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  • [열린세상] 여성의 오르가슴이 진화한 이유, 여전히 미스터리/조현욱 과학과 소통 대표

    [열린세상] 여성의 오르가슴이 진화한 이유, 여전히 미스터리/조현욱 과학과 소통 대표

    여성의 오르가슴은 진화생물학의 미스터리 중 하나다. 남성의 절정은 사정할 때 짧게 일어나며 사정은 임신에 필수적이다. 하지만 여성이 임신을 하기 위해 오르가슴을 느껴야 할 필요는 없다. 게다가 이를 항상 느끼는 여성은 10명 중 1명에 불과하다. 이런 행태는 어떤 쓸모가 있어서 진화했을까. 1967년 동물학자 데즈먼드 모리스가 쓴 ‘털 없는 원숭이’에서 제시한 주장을 보자. 이에 따르면 남성 짝과 육체적 친밀감을 높여 ‘남녀 한 쌍 관계를 강화’해주는 것이 주된 기능이다. 남자 동반자가 인내심, 배려, 상상력, 지능 등을 갖추고 있어야 여성이 오르가슴이라는 쉽지 않은 상태에 도달할 수 있다고 그는 보았다. 하지만 영장류 성행동 전문가 앨런 딕슨은 이를 반박한다. ‘다수의 암수가 난교를 하는 마카크 원숭이나 침팬지의 경우 이 같은 결속이나 안정된 가족을 형성하지 않으면서도 오르가슴 반응을 보인다. 반면에 긴팔원숭이는 주로 일부일처로 지내지만, 암컷이 절정을 느낀다는 명백한 징후가 없다’ 진화생물학자 로빈 베이커의 ‘정자 전쟁’에 따르면 오르가슴의 횟수와 시기는 여성의 무의식 전략의 일부다. 여러 남성과 섹스한 뒤 좀 더 우수한 정자를 선별해 품어 두려는 전략 말이다. 자궁 경부에는 정자와 병원균을 막는 필터가 있다. 성행위 중의 오르가슴은 이를 우회하는 단추의 역할을 한다. 또 그뒤로 다른 정자가 통과하지 못하게 막는 기능을 한다. 하버드대의 고생물학자 스티븐 제이 굴드는 클리토리스가 페니스의 흔적 기관에 불과하며 따라서 여성의 오르가슴도 진화적으로 특별한 기능이 없다는 논리를 폈다. 남성에게 젖꼭지가 달려 있는 이유와 비슷하다는 얘기다. 하지만 이처럼 강력한 신경·호르몬 반응이 우연히 생긴 것으로 보기는 어렵다. 지난달 미국 국립과학원 회보에 미국 신시내티 의대 소아과의 미하엘라 파블리체프 교수가 이끄는 연구팀이 발표한 논문을 보자. 이에 따르면 여성의 오르가슴은 포유류 진화의 초기에 있었던 ‘유도 배란’의 흔적으로 짐작된다. 2016년 이들은 포유동물 41종을 조사했다. 그 가운데 토끼나 고양이, 코알라, 낙타 등 15종은 섹스 이후에 비로소 난자가 배출되는 유도 배란을 하는 것으로 나타났다. 이와 대조적으로 진화사에서 뒤늦게 등장한 대형 유인원은 섹스 여부에 관계없이 월경 주기에 따라 정기적으로 배란을 한다. 파블리체프에 따르면 유도 배란을 하는 종과 인간 여성은 동일한 호르몬 변화를 겪는다. 예컨대 애착 관계를 강화하는 옥시토신과 젖 분비를 자극하는 프롤락틴의 농도가 치솟는 것이다. 다만 여성은 오르가슴 때 이런 일이 일어난다. 이들은 암컷 성기의 형태도 비교했다. 흥미롭게도 유도 배란에서 자발적 배란으로 옮겨갈수록 클리토리스의 위치도 질에서 점점 멀어지는 것으로 드러났다. 이들의 추론에 따르면 섹스에 따른 호르몬 변화가 지속되면서 나중에는 섹스의 쾌감 자체를 높이는 오르가슴을 일으키게 됐다. 하지만 호르몬 홍수는 이제 배란에 관계가 없으므로 생물학적 이점이 사라졌다. 이에 따라 일부 여성은 행위 도중 절정을 느끼지 못하게 됐다. 이번 연구에서 이들 팀은 항우울제 플루옥세틴(상품명 프로작)이 인간 남녀의 오르가슴을 방해한다는 사실을 활용했다. 토끼에게 이 성분을 2주간 투여한 결과 교미에 따른 배란율이 3분의1 낮아지는 것으로 나타났다. 이는 동일한 호르몬과 뇌 배선이 유도 배란 및 오르가슴과 모두 관련이 있다는 아이디어를 지지한다. 이들의 주장을 뒷받침할 중요한 단서는 토끼를 비롯해 유도 배란을 하는 여타의 포유동물 암컷이 오르가슴을 경험하는가의 여부다. “이는 어려운 질문이다. 우리는 그들과 말이 통하지 않는다.” 파블리체프의 말이다. 진상은 이번 연구에 연관되지 않은 미국 펜실베이니아주립대의 데이비드 푸츠의 설명 속에 있을지 모른다. “자연 선택은 뭔가를 손에 넣은 뒤에 이것이 다른 기능을 하도록 변형시킬 수 있다. 우리의 귓구멍은 원래 물고기 아가미의 벌어진 틈이었다. 기능은 시간이 지나면서 진화한다.”
  • [달콤한 사이언스] 신선한 야채, 과일 먹으면 살빠지는 이유는 장내미생물 때문

    [달콤한 사이언스] 신선한 야채, 과일 먹으면 살빠지는 이유는 장내미생물 때문

    “나 요즘 다이어트 시작했어”라고 말하는 사람들을 보면 가장 먼저 식단을 육류와 탄수화물류를 빼고 신선한 야채와 과일로 바꾼다. 실제로 조리 음식이 장내미생물의 종류와 숫자에 영향을 미친다는 연구결과가 나왔다. 미국 캘리포니아 샌프란시스코대(UCSF) 미생물학·면역학과, 글래드스톤 연구소, 하버드대 시스템생물학센터, 인간진화생물학과, 화학·화학생물학과, 로렌스 버클리국립연구소 환경유전학및시스템생물학부, 에너지부(DOE) 산하 조인트게놈연구소, 보스턴대 의학과, 캐나다 맥길대 마이크로옴·질병센터 공동연구팀은 조리된 음식이 장내 미생물을 변화시킨다는 사실을 확인했다고 2일 밝혔다. 이같은 연구결과는 생물학 분야 국제학술지 ‘네이처 미생물학’ 1일자에 실렸다. 지금까지 많은 연구에서 장내 미생물은 만성염증, 체중증가는 물론 암 발생까지 건강에 다양한 영향을 미치는 것으로 알려져 있다. 연구팀은 식단이 장내미생물에 어떤 영향을 미치는지 구체적으로 확인하기 위해 생후 21일된 생쥐 24마리를 4그룹으로 나눠 생고기, 조리된 고기, 생야채, 조리된 야채를 8주 동안 먹였다. 실험에 사용된 야채는 고구마, 감자, 옥수수, 완두콩, 당근, 사탕무였다. 8주 뒤 각각의 생쥐들 장내미생물을 채취해 분석한 결과 생고기와 조리된 고기를 먹은 생쥐들의 장내미생물은 크게 차이를 보이지 않았지만 야채의 경우는 조리된 것과 그렇지 않은 것들을 먹은 생쥐들 장내미생물의 종류나 숫자에 차이를 보였다. 연구팀은 생쥐 실험결과를 바탕으로 사람에게도 비슷한 결과가 나타나는지 확인하기 위해 8명의 건강한 남녀 대학생을 두 그룹으로 나눠 3일 동안 각각 조리된 음식과 조리되지 않은 음식만을 먹도록 한 뒤 분변 검사를 실시했다. 그 결과 사람에게서도 생쥐들과 똑같은 연구결과를 얻었다. 생쥐나 사람이나 조리되지 않은 음식을 먹는 사람들의 장내미생물 숫자와 종류가 다양한 것으로 조사됐으며 외부에서 침투하는 각종 세균이나 바이러스에 대항할 수 있는 면역력을 가진 장내미생물이 많은 것으로도 확인됐다. 조리된 음식을 많이 먹는 사람의 장내미생물들은 영양분을 더 많이 흡수하도록 돕기는 하지만 외부에서 침투한 물질에 대한 저항성은 낮은 것으로 나타났다. 피터 턴보 UCSF 교수는 “그동안 장내미생물 변화는 탄수화물 대사 변화 때문에 나타나는 것으로 알려져 있는데 이번 연구를 통해 장내미생물 군집 변화가 야채나 채소에 포함된 화학물질 때문에도 나타날 수 있다는 것을 밝혀낸 것이 이번 연구의 의미”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • 안녕·하이·니하오… 언어 진화의 핵심은 ‘입천장’

