팔로대, 플로리다주립대 등이 참여한 연구진이 이른바 ‘레이저 눈’이라고 불리는 이 기술을 사용하면 사람들이 스마트폰이나 테블릿 PC, 노트북, 웨어러블 장치 등을 사용할 때 제스처(몸짓)만으로 완벽하게 제어할 수 있다고 설명했다. 현재 연구진은 벌이라는 곤충으로부터 생물학적인 영감을 받아 초소형 비행 로봇을 개발하고 있다. ‘로보비스’(RoboBees), 이른바 ‘로봇 벌’로 불리는 80mg짜리 이 비행 로봇은 언젠가 진짜 꿀벌 대신 인공 수분(가루받이)을 하는 것은 물론 조난 당한 재해 피해자의 위치를 파악하기 위한 용도로도 사용될 수 있다. 연구진은 이전 연구를 통해 이런 로봇 벌이 함께 비행할 수 있는 것은 물론 물에 빠졌을 때도 다시 날아오를 수 있는 뛰어난 성능을 갖출 수 있게 만들 수 있다는 것을 확인했다. 하지만 이전 로봇은 사물의 깊이를 인식하는 능력이 부족하여 벽을 피하거나 꽃에 안착하는 임무는 힘든 상태. 연구진은 이런 문제를 해결하기 위해 레이저 기반의 레이더를 시야로 사용한 신형 로봇 벌의 개발에 나섰다. ‘라이다’(LIDAR·Light Detection and Ranging)로 알려진 이 기술은 레이더에 쓰이는 라디오파 대신 ‘비가시 레이저 펄스’가 사용된다. 라이다 센서는 눈에 보이지 않는 레이저가 물체에 닿은 뒤 반사돼 돌아온 시간을 측정해 해당 물체까지의 거리는 물론 물체의 크기와 형태 등을 계산한다. 또한 이 레이저 빔은 일반적인 레이저와 달리 눈에 사용해도 될 만큼 안전하다. 연구에 참여 중인 카틱 단투 버팔로대 컴퓨터과학·공학과 조교수는 “우리 기술은 당신이 엑스박스(Xbox)를 사용해 게임을 할 때 당신의 움직임을 파악하는 마이크로소프트(MS)의 키넥트(Kinect)에 달린 장치와 매우 비슷하다”면서 “이는 이미 오늘날 사람들이 일상에서 사용하고 있는 것과 같이 매우 안전한 기술”이라고 설명했다. 라이다 기술은 현재 개발 중인 무인 자동차들이 주변 환경을 탐색하는 데도 사용되고 있다. 무인 차량에 쓰이는 라이다 시스템은 일반적으로 캠핑할 때 쓰는 랜턴(조명등) 정도의 크기이다. 단투 교수는 “이 기술은 본질적으로 자동차 업체들이 무인 자동차의 충돌을 막기 위해 쓰는 것과 같다”면서 “단지 우리는 이 기술을 1페니짜리 동전보다 작은 로봇 벌에 사용할 수 있게 초소형화 하는 것”이라고 말했다. 이번 연구에는 플로리다주립대의 컴퓨터-시야 전문가인 산지브 콥팔 조교수와 센서 전문가인 후이카이 시에 교수가 참여해 초소형 센서를 개발하고 있다. 단투 교수는 로봇 벌이 주변 환경을 분석하고 파악할 수 있도록 하는 인식 및 탐색 알고리즘도 개발하고 있다. 콥팔 교수는 “라이다는 기본적으로 빛 펄스의 ‘반사’(에코)를 이용한다”면서 “이는 매우 빠르지만 복잡한 회로 없이 작은 로봇 안에 장착하는 것이 문제”라고 말했다. 또 그는 “초소형-라이다 장치는 약 2000분의 1온스(56mg)가 될 것”이라면서 “앞으로 3년 안에 초소형-라이다 센서와 알고리즘을 완성할 계획”이라고 말했다. 그리고 하버드대 연구진이 이 기술을 로봇 벌에 통합시킬 것이다. 이들 연구진은 초소형 라이다의 응용이 미래 로봇 곤충에만 제한되지는 않을 것이라고 말한다. 또 다른 응용은 사람의 동작을 감지할 수 있는 MS의 키넥트와 비슷한 내추럴 유저 인터페이스(NUI, 직감적이고 자연스러운 방법으로 세상과 상호 작용하는 방법)를 사용하는 모바일 장치와 우리 인간이 상호작용하는 것을 포함한다. 콥팔 교수는 “초소형-라이다로 당신은 스마트 의류와 스마트워치와 같은 웨어러블 기술에 내추럴 유저 인터페이스가 사용되는 것을 상상할 수 있을 것”이라고 말했다. 사진=하버드대 공학응용과학대학(SEAS) 마이크로로봇 연구소/비스 생체모방공학 연구소 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