    안녕·하이·니하오… 언어 진화의 핵심은 ‘입천장’

    16세기 네덜란드 화가 피터르 브뤼헐의 작품 ‘바벨탑’은 구약성서 창세기 11장 ‘바벨탑 사건’에 영감을 얻어 그린 그림이다. 바벨탑을 짓기 이전까지 모든 인류는 하나의 언어를 사용했지만 사람들이 탐욕에 눈이 어두워 하늘에 닿을 듯한 바벨탑을 짓는 것을 보고 신이 언어를 여러 가지로 나누고 섞어 의사소통을 어렵게 만들어 바벨탑을 완성하지 못하도록 했다는 것이다. 언어학자와 진화생물학자들은 언어의 다양성을 단순하게 성서에 기록된 하나의 이야기로 받아들이는 것이 아니라 똑같은 언어기관을 갖고 있는 인간이 어떻게 다른 언어를 사용하고 말하게 됐는지 과학적 관점에서 연구를 한다.●언어 변화에 기존엔 문화·환경적 요인만 강조 기존 많은 연구들에서 언어 변화에 가장 큰 영향을 주는 것은 문화적, 환경적 요인이라고 주장하고 있다. 생물학적 관점에서의 접근은 사실상 거의 없었다. 이에 프랑스 뤼미에르 리옹2대학, 고등연구소, 독일 막스플랑크 심리언어학연구소, 네덜란드 라드바우드대 뇌·인지·행동연구소, 싱가포르 난양공과대 공동연구팀은 영상의학과 인공지능 기술을 활용해 입천장의 해부학적 형태의 차이가 언어 사용과 진화의 중요한 요인이라는 사실을 밝혀내고 생물학 분야 국제학술지 ‘네이처 인간행동’ 20일자에 발표했다.연구팀은 작은 차이가 시간이 지나면서 크게 증폭돼 전혀 다른 결과를 가져올 수 있다는 진화의 원리에 착안해 ‘발성 해부학의 미세한 차이점이 어떻게 언어를 변화시키는가’에 주목했다. 이를 확인하기 위해 연구팀은 남녀노소 107명에게 장모음이 포함된 단어들을 말하도록 해 녹음하고 이들의 입안을 자기공명영상(MRI) 촬영했다. 이 데이터를 컴퓨터에 입력한 다음 인공지능 기술을 활용해 50세대(약 1500년)가 지난 뒤에는 단어들의 발음이 어떻게 바뀌는지를 조사했다. 연구결과 구강구조, 특히 입천장 형태의 작은 차이가 단어들의 발음에 영향을 미치고 이것이 세대를 거쳐가면서 점점 변화해 50세대가 지난 뒤에는 똑같은 단어인데도 완전히 다른 단어들처럼 제각각 발음된다는 사실이 확인됐다. ●언어장애 유발 유전자, 정신건강에도 악영향 한편 영국 옥스퍼드 브룩스대 생명·의과학부, 케임브리지대 교육학부, 킹스 칼리지 런던대 생물통계학과, 스트라스클라이드대 정신과학부, 요크대 교육학과 공동연구팀은 언어 사용과 관련된 6개 유전자에 변이가 발생할 경우 언어기능 발달 장애는 물론 정신 건강에도 악영향을 미친다는 사실을 밝혀냈다. 이 같은 연구결과는 언어학 분야 국제학술지 ‘저널 오브 스피치, 랭귀지 앤드 히어링 리서치’ 20일자에 실렸다.연구팀은 1991년 4월부터 1992년 12월까지 영국에서 태어난 1만 5458명의 아이를 대상으로 생후 15, 18, 24개월, 8살, 11살 다섯 번에 걸쳐 유전자 검사와 언어능력 평가를 실시하고 부모에게는 아이들의 성장·발달 과정에 관한 설문조사를 했다. 특히 연구팀은 아이들의 언어 발달에 관여하는 것으로 알려진 핵심 유전자 6개에 주목했다. 분석 결과 ‘발달언어장애’(DLD)를 겪고 있는 아이들의 경우 언어발달 관련 유전자 6개에 변이가 나타난 것으로 확인됐다. 우마 토셉 요크대 교수는 “DLD는 대뇌 신경발달 저하나 손상 등의 원인으로 또래에 비해 말이 늦되는 증상”이라며 “이번 연구는 언어기능의 사용과 발달이 지적 능력은 물론 정신건강과 밀접한 관련이 있음을 보여주는 첫 번째 사례”라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • [달콤한 사이언스]극심한 불평등은 사회 붕괴 원인된다

    [달콤한 사이언스]극심한 불평등은 사회 붕괴 원인된다

    세계화라는 이름으로 1990년대를 기점으로 전 세계에 신자유주의 경제체계가 확산되면서 소득 불균형이 극심하게 나타났다. 2011년 미국과 유럽 등을 중심으로 ‘월스트리트를 점령하라’ 운동이 벌어진 것도 이 때문이다. 실제로 월스트리트 점령 운동은 2008년 금융위기로 인해 나타난 경제공황에도 불구하고 상위 1%와 나머지 99%의 경제적 불균형이 여전하다는 생각 때문이었다. 영·미 수리경제학자와 생물학자, 물리학자들이 극심한 경제적, 사회적 불균형은 사회 붕괴의 원인이 될 수 있다는 연구결과가 나와 주목받고 있다. 연구자들은 ‘기회의 평등, 과정의 공정함, 결과의 정의로움’을 구성원이 공감할 수 있다면 소득의 일부 불균형은 사회발전의 동력이 될 수 있다고도 밝혔다. 영국 엑스터대 경제학과, 오스트리아 과학기술연구원(IST), 미국 하버드대 진화역학프로그램, 진화생물학과, 수학과 공동연구팀은 지나친 불평등이 사회 안정성을 심각하게 위협한다는 연구결과를 내놨다고 17일 밝혔다. 그렇지만 사회 전체의 발전과 행복을 위해서는 완벽한 평등 상태도 바람직하지는 않다고 연구팀은 밝혔다. 이번 연구결과는 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 15일자에 실렸다. 연구팀은 게임이론, 컴퓨터 모의실험, 행동실험 기법을 통해 사회적 조건에 따라 집단의 상호작용을 파악할 수 있는 수학적 모델을 만들었다. 기존에도 관련 연구는 있었지만 개별 상호작용을 살펴보는 수준에 그쳤다. 그렇지만 이번에 개발한 모델링 기법은 수 백만개에 이르는 서로 다른 시나리오에 따른 집단 상호작용을 분석해 사회와 집단에 어떻게 영향을 미치는지 세부적으로 관찰했다는 점에서 차이를 보인다.연구팀은 소득과 생산성을 기준으로 집단의 크기와 숫자를 달리하면서 완전 균형(완전한 평등), 어느 한 쪽에 힘이 쏠려 있는 불균형 등 다양한 상태를 상정하고 소득의 일부를 공공서비스를 위해 제공하려는 의지를 측정함으로써 공공재 분배와 협력관계를 살펴봤다. 그 결과 어느 한 쪽에 소득과 생산성이 80% 이상 쏠려 있는 매우 불평등한 사회에서는 소득이 높은 사람들이 공공 재화나 서비스 제공에 대한 자신의 소득을 나누는데 소극적이며 사회 구성원간 협력 관계에도 관심이 없어 결국 집단 해체로 이어진다는 사실을 확인했다. 불평등이 높은 사회에서 부자들과 저소득층, 그리고 얇은 중산층간 협력하지 않고 서로 반목하는 가운데 공공서비스 수준이 낮아지는 이유도 이 때문이라고 연구팀은 설명했다. 높은 불평등 상태에서는 사회와 집단 유지를 위한 필수적인 공공서비스에 대한 자금 조달을 서로 거부하는 현상이 나타나기 쉽다는 것이다. 그러나 연구팀은 소득과 생산성의 완벽한 균형 상태(절대 평등상태)도 협력에 대한 동력을 잃게 만들고 집단이 정체되게 만든다는 사실을 밝혀냈다. 연구팀은 개인의 능력을 발휘할 수 있도록 기회의 균등함이 보장된 상태라면 약간의 불평등 상태는 모든 사람이 사회에 충분히 기여할 수 있는 동력이 된다는 것을 확인했다.실제로 세 명으로 이뤄진 그룹에서 한 명의 소득이 다른 두 사람의 소득을 합친 것보다 많을 경우 협력 의지는 줄어드는 것으로 나타났다. 그렇지만 경험이나 업무능력 같은 생산성이 다른 상태에서 소득의 일부 불균형은 협력을 더 용이하게 만들고 미래 소득을 늘릴 수 있다는 것을 확인했다. 이번 연구는 세금, 의료, 교육 등과 같은 공공재와 공공서비스를 유지하기 위해 필요한 조건들을 한 눈에 보여줌으로써 관련 정책입안자들에게 도움이 될 수 있을 것으로 보인다. 이번 연구를 주도한 마틴 노왁 하버드대 생물학·수학과 교수는 “이번 연구에 따르면 불평등이 지나치게 커지면 상대방에 대한 상호 영향력이 사라지고 더 이상 협력할 동기가 사라지면서 협력관계가 빨리 깨지게 된다”라며 “사회의 발전을 위해서는 무조건적인 절대 평등보다는 기회의 평등이 중요하며 반드시 지켜져야 하는 조건”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • 神만 알던 빛의 통로가 열렸다

    神만 알던 빛의 통로가 열렸다

    19세기 신학자 윌리엄 페일리는 ‘자연신학’이라는 논문에서 사람의 눈처럼 복잡하고 정밀한 기관이 만들어지기 위해서는 특별한 힘이 필요하다며 창조론을 주장했다. 당대 최고 정밀기계인 시계를 사례로 들어 시계가 만들어지기 위해서는 시계공이 필요한 것처럼 시계보다 더 정밀한 눈이라는 기관이 만들어지기 위해서는 ‘신’이라는 시계공이 있어야 한다는 주장이다. 우리 시대 대표적인 진화생물학자 리처드 도킨스 영국 옥스퍼드대 교수는 생물의 탄생과 진화에 개입하는 시계공이 있다면 그것은 특별한 목적이나 의도 없이 진행되는 자연선택이라는 ‘눈먼 시계공’이라고 설명하며 창조론을 반박했다.●현대 ·화석 각다귀 눈에서 공통으로 시력 보호하는 유멜라닌 검출… 바깥 쪽에선 키틴도 움직임과 형태, 색을 감지하는 눈은 다른 신체장기와 달리 구조가 정밀해 생물학자와 창조론자들 모두 주목하고 있는 부분이다. 이 같은 상황에서 지구상 생물의 80% 이상을 차지한다는 절지동물의 겹눈과 관련한 새로운 연구 결과가 나왔다. 스웨덴 룬드대, 스웨덴 국립 화학·재료과학연구소, 웁살라대 진화박물관, 일본 후지타보건대 화학과, 덴마크 살링박물관, 모스박물관, 미국 뉴욕 버팔로주립대 공동연구팀은 각다귀 화석을 분석해 겹눈의 비밀 일부를 풀어내고 그 결과를 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 15일자에 발표했다. 이번 연구 결과는 진화생물학 분야에서 여전히 수수께끼로 남아 있는 겹눈의 기능과 진화를 설명하는 데 도움을 줄 것으로 기대되고 있다. 연구팀이 분석 대상으로 삼은 각다귀는 다리가 길고 몸이 가늘어 모기와 비슷하게 생겼지만 몸이 훨씬 길고 사람의 피를 빨아먹지 않는 파리목(目)의 곤충이다. 각다귀는 다른 절지동물들과 마찬가지로 홑눈들이 벌집처럼 모인 겹눈을 갖고 있다. 과학자들은 겹눈의 등장은 삼엽충이 살았던 5억 2000만년 전 초기 캄브리아기로 거슬러 올라간다고 보고 있다. ●“키틴 각막은 살아 있을 때도 눈이 석회화됐다는 사실 처음으로 보여 준 것” 일반적으로 멸종된 절지동물의 시각적 능력과 눈이 어떻게 진화해 왔는지 확인하기 위해서 화석을 분석한다. 그러나 화석이 만들어지는 과정에서 구조적, 화학적 변형이 일어나 원래 특징과 형태가 변할 수 있기 때문에 현대의 종(種)과 비교한다. 연구팀은 겹눈의 형태가 잘 보존돼 있는 5400만년 전 각다귀 화석의 눈과 현재 각다귀의 눈을 비교 분석했다. 분석 결과 화석과 현대 표본 모두에서 빛으로부터 시력을 보호해 주는 역할을 하는 ‘유멜라닌’이라는 단백질이 검출됐으며 겹눈 가장 바깥쪽은 키틴 성분으로 얇게 덮여 있다는 사실을 확인했다. 특히 키틴 성분의 각막을 갖고 있다는 것은 살아 있을 때도 눈의 일부가 석회화된다는 사실을 보여 주는 것이라고 연구팀은 설명했다. 지금까지 삼엽충의 겹눈 분석을 통해 곤충 눈의 진화를 연구해 온 고생물학자들은 곤충 화석의 눈에서 키틴 성분이 검출되는 것은 죽은 뒤 화석으로 만들어지는 과정에서 나타난 석회화 현상 때문이라고 해석해 왔다. ●“눈은 다른 부위와 달리 5400만년 전 진화 완료” 요한 린드그렌 스웨덴 룬드대 지질학과 교수는 “이번 연구는 절지동물의 경우 눈 구조는 다른 신체 부위와는 달리 5400만년 전 이미 진화가 끝났다고 볼 수도 있다”며 “절지동물의 눈 구조가 화석화되는 과정에서 어떻게 변경되는지를 밝혀냄으로써 삼엽충 같은 과거 절지동물의 안구 구조에 대한 이해를 높여 줄 수 있을 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • 神만 알던 빛의 통로가 열렸다

    神만 알던 빛의 통로가 열렸다

    19세기 신학자 윌리엄 페일리는 ‘자연신학’이라는 논문에서 사람의 눈처럼 복잡하고 정밀한 기관이 만들어지기 위해서는 특별한 힘이 필요하다며 창조론을 주장했다. 당대 최고 정밀기계인 시계를 사례로 들어 시계가 만들어지기 위해서는 시계공이 필요한 것처럼 시계보다 더 정밀한 눈이라는 기관이 만들어지기 위해서는 ‘신’이라는 시계공이 있어야 한다는 주장이다. 우리 시대 대표적인 진화생물학자 리처드 도킨스 영국 옥스퍼드대 교수는 생물의 탄생과 진화에 개입하는 시계공이 있다면 그것은 특별한 목적이나 의도 없이 진행되는 자연선택이라는 ‘눈먼 시계공’이라고 설명하며 창조론을 반박했다.●현대 ·화석 각다귀 눈에서 공통으로 시력 보호하는 유멜라닌 검출… 바깥 쪽에선 키틴도 움직임과 형태, 색을 감지하는 눈은 다른 신체장기와 달리 구조가 정밀해 생물학자와 창조론자들 모두 주목하고 있는 부분이다. 이 같은 상황에서 지구상 생물의 80% 이상을 차지한다는 절지동물의 겹눈과 관련한 새로운 연구 결과가 나왔다. 스웨덴 룬드대, 스웨덴 국립 화학·재료과학연구소, 웁살라대 진화박물관, 일본 후지타보건대 화학과, 덴마크 살링박물관, 모스박물관, 미국 뉴욕 버팔로주립대 공동연구팀은 각다귀 화석을 분석해 겹눈의 비밀 일부를 풀어내고 그 결과를 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 15일자에 발표했다. 이번 연구 결과는 진화생물학 분야에서 여전히 수수께끼로 남아 있는 겹눈의 기 능과 진화를 설명하는 데 도움을 줄 것으로 기대되고 있다. 연구팀이 분석 대상으로 삼은 각다귀는 다리가 길고 몸이 가늘어 모기와 비슷하게 생겼지만 몸이 훨씬 길고 사람의 피를 빨아먹지 않는 파리목(目)의 곤충이다. 각다귀는 다른 절지동물들과 마찬가지로 홑눈들이 벌집처럼 모인 겹눈을 갖고 있다. 과학자들은 겹눈의 등장은 삼엽충이 살았던 5억 2000만년 전 초기 캄브리아기로 거슬러 올라간다고 보고 있다. ●“키틴 각막은 살아 있을 때도 눈이 석회화됐다는 사실 처음으로 보여 준 것” 일반적으로 멸종된 절지동물의 시각적 능력과 눈이 어떻게 진화해 왔는지 확인하기 위해서 화석을 분석한다. 그러나 화석이 만들어지는 과정에서 구조적, 화학적 변형이 일어나 원래 특징과 형태가 변할 수 있기 때문에 현대의 종(種)과 비교한다. 연구팀은 겹눈의 형태가 잘 보존돼 있는 5400만년 전 각다귀 화석의 눈과 현재 각다귀의 눈을 비교 분석했다. 분석 결과 화석과 현대 표본 모두에서 빛으로부터 시력을 보호해 주는 역할을 하는 ‘유멜라닌’이라는 단백질이 검출됐으며 겹눈 가장 바깥쪽은 키틴 성분으로 얇게 덮여 있다는 사실을 확인했다. 특히 키틴 성분의 각막을 갖고 있다는 것은 살아 있을 때도 눈의 일부가 석회화된다는 사실을 보여 주는 것이라고 연구팀은 설명했다. 지금까지 삼엽충의 겹눈 분석을 통해 곤충 눈의 진화를 연구해 온 고생물학자들은 곤충 화 석의 눈에서 키틴 성분이 검출되는 것은 죽은 뒤 화석으로 만들어지는 과정에서 나타난 석회화 현상 때문이라고 해석해 왔다. ●“눈은 다른 부위와 달리 5400만년 전 진화 완료” 요한 린드그렌 스웨덴 룬드대 지질학과 교수는 “이번 연구는 절지동물의 경우 눈 구조는 다른 신체 부위와는 달리 5400만년 전 이미 진화가 끝났다고 볼 수도 있다”며 “절지동물의 눈 구조가 화석화되는 과정에서 어떻게 변경되는지를 밝혀냄으로써 삼엽충 같은 과거 절지동물의 안구 구조에 대한 이해를 높여 줄 수 있을 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • 160주년… 제대로 번역한 다윈 ‘종의 기원’

    160주년… 제대로 번역한 다윈 ‘종의 기원’

    찰스 다윈(1809~1882)이 1859년 낸 ‘종의 기원’ 초판 번역본이 출간됐다. 한국 진화생물학계 학자들과 함께 다윈 선집 ‘드디어 다윈’ 시리즈를 추진한 사이언스북스는 23일 “이 책은 우리나라에서 처음으로 진화학자가 제대로 번역한 ‘종의 기원’의 우리말 정본”이라고 소개했다. 다윈은 ‘종의 기원’을 낸 뒤 1872년까지 모두 6번에 걸쳐 개정했다. 국내엔 6판 번역본이 대다수다. 이번 번역본은 다윈 사상의 출발점으로 돌아가 원래 모습을 복원하고자 노력했다. 번역은 진화학자인 장대익 서울대 교수가 맡았다. ‘종의 기원’은 당시 길게 쓰는 일을 미덕으로 여기던 시대 분위기 탓에 한 문장이 한 페이지에 가까운 경우가 많다. 국내에 번역될 때도 이를 임의대로 처리하면서 제대로 된 초판 번역본이 없다는 지적이 많았다. 이번 책은 원문을 훼손하지 않으면서 최대한 정확하고 쉽게 파악하도록 했다. 예컨대 초판엔 ‘진화’(evolution)라는 단어가 없이 ‘변화를 동반한 계승’(descent with modification)을 사용했다. 다윈이 ‘진화’라는 단어를 ‘진보’가 아닌 ‘전개’로 읽히기를 원한 점을 따져, 번역본은 이를 ‘전개’라는 표현으로 바로잡았다. 또 ‘생존 경쟁’을 ‘생존 투쟁’으로 바꾸기도 했다. 이번 책은 최재천 이화여대 에코과학부 석좌교수 등을 중심으로 2005년 만든 다윈 포럼에서 종의 기원 160주년을 맞아 기획했다. 출판사는 내년까지 ‘인간과 동물의 감정 표현’, ‘다윈의 사도들’ 등 시리즈 후속을 잇달아 출간한다. 김기중 기자 gjkim@seoul.co.kr
  • [핵잼 사이언스] ‘일각고래+벨루가’ 사이서 태어난 ‘잡종 고래’ 첫 발견

    [핵잼 사이언스] ‘일각고래+벨루가’ 사이서 태어난 ‘잡종 고래’ 첫 발견

    세계적인 희귀 고래종인 일각고래와 벨루가 사이에서 태어난 잡종(hybrid) 고래가 처음으로 확인됐다. 지난 20일(현지시간) 덴마크 코펜하겐 대학 자연사박물관 연구팀은 박물관에 소장된 특이한 고래의 두개골을 분석한 결과 고래 간 이종교배로 태어난 하이브리드로 확인됐다는 연구결과를 발표했다.  '아빠' 벨루가와 '엄마' 일각고래 사이에서 태어난 이 고래는 지난 30여 년 간 두개골로만 박물관에 소장돼 있다. 특이한 이 고래에 얽힌 사연은 1980년 대로 거슬러 올라간다. 당시 그린란드의 한 어부가 디스코만에서 멀리 떨어진 섬 인근에서 특이한 외양의 고래를 잡았다. 벨루가의 지느러미와 일각고래의 꼬리와 회색 피부를 가진 고래를 잡은 것. 이후 몸통을 제외한 이 고래의 머리는 어부의 집 지붕에 자랑하듯 내걸렸다. 특이한 이 고래를 알아본 것은 일각고래 과학자들로, 1990년 연구를 위해 이 지역을 찾았다가 우연히 발견했다. 그리고 고래의 두개골은 코펜하겐 대학 박물관으로 옮겨졌으나 당시 과학기술로는 '출생의 비밀'을 밝혀내지 못했다.이번에 코펜하겐 대학 연구팀은 DNA와 동위원소 분석으로 이 고래가 일각고래와 벨루가 사이에서 태어난 하이브리드라는 사실을 확인했다. 연구를 이끈 진화생물학자 엘린 로렌젠 박사는 "북극해에 사는 두 고래종의 이종교배가 이루어졌다는 사실을 증명하는 첫번째 그리고 유일한 증거"라면서 "이 고래는 일각고래와 벨루가와 또다른 나선형 이빨이 수평으로 뻗어있으며 식습관 역시 달랐다"고 설명했다. 한편 북극해에 서식하는 일각고래는 얼굴에 긴 뿔이 난 특이한 모습으로 유명하며 이 때문에 ‘바다의 유니콘’으로 불린다. 일각고래의 가장 큰 특징인 뿔은 사실 돌출한 엄니(송곳니 또는 앞니가 길고 커져서 입 밖으로 돌출한 이빨)다. 이 뿔의 용도에 대해서 학계에서는 암컷 유혹용, 먹이 찾기용, 일종의 네비게이션 등 다양한 주장을 내놓고 있다.  이에반해 벨루가(흰고래)는 2열의 가지런한 이빨을 갖고있으며 새하얀 피부로 사람들의 사랑을 한몸에 받고있지만 국제적인 멸종위기종이다. 특히 최근에는 노르웨이의 바다에서 한 여성이 스마트폰을 바다에 빠뜨리자 이를 입에 물고 나타나 큰 화제가 되기도 했다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr
  • [유용하 기자의 사이언스 톡] 네안데르탈인 멸종, 알고 보니 저출산 때문?

    [유용하 기자의 사이언스 톡] 네안데르탈인 멸종, 알고 보니 저출산 때문?

    佛연구팀, 환경·인구 조건으로 계산 ‘개체군 모델’ 개발“전쟁·기후 아닌 출산율 저하·영유아 사망이 원인일 수도”“이 우주에 인간만 있다면 이 얼마나 엄청난 공간 낭비인가.” 천문학자 칼 세이건은 19세기 살았던 영국의 비평가 토머스 칼라일이 ‘여러 세계들에 관하여’라는 글에 남긴 문장을 인용해 자신의 다큐멘터리이자 저서인 ‘코스모스’에서 이렇게 말했습니다. 수많은 SF에서 외계인을 찾아나서는 이야기가 나오고 실제 천문학계에서도 외계 행성과 외계 생명체의 존재를 찾아 나서는 것도 이런 이유 때문인지도 모릅니다. 지구상에는 수많은 생명체가 살고 있습니다. 우리 눈에는 똑같아 보이는 동식물이라도 서로 다른 종(種)으로 나뉘어 있습니다. 그런데 사람은 ‘호모 사피엔스’(현생인류)라는 하나의 종만 살아남아 있습니다. 지금으로부터 10만년 전까지만 해도 현생인류뿐만 아니라 네안데르탈인, 데니소바인 등 최소 6종의 인간이 살고 있었다는데 지금은 호모 사피엔스를 제외한 다른 종들이 모두 멸종한 이유는 뭘까요. 현생인류와의 전쟁에서 패배해 절멸했다는 주장도 있고 갑작스러운 기후변화에 적응하지 못해 사라졌다는 주장도 있습니다. 기록으로 남아 있지 않기 때문에 과학자들은 고고학적 유물과 고지구의 환경데이터 등을 바탕으로 타당한 설명을 찾아내기 위해 고군분투하고 있습니다. 프랑스 엑스마르세유대, 클로드 베르나르 리옹1대학의 진화생물학자, 생물통계학자, 고인류학자로 구성된 공동연구팀은 개체군 모델링이라는 수학적 기법을 통해 네안데르탈인 멸종에 대한 새로운 가설을 미국공공과학도서관에서 발행하는 국제학술지 ‘플로스 원’ 30일자에 발표했습니다. 연구팀은 다양한 환경조건과 인구통계학적 조건을 바탕으로 해 4000~1만년에 걸쳐 종이 사라질 수 있는 ‘네안데르탈인 개체군 모델’을 개발했습니다. 이 수학 모델은 이주, 출산율, 질병, 기후변화 등을 변수로 하고 인구가 5000명 이하로 떨어지면 멸종에 임박한 것이라고 정의했습니다. 분석 결과 20세 미만 네안데르탈인 여성의 출산율이 2.7% 감소됐을 경우 멸종까지 걸리는 시간은 1만년, 출산율이 8% 감소될 경우는 4000년 이내에 멸종이 일어나는 것으로 확인됐습니다. 네안데르탈인 집단의 생식력 감소에 1세 미만 영유아의 사망률이 높아지면 멸종까지 걸리는 시간은 더 짧아질 수 있는 것으로 나타났습니다. 안나 드조애니 엑스마르세유대 생물인류학 박사는 “이전에 가정했던 것처럼 현생인류와 전쟁이나 기후변화 같은 외적 요인이 아닌 출산율 감소나 영아사망률 증가 같은 집단 내부의 인구통계학적 변화가 네안데르탈인 멸종이라는 엄청난 결과를 가져왔을 수 있음을 보여 준 첫 번째 연구”라고 설명했습니다. 출산율은 집단의 문제이기도 하지만 개개인의 결정이 합쳐져 나타나는 지표입니다. 한국은 ‘하나만 낳아 잘 키우자’는 산아제한 정책을 30년 가까이 유지해 온 데다가 1990년대 말 금융위기 이후 나타난 불안정한 경제사회적 상황이 결합돼 단순한 정책적 지원으로만 저출산 문제를 개선하기는 쉽지 않을 것입니다. 먼 미래의 일이겠지만 결국 한국은 네안데르탈인들의 운명을 따르게 될까요. edmondy@seoul.co.kr
  • [달콤한 사이언스] 마다가스카르에는 쌀알 크기의 개구리가 있다고?

    [달콤한 사이언스] 마다가스카르에는 쌀알 크기의 개구리가 있다고?

    드림웍스의 애니메이션 덕분에 일반인들에게 잘 알려진 아프리카 남동쪽 인도양에 있는 섬 마다가스카르. 세계에서 4번째로 큰 섬나라인 마다가스카르는 가장 가까운 육지와 400㎞ 가까이 떨어져 있어서 독특한 동식물들이 존재한다. 전 세계 생물 약 20만 종 중에서 75%를 여기에서만 볼 수 있다고 할 정도로 생물의 천국이다. 최근 국제공동연구진이 마다가스카르에서 손톱만한 크기의 개구리를 비롯해 지금까지 보지 못했던 개구리 5종을 새로 발견했다. 독일 루트비히 막시밀리안대학 진화생물학, 함부르크대 동물학연구소, 라이프치히 진화및생물다양성 연구소, 미국 캔자스대 생태학및진화생물학과, 마다가스카르 안타나나리보대 동물학과 공동연구팀은 손톱 크기에서 쌀알 크기의 새로운 개구리 종을 발견했다고 31일 밝혔다. 이번 연구결과는 미국 공공과학도서관에서 발행하는 국제학술지 ‘플로스 원’ 28일자에 실렸다. 프랑스보다 약간 큰 마다가스카르에는 350여 종의 개구리가 있는 것으로 알려져 있다. 연구팀은 이번에 가장 큰 것은 엄지손톱에 앉을 수 있을 정도의 크기이고 가장 작은 것은 쌀 한 톨 크기의 개구리 5종을 새로 발견했다.이번에 발견한 새로운 종들에는 ‘미니’ ‘미니 멈’ ‘미니 스큘레’ ‘미니어쳐’라고 이름이 붙여졌다. 미니 멈과 미니 스큘레는 8~11㎜, 미니어쳐는 15㎜ 정도의 크기를 갖고 있는 것으로 알려졌다. 현재까지 가장 작은 개구리는 2009년 8월 파푸아뉴기니에서 발견된 7.7㎜ 크기의 ‘페도프라이네 아마우엔시스’로 기록돼 있다. 마크 셜츠 독일 루트비히 막시밀리안대학 진화생물학및동물학연구소 교수는 “우리가 흔히 볼 수 있는 개구리들은 모양과 크기가 비슷하기 때문에 개구리가 얼마나 다양한지 잊을 때가 많다”라며 “이번 연구를 통해 마다가스카르가 생물 다양성의 보고라는 사실을 다시 한 번 알 수 있게 됐다”라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • 100만명의 사람들, 神을 부르다

    100만명의 사람들, 神을 부르다

    “인간은 삶이 두려워 사회를 만들었고 죽음이 두려워 종교를 만들었다.” 영국의 철학자이자 사상가인 허버트 스펜서(1820~1903)는 종교의 탄생은 인류가 사후 세상을 두려워했기 때문이라고 주장했다. 그러나 과학기술이 발달한 지금 많은 연구자들, 특히 ‘이기적 유전자’ 저자로 잘 알려진 진화생물학자 리처드 도킨스는 ‘끊임 없는 전쟁과 가난, 아동학대와 차별 등은 신이라는 잘못된 믿음으로 인간의 존엄성이 무너져 발생했다’고 말하며 종교의 허구를 주장했다. 도킨스는 ‘만들어진 신’이라는 책을 통해 인간은 신 없이도 충분히 도덕적이고 열정적으로 진화할 수 있다고 강조했다. 신이라는 존재를 뛰어넘기 위해 과학자들은 현대인이 믿는 ‘도덕신’의 기원에 대해 추적해 왔다.영국 옥스퍼드대 사회결속연구센터를 비롯해 일본, 아일랜드, 미국, 독일, 오스트리아 6개국 14개 연구기관이 참여한 국제공동연구진은 초자연적 존재나 만물신 개념의 샤머니즘, 토테미즘, 애니미즘을 넘어 현대 종교에 등장하는 ‘도덕신’은 기존에 알려진 것과는 달리 인간 사회의 확장과 복잡성 때문에 생겼다는 분석 결과를 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 21일자에 발표했다. 이번 연구에는 인류학자, 고고학자는 물론 사회학자, 컴퓨터과학자, 언어학자, 비교문화학자, 진화생물학자, 심리학자 등 다양한 분야의 연구자들이 참여해 신뢰도를 높였다.인류 역사가 시작되면서 도덕적 규범을 강요하는 ‘도덕신’이나 불교의 업보, 기독교나 이슬람 등에서 볼 수 있는 천국과 지옥처럼 잘못된 행동에 대한 초자연적 처벌이 가해지는 사회친화적 종교가 하나 둘씩 나타나기 시작했다. 지금까지 많은 종교학자들은 도덕신 존재와 사회 발전 사이에 연관성이 있을 것이라고 추정했지만 세계 역사를 시간에 따라 분석하는 종단연구의 분량이 방대해 둘 사이의 관계를 정확하게 분석하려는 시도는 거의 없었다. 이에 연구팀은 구석기 시대부터 산업혁명기까지 다양한 정보를 포함하고 있는 ‘세샤트’(Seshat)라는 세계사 정보데이터베이스를 이용해 종교와 사회 복잡성 간 선후 관계 분석을 시도했다. 연구팀은 지난 1만년 동안의 인류 역사에서 전 세계를 30개 지역 414개 사회로 분류한 뒤 사회의 복잡성과 관련한 51개 척도, 도덕과 윤리, 종교에 관한 4개 척도를 근거로 데이터를 코딩해 분석했다.그 결과 도덕화된 신은 사회의 복잡성과 확장에 중추적인 역할을 하기보다는 사회가 일정 규모를 넘어서는 순간 협력이라는 것이 필요해지면서 비로소 나타났고 인정받게 됐다는 것이 밝혀졌다. 즉 종교가 사회의 복잡성과 규모를 키운 것이 아니라 인류 사회가 커지면서 사회 통합 차원에서 도덕신이 필요해졌다는 설명이다. 사회의 규모가 커지고 다양한 계층의 사람들이 증가하면서 협력과 통합의 필요성 때문에 도덕신이라는 개념을 도입하게 된 것이고 이를 통해 문화와 사회 진화를 이끌어냈다는 것이다. 실제로 도덕적 규범을 강조한 신이 등장하고 종교의 사회 통합 기능이 강조되는 것은 인구 100만명 규모의 ‘메가사회’(Megasociety)가 등장하면서라고 연구팀은 분석했다. 또 도덕신을 도입한 국가나 사회가 여러 민족을 아우를 수 있는 제국을 손쉽게 형성하고 지속시킬 수 있었다고 덧붙였다. 패트릭 새비지 일본 게이오대 환경정보학부 교수는 “이번 연구에 따르면 종교라는 것은 여러 민족들로 구성된 제국에서 다양한 구성의 인구를 통제하기 위해 필요한 권력 관계 때문에 나타났다고 해석할 수 있다”라며 “이 때문에 대제국들에서는 종교적 의식이나 관행 등이 더 중요하게 다뤄져 왔던 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • [어린이 책] 어린 도킨스에게 ‘영웅’이었던 동물과 대화하는 의사 이야기

    [어린이 책] 어린 도킨스에게 ‘영웅’이었던 동물과 대화하는 의사 이야기

    둘리틀 박사의 모험/휴 로프팅 글·그림/장석봉 옮김 궁리/전 12권/각 권 1만~1만 5000원 “지금 내 영웅이 찰스 다윈이라면 어린 시절의 영웅은 둘리틀 박사입니다. 둘리틀 박사의 모험 이야기들을 몇 번이고 읽으며, 과학자의 꿈을 키웠습니다.”세계적인 진화생물학자이자 책 ‘이기적 유전자’의 저자 리처드 도킨스가 찰스 다윈에 비견하는 이 인물, 둘리틀 박사는 누구일까. ‘침팬지의 어머니’ 제인 구달의 말을 빌리면 ‘이 통통하고 친절하고 열정적인 의사’는 실존 인물이 아니다. 영화 ‘인생은 아름다워’에서 아들에게 수용소 생활을 ‘게임’이라고 소개했던 아빠처럼, 제1차 세계대전에 참전해 부상으로 치료를 받는 와중에도 두 아이에게 동물과 대화를 할 줄 아는 의사 이야기를 그림과 곁들여 보낸 아버지 휴 로프팅(1886~1947)의 손끝에서 탄생했다. 이러한 둘리틀 박사의 모험 시리즈 12권 전체가 국내에서 처음으로 완간됐다. 낙관으로 가득 차 조금은 대책 없는 인물 둘리틀 박사가 앵무새, 개, 돼지 등의 동물들과 함께 펼치는 좌충우돌 모험담은 어른이 읽어도 묘하게 빠져드는 마력이 있다. 다만 흑인 왕자 ‘범포’와 그의 고향 아프리카 사람들을 묘사하는 일부 대목에서 인종 차별로 여겨질 만한 부분들이 있다. 궁리 측은 이 대목을 남겨 둔 까닭에 대해 “아무리 훌륭한 사람이라도 시대적 환경에서 완전히 자유로울 수는 없는 법”이라며 “그 시대를 뛰어넘어 사랑받는 작품이라면 그런 결점을 뛰어넘을 무언가가 있기 때문일 것”이라고 썼다. 아이들과 함께 읽으면서 유념해야 할 부분이다. 이슬기 기자 seulgi@seoul.co.kr
  • [안녕? 자연] 유대류 잡아먹는 아마존 거미 발견‥이색 사례 보고

    [안녕? 자연] 유대류 잡아먹는 아마존 거미 발견‥이색 사례 보고

    아마존에 사는 거미류인 타란툴라가 유대류인 주머니쥐를 잡아먹은 보기 드문 사례가 공개돼 관심이 쏠리고 있다. 1일(현지시간) 미국 CNN 등에 따르면, 미국 미시간대 연구진이 최근 한 동료평가 학술지에 이런 사례를 소개했다. 연구진은 이 논문에서 “지난 2016년 11월 18일 자정 무렵, 페루의 한 열대우림에서 낙엽이 쓸리는 소리가 들려 눈을 돌리자 커다란 타란툴라 한 마리가 유대류인 주머니쥐를 끌고 가고 있었다”고 설명했다. 연구진에 따르면, 타란툴라는 자기 몸집만한 주머니쥐를 사냥하는 데 성공했을 가능성이 크다. 주머니쥐는 타란툴라의 이빨에 목을 물린 상태였지만, 이들 연구원이 발견했을 당시에도 목숨이 붙어있어 조금씩 움직이고 있었다. 연구진은 이 모습을 5분 정도 관찰하면서 증거 자료로 영상으로 담는 데도 성공했다. 타란툴라는 자신의 먹잇감을 근처에 있던 한 나무의 뿌리가 드러난 부분까지 끌고 간 뒤 그사이에 숨어서 천천히 식사를 즐겼다. 연구진은 해당 타란툴라의 크기를 주변 사물들과 비교해 가늠했을 때 디너플레이트(정찬 접시) 만큼 크며 몸통만해도 야구공보다 크다고 설명했다. ‘아마존의 저지대 열대우림에서 절지동물들과 소형 척추동물들 간의 생태적 상호작용’이라는 제목으로 발표된 이번 논문에는 이와함께 다른 거미와 지네 등 절지동물이 개구리나 뱀, 또는 도마뱀 등 소형 척추동물을 잡아먹은 사례 총 15건이 소개됐다. 이에 대해 논문 책임저자인 대니얼 라보스키 미시간대 생태·진화생물학부 부교수는 “이런 사례는 흔히 관찰되지 않는 것은 아니다”고 말했다. 라보스키 부교수는 다른 연구원들을 데리고 1년에 한두 차례 페루 남동부에 있는 아마존 저지대 열대우림을 방문한다. 이들이 심야 조사 중에 발견한 동물들은 뱀과 개구리 그리고 도마뱀이 대부분이지만, 이 중 대형 거미가 사냥감을 노리는 모습이 종종 목격되는 데 큰 귀뚜라미나 메뚜기를 잡아먹는 모습이 대부분이라고 라보스키 교수는 설명했다. 또 라보스키 부교수는 “생물학자들은 지금까지 소형 척추동물이 대형 거미나 지네에 의해 잡아먹히는 사례가 생각보다 많다는 점을 무시하고 있었을지도 모른다”며 “대부분 이런 동물의 생태는 전혀 알려지지 않았는데 이는 우리가 아는 것이 얼마나 적은지를 보여준다”고 설명했다. 자세한 연구 결과는 국제 학술지 ‘양서류·파충류 보존’(Amphibian & Reptile Conservation) 2월28일자에 실렸다. 사진=양서류·파충류 보존 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr
  • 왼손잡이 파이터가 싸움에 더 능한 이유

    왼손잡이 파이터가 싸움에 더 능한 이유

    오른손잡이와 왼손잡이 파이터가 싸우면 일반적으로 누가 이길 확률이 높을까? 최근 영국 맨체스터대학 연구팀이 왼손잡이가 오른손잡이에 비해 싸움에 더 능하다는 흥미로운 연구결과를 내놓아 관심을 끌고 있다. 원초적인 궁금증을 자아내는 이 연구는 총 1만건 이상의 복싱과 이종격투기 경기 결과를 분석한 것으로 결론부터 말하면 54% 정도 왼손잡이의 승리다. 이번 연구결과는 단순한 통계로 보이지만 그 배경은 진화생물학과 관계가 깊다. 일반적으로 왼손잡이는 우리나라는 물론 영어권에서도 다소 부정적인 의미로 묘사된다. 한때 우리나라에서 오른손은 ‘바른손´으로 불려 상대적으로 왼손은 그 반대의 의미로 통했다. 지위가 낮아지는 것을 의미하는 ‘좌천´(左遷)이라는 말도 왼쪽에 대한 부정적인 의식이 담겨 있음은 물론이다. 영어권에서 야구나 권투에서 왼손잡이를 뜻하는 ‘사우스포’(southpaw)도 남쪽과 동물의 발이라는 의미가 합쳐진 단어다. 이 같은 차별은 왼손잡이가 소수이기 때문인데, 대체로 전 세계 인구의 10%, 우리나라는 약 5%가 왼손잡이인 것으로 추정된다. 학자들이 주목한 것은 왼손잡이가 매우 적은 숫자임에도 오른손잡이와의 싸움에 능하고 오랜시간 없어지지 않고 유지된 이유다. 이에 대해 진화생물학자들은 크게 두 가지 가설을 제기하는데 이번 연구팀이 주목한 것은 바로 ‘파이터 가설´이다. 연구를 이끈 토머스 리처드슨 연구원은 “오른손잡이는 상대적으로 같은 오른손잡이와 싸우는데 익숙하다”면서 “이에 반해 오른손잡이는 희소한 왼손잡이와 싸울 때 그 자세 등에 혼동을 느껴 경쟁에서 우위를 점하기 힘들다”고 설명했다. 곧 복싱 등 1대 1로 싸우는 스포츠에서 왼손잡이가 오른손잡이에 비해 유리할 수 있다는 주장이다. 또 한 가지 가설은 왼손잡이가 우뇌와 좌뇌 사이의 정보전달 속도가 빠르다는 것으로, 쉽게 말해 왼손잡이가 머리가 좋다는 주장이다. 그렇다면 이 같은 장점에도 왼손잡이는 왜 다수가 되지 못했을까? 이에 대해 리처드슨 연구원은 “왼손잡이는 오른손잡이에 비해 출생 시 저체중, 정신병에 걸릴 위험이 높은 경향이 있다”면서 “자연선택적으로 왼손잡이를 걸러내는 유전적 영향을 오랜시간 받아왔을 것”이라고 밝혔다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr
  • [알쏭달쏭+] 오른손잡이와 왼손잡이가 싸우면 보통 누가 이길까?

    [알쏭달쏭+] 오른손잡이와 왼손잡이가 싸우면 보통 누가 이길까?

    과연 오른손잡이와 왼손잡이 파이터가 싸우면 일반적으로 누가 이길 확률이 높을까? 최근 영국 맨체스터 대학 연구팀이 왼손잡이가 오른손잡이에 비해 싸움에 더 능하다는 흥미로운 연구결과를 내놔 관심을 끌고있다. 원초적인 궁금증을 자아내는 이 연구는 총 1만 건의 복싱과 이종격투기 시합 결과를 분석한 것으로 결론은 약 54% 왼손잡이의 승리다. 이번 연구결과는 단순한 통계로도 보이지만 그 배경은 진화생물학과 관계가 깊다. 일반적으로 왼손잡이는 우리나라는 물론 영어권에서도 다소 부정적인 의미로 묘사된다. 대표적으로 야구나 권투에서 왼손잡이를 뜻하는 ‘사우스포’(southpaw)는 남쪽과 동물의 발이라는 의미가 합쳐진 단어다. 이는 오른손잡이가 인류의 대다수를 차지하기 때문인데, 대체로 전세계 인구의 10%, 우리나라는 약 5%가 왼손잡이인 것으로 추정된다. 학자들이 주목한 것은 왼손잡이가 매우 적은 숫자임에도 오랜시간 없어지지 않고 유지된 이유다. 이에대해 진화생물학자들은 크게 두가지 가설을 제기하는데 이번 연구팀이 주목한 것은 바로 '파이터 가설'(fighter hypothesis)이다. 연구를 이끈 토마스 리처드슨 연구원은 "오른손잡이는 상대적으로 같은 오른손잡이와 싸우는데 익숙하다"면서 "이에반해 오른손잡이는 희소한 왼손잡이가 싸울 때 그 자세 등에 혼동을 느껴 경쟁에서 우위를 점하기 힘들다"고 설명했다. 곧 복싱이나 야구 등 1대 1로 싸우는 스포츠에서 왼손잡이가 오른손잡이에 비해 두각을 나타낼 수 있다는 주장이다. 또 한가지 가설은 왼손잡이가 우뇌와 좌뇌 사이의 정보전달 속도가 빠르다는 것으로, 쉽게말해 오른손잡이에 비해 머리가 좋다는 주장이다. 그렇다면 이같은 장점에도 왜 왼손잡이는 대다수가 되지는 못했을까? 이에대해 리처드슨 연구원은 "왼손잡이는 출생시 저체중, 일부 정신병에 걸릴 위험이 높은 경향이 있다"면서 "자연선택적으로 왼손잡이를 걸러내는 유전적 영향을 오랜시간 받아왔을 것"이라고 밝혔다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr
  • 도시에 살고 싶다…공존을 위한 진화