우리 몸의 신경기관(신경계)은 우리가 살아있는 동안 유지된다. 하지만 이런 기관에서 자극이나 흥분을 전달하는 최소 단위 신경 세포인 ‘뉴런’은 외상이나 질병, 환경적 손상이라는 외부 요인으로 주요 기능을 상실하고 재생하는 능력마저 제한될 수 있다고 한다. 그런데 독일 뮌헨 헬름홀츠 센터 산하 감각생물학과 기관형성 연구소의 에르난 로페스-시어 박사팀이 제브라피시(zebrafish)를 대상으로 한 실험을 통해 손상된 뇌 신경회로의 재생을 촉진하는데 성공했다고 미국 과학전문 매체 사이언스데일리가 17일(현지시간) 보도했다. 제브라피시는 실험모델로 쥐만큼 많이 쓰이는 열대어를 말한다. 이번 연구의 성공 요인은 세포막에 박혀 있는 효소로 알려진 ‘아데닐산고리화효소’(adenylyl cyclase)에 의해 생산되는 전달 분자인 ‘고리형 아데노신인산’(고리형 AMP, cAMP)에 있다고 연구진은 설명했다. 연구진은 이번 실험을 위해 청색광(블루 라이트)에 의해 발현하는 아데닐산고리화효소라는 특정 효소를 사용했다. 청색광 사용으로 효소가 나오는 세포에서 변환하는 고리형 AMP의 분비량을 정확하게 조절할 수 있었다고 한다. 이들은 어류의 경우 옆줄과 뇌를 이어주는 미주신경의 분자인 ‘체측신경’(lateralis)이 아직 발달돼 있지 않은 제브라피시의 유생(larvae)을 대상으로 이런 복구 시스템을 실험했다. 이번 연구에서 주저자로 참여한 얀 시아오 박사과정 연구원은 “청색광을 빛으로 활성시킬 수 있는 ‘아데닐산고리화효소’를 분비하는 신경세포에 비췄을 때 뉴런의 재생 효과가 극적으로 상승했다”면서 “빛 자극을 준 신경 말단은 복구율이 5%밖에 안된 무자극 대조군보다 많은 30%인 것으로 나타났다”고 설명했다. 즉, 이들 과학자는 청색광을 사용해 고리형AMP라는 것을 극적으로 늘려 신경회로의 재생을 자극할 수 있었던 것이다. 이번 연구의 교신저자이기도 한 로페스-시어 박사는 “광 유전학 기술(Optogenetics)은 혁신을 일으킨 신경 생물학 분야로, 이미 뉴런의 전기적 활동을 수정하는데 사용되고 있다”면서 “그런데 동물 전체의 복잡한 신경회로를 복구하는 방법을 처음 보여준 이번 결과는 빛을 사용해 원격으로 촉진할 수 있다”고 설명했다. 하지만 박사는 이번 결과가 아직 시작에 불과하다고 말한다. 그는 “결과는 초기 단계이다”면서 “이제 우리는 이런 결과가 제프라피시에서 단일 뉴런보다 더 복잡한 신경회로를 가진 고등동물을 대상으로 가능한지 연구할 계획”이라고 밝혔다. 또한 연구진은 앞으로 이 기술을 사용해 당뇨병이나 다른 질병으로 발생할 수 있는 신경 병증을 치료하는 방법으로 쓰일 수 있을 것으로 기대하고 있다. 한편 이번 연구결과는 세계적 학술지 ‘셀’(Cell) 자매지인 ‘커런트 바이올로지’(Current Biology) 최신호(11월 16일자)에 게재됐다. 사진=독일 뮌헨 헬름홀츠 센터 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

하루 3~5잔의 커피를 마시는 사람이 커피를 전혀 안 마시는 사람보다 수명이 3~7년 긴 것으로 나타났다. 하루 3~4잔의 커피가 뇌종양이나 간암·폐암을 예방하고 유방암·대장암 환자의 회복을 돕는다는 정도의 연구는 있었지만 직접적으로 수명에 대한 연구는 처음이다. 미국 하심장의학 분야 국제학술지 ‘서큘레이션’ 16일자에 발표했다. 연구팀은 커피 섭취가 사망률에 어떤 영향을 미치는지 알아보기 위해 1976년부터 매년 미국인의 생활습관과 진료기록을 조사하는 세 가지 대규모 의학데이터 연구를 통해 20만 8501명의 30년간 기록을 분석했다. 그 결과 카페인이 포함된 커피든 카페인을 제거한 디카페인 커피든 하루에 3~5잔의 커피를 마시는 사람이 커피를 전혀 마시지 않는 사람보다 심혈관 질환과 당뇨 등은 물론 자살 위험도 낮춰주는 것으로 조사됐다. 이번 연구 결과는 흡연과 음주, 체질량지수, 신체활동 정도 등 모든 요인을 고려해 나온 결론이라고 연구팀은 설명했다. 연구팀은 “커피 속에 포함된 폴리페놀의 일종인 클로로겐산, 리그난, 퀴나이드, 트리고넬린, 마그네슘 등 생리활성 물질들이 인슐린 저항성과 체내 염증을 낮춰 주기 때문으로 분석됐다”고 밝혔다. 이 중 클로로겐산은 콜레스테롤 억제, 항산화, 항암작용을 가지고 있어 심장질환을 예방하고 혈당 수치를 낮추는 것으로 알려져 있다. 그러나 하루 3잔 이하 또는 5잔 이상의 커피를 마시는 사람은 각종 질병 예방효과 및 수명 연장과의 상관관계가 나타나지 않았다. 프랭크 후 하버드대 교수는 “적당량의 커피 섭취가 몇몇 질환으로 인한 사망률을 낮춘다는 점은 커피가 갖고 있는 의학적 효능을 보여주는 것”이라며 “다만, 이런 효과가 나타나도록 하는 생물학적·화학적 메커니즘의 규명까지는 추가적인 연구가 필요하다”고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

“물론 나는 알고 있었다/ 오직 운이 좋았던 덕택에/ 나는 그 많은 친구들보다 오래 살아남았다/ 그러나 지난밤 꿈 속에서/ 이 친구들이 나에 대해 이야기하는 소리를 들었다/ 강한 자는 살아남는다/ 그러자 나는 자신이 미워졌다.”(베르톨트 브레히트 ‘살아남은 자의 슬픔’ 중에서) 강한 자가 살아남는 것일까, 살아남는 자가 강한 것일까. 이에 대한 해답을 최근의 고생물학 연구 결과를 통해 찾아보면 다음과 같다. ‘살아남는 것이 강한 것이다→작은 것이 큰 것보다 살아남을 가능성이 높다→작은 것이 강하다.’ ●작은 생물체가 혼란기 생존 가능성 커 미국 펜실베이니아대 지구환경과학과 로런 샐런 교수팀은 이달 13일자 ‘사이언스’ 온라인판에 고생대 데본기에 번성했던 던클리오스테우스라는 대형 원시어류의 멸종에 관한 연구 논문을 발표했다. 던클리오스테우스는 고생대 실루리아기 초기에 나타나 3억 6000만년 전인 고생대 데본기에 번성했던 물고기로 몸 길이가 10m, 무게는 3.6t에 달했다. 거대한 몸집 때문에 고생물학자들은 ‘피라미드 피시’라고 부르기도 한다. 던클리오스테우스는 머리부터 몸 앞부분이 갑옷 같은 딱딱한 껍질로 둘러싸여 ‘판피(板皮)어류’로 분류된다. 이빨은 없지만 날카로운 턱을 갖고 있어서 상어도 한 번 물리면 두 동강 날 정도여서 명실상부한 데본기 후기 ‘바다의 왕’이었다. 던클리오스테우스가 살았던 데본기는 현재의 남아메리카·아프리카·남극이 남반구에 하나의 대륙으로 합쳐져 있었고 나머지 대륙들은 적도 부근에 흩어져 있었다. 덥고 습한 기후 때문에 지구가 탄생한 이후 처음으로 육지는 양치류 형태의 식물로 뒤덮여 있었다. 육지에는 곤충 이외에 생물이 살지 않았고 대부분의 생물은 바닷속에 있었던 ‘물고기의 시대’였다. 전문가들은 “지금은 어류가 가장 원시적인 생물이지만 데본기 당시에는 가장 진화한 생물이었다”고 말했다. 샐런 교수팀은 2차 대멸종기였던 데본기 이후와 이전 어류의 크기를 조사한 결과 대멸종 전후 생물종 크기가 달라졌다는 것을 발견했다. 지구에 살던 전체 생물체의 70%가 사라진 데본기 대멸종 이후 던클리오스테우스 같은 덩치 큰 물고기들이 사라지고 대부분 사람 팔뚝만 한 크기의 물고기들만 살아남거나 새로운 것들이 나타났다는 것이다. 연구진은 덩치가 작을수록 번식 기간이 짧고 빨리 자라기 때문에 대멸종 같은 혼란기에도 살아남을 수 있었다고 설명했다. ●고생대 시작 후 5차례 대멸종 발생 45억년 전 지구가 생긴 뒤 5억 4300만년 전 생명체가 처음 나타난 고생대 때부터 지금까지 5차례의 생명체 대멸종이 발생했다. 대멸종은 몇 개 혹은 몇십 개의 종이 아니라 전 지구적으로 생물종이 짧은 기간 내에 한꺼번에 사라지는 현상을 말한다. 첫 번째 대멸종은 4억 4000만년 전 고생대 오르도비스기 말에 있었다. 이때 전체 생물종의 85%가 사라졌다. 