    도시에 살고 싶다…공존을 위한 진화

    도시에 살기 위해 진화 중입니다/메노 스힐트하위전 지음/제효영 옮김/현암사/369쪽/1만 7000원지구의 지배자는 누가 뭐래도 인간이다. 온갖 자원을 캐내 쓰고, 식량 대부분을 먹어 치운다. 밀림 속 오지나 깊은 바닷속을 제외하고, 인간은 지구 곳곳을 뒤덮은 채 살아간다. 단일 생물종이 지구를 이렇게 완전히 차지한 사례는 인간이 처음이다. 누군가는 ‘공룡도 지구를 지배했다’고 반박할 수 있겠다. 그러나 우리가 생각하는 공룡은 수천 종의 동물을 통칭한다. 인간, 즉 ‘호모사피엔스’ 종이 지금 지구에 미치는 영향에는 비교하기 어렵다. 인간이 만들고, 집중적으로 살고 있는 도시를 자연과 상반되는 개념으로 여기는 이유도 바로 여기에 있다. 인간이 원래 거주하던 동식물을 몰아내고 도시를 만들면서 생태계를 모두 파괴해 버렸다고 생각하기 쉽다. 합당한 지적이긴 하나 도시를 잘 둘러보라. 의외로 많은 동식물이 우리 주변에 살고 있다. 비둘기, 개미, 이름 모를 풀들을 비롯해 수많은 동식물이 인간과 함께 안정적인 일상을 영위하며 순조롭게 번식한다. 강력한 지구의 지배자들과 더불어 살아갈 수 있는 이 힘은 바로 진화에서 나왔다.네덜란드 레이던대 진화생물학 교수인 메노 스힐트하위전의 신간 ‘도시에 살기 위해 진화 중입니다’는 도시에서 진화한 동식물을 추적하고, 이 과정에 얽힌 재밌는 이야기를 풀어낸다. 우선 도시보다 시골에 더 많은 생물이 살고는 있지만, 오히려 생물종 수는 도시가 더 많았다는 게 이채롭다. 도시는 애초부터 생물이 번성하기 좋은 지리적인 특성이 있는 데다 여러 이주민이 들고 나는 일이 잦기 때문이다. 또 도시 경계와 맞닿은 외곽 지역의 좋은 서식지가 점차 사라지고, 도시 곳곳에 생물이 서식하기에 알맞은 곳이 군데군데 생겨나면서 도시에 더 많은 생물종이 살게 됐다고 설명한다. 이들은 인간의 생활양식에 맞춰 진화했다. 예컨대 산업혁명으로 대기오염이 심해지자 하얀 날개 대신 어두운 날개의 회색가지나방이 많아졌다. 그러다 공기가 다시 맑아지자 밝은 색 날개의 나방이 늘어났다. 국화과 잡초인 ‘상크타’는 민들레처럼 씨앗을 날리면서 번식하는데, 도시에 서식하는 상크타의 씨앗이 시골보다 더 무거웠다. 그래야 보도블록을 피해 땅에 바로 낙하하기 때문이다. 유럽 찌르레기는 과거보다 날개가 좀더 둥그레졌는데, 도시에서 방향을 빨리 전환하거나 신속하게 날아오르기 위해서였다. 우리가 흔히 보는 비둘기는 아연과 같은 중금속 오염 물질이 체내에 유입되면 깃털로 보내 중금속을 제거한다. 짙은 색 비둘기 날개를 조사해 보니 밝은 색 비둘기보다 아연의 양이 25% 더 많았다. 특이한 점은 이들 동식물의 변화 속도가 과거보다 훨씬 빠르고, 도시마다 유사한 형태로 적응하는 모습을 보인다는 사실이다. 인간이 만들어 낸 생태계에서 가장 큰 영향력을 발휘하는 것은 인간임을 따져 볼 때 너무나도 당연한 이야기일 수 있다. 도시의 변화가 점차 빨라지므로 이에 맞춰 진화의 속도도 훨씬 빨라진다. 또 전 세계 도시마다 적용되는 기술이 비슷해지고 생활양식도 비슷해지면서 함께 사는 동식물도 유사한 종이 많아진다. 그래서 저자는 도시 속에 살아가는 동식물에 관한 책임 역시 우리에게 있다고 강조한다. 예컨대 외래종 생물을 모조리 잡초와 해충으로 여기고 모두 없애려는 노력은 오히려 생태계를 파괴하는 행위가 될 수 있다고 지적한다. 그리고 인간 중심의 급격한 변화에서 조금만 더 이들을 배려해 줘야 한다고 덧붙인다. 일본 롯폰기 힐스에 마련된 옥상 정원, 30층 높이를 덩굴 식물로 덮은 싱가포르의 오아시스 호텔 다운타운, 두 개의 타워에 거대한 숲을 조성한 밀라노의 수직 숲 건물들이 이런 사례다. 저자는 이를 가리켜 ‘다윈의 조언이 담긴 건축 가이드라인’이라고 명명한다. 정원사처럼 굴지 말고, 조경하듯 생물종을 선별하지 말고 자연스럽게 채워지도록 그냥 내버려 둘 것, 무조건 외래종을 배척하거나 토종을 고집하지 말 것, 그리고 굳이 통로를 만들어 도시 내 자연을 연결하기보다 곳곳에 특색 있는 환경이 유지되도록 제대로 분리할 것. 지금 생태학적 도시 설계와 다소 어긋나 보이는 제안일 수 있다. 그러나 도시 동식물과의 공존을 위해 눈여겨볼 제안임은 분명하다. 김기중 기자 gjkim@seoul.co.kr
  • [유용하 기자의 사이언스 톡] 닭이 공룡의 후손이라고?

    [유용하 기자의 사이언스 톡] 닭이 공룡의 후손이라고?

    공룡은 중생대 말 지구에 운석들이 떨어져 그 영향으로 지구에서 완전히 사라졌다고 알려져 있습니다. 과연 공룡들은 완전히 멸종한 걸까요. 과학자들은 지금도 주변에서 공룡을 흔히 볼 수 있다고 이야기합니다. 도심에서 흔히 볼 수 있는 비둘기는 물론 닭이나 까치 같은 새들이 다름 아닌 공룡이라는 것입니다. 중생대 말 대부분의 공룡은 사라졌지만 그중 한 갈래가 살아남아 현재 1만종이 넘는 조류로 진화했다는 것이지요. 새가 공룡의 후손이라는 것을 알려 주는 증거들은 상당히 많습니다. 현생 조류의 조상인 초기 공룡들은 두 발로 걸어다녔고