두 번째인 데본기 말 대멸종을 거쳐 2억 5000만년 전 고생대 페름기 말에 3차 대멸종이 일어났다. 이때는 전체 생물종의 95%가 사라졌다. 가장 심각한 대멸종이었다. 이후 2억년 전 중생대 트라이아스기 말에 발생한 4차 대멸종 때는 생물종의 80%가 사라졌다. 일반인이 흔히 알고 있는 대멸종은 5차 대멸종인데, 6500만년 전 중생대 백악기 말에 발생해 공룡을 포함해 지구상에 존재했던 전체 생물종 중 75%가 순식간에 사라졌다. 학자들은 대규모 화산활동과 지각운동, 운석의 충돌 등이 대멸종의 원인이 됐다는 데 의견 일치를 보이고 있다. 이를 통해 대멸종의 규칙을 찾았는데 ▲100년간 평균 5도 이상의 급격한 온도 변화 ▲산소 농도의 급격한 하락 ▲화산 등의 작용으로 인한 대기의 산성도 상승 ▲최고 포식자의 멸종 등이다. 5차 대멸종 이후에도 자연선택에 의해 생물 멸종은 끊임없이 발생하고 있지만 최근 들어 멸종의 속도가 한층 빨라졌다는 연구들이 속속 나오고 있다. 과학 국제학술지 ‘사이언스 어드밴스’와 ‘네이처’는 6500만년 전 공룡시대를 끝내고 포유류의 시대를 연 5번째 대멸종 이후 동물 멸종 속도가 최근 가장 급속히 진행되고 있다고 지적했다. 앞으로 200년 정도가 지나면 양서류는 41%, 조류는 13%, 포유류는 25%가 멸종할 것이라는 예측도 내놓았다. 이 때문에 일부 과학자들은 사람을 포함한 지구 생물의 75%가 사라지는 ‘6번째 대멸종’이 발생할 수 있다고 경고하고 있다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

참새목의 박새가 자신의 짝과 떨어질 바에는 차라리 먹을 것을 포기하는 독특한 습성을 가졌다는 사실이 밝혀졌다. 영국 옥스퍼드대학의 동물학 전문가인 조쉬 퍼스 박사는 옥스퍼드셔 인근의 한 수풀산림에 서식하는 박새가 자신의 짝과 얼마나 끈끈한 유대관계를 가지고 있는지, 그리고 이들의 사회적 관계의 양상 등을 살피기 위해 2007~2014년 3198마리의 박새를 대상으로 추적·관찰했다. 일부 동물은 일생을 단 하나의 짝과 어울려 생활하는데, 참새과의 박새 역시 이 같은 습성을 가지고 있다는 것을 처음 확인한 것. 퍼스 박사 연구진은 이를 입증하기 위해 먹이가 가득 든 2개의 상자를 준비했다. 그리고 박새의 다리에 무선주파수로 식별이 가능한 장치를 매단 뒤 한 상자는 암컷만, 또 다른 상자는 수컷만 들어갈 수 있도록 조작했다. 그러자 박새 커플 중 수컷은 먹이를 얻기 위해 자신만이 들어갈 수 있는 상자에 다가가는 것이 아닌, 자신의 암컷 짝 곁에 머무는 것을 선택했다. 일주일 동안 단 이틀만 먹이 상자를 열어두고 나머지는 닫아놓았기 때문에 굶어 죽을 수 있는 상황에서도 박새 수컷의 선택은 같았다. 이후 이 박새 커플은 서로를 도와 함께 먹이를 취할 수 있는 방법을 찾기도 했다. 수컷이 여전히 암컷의 곁을 떠나지 않은 상태에서, 암컷이 먹이 상자 앞을 뛰어 다니며 먹이 상자를 열면, 문이 열린 사이 수컷이 재빨리 먹이를 취하는 형태였다. 연구를 이끈 퍼스 박사는 “박새 수컷은 암컷 짝과의 사이에서 태어난 새끼를 함께 기르기 위해 ‘차선’을 택하는 모습을 보였다. 먹이 앞에서도 서로 떨어지는 것을 선택하기 보다는, 함께 먹이를 먹으며 곁에 머물 수 있는 방법을 찾은 것”이라고 설명했다. 이어 “박새 커플은 ‘합동 작전’은 야생의 새에게도 사회적인 관계가 얼마나 중요한지를 입증한다”고 덧붙였다. 이번 연구결과는 의학 전문 학술지인 ‘현대생물학저널’(Journal Current Biology) 최신호에 실렸다. 한편 박새는 평지나 산지, 나무가 있는 정원이나 도시 공원 등에서도 쉽게 볼 수 있는 텃새로, 한국과 일본, 영국 등 다양한 국가에서 서식한다. 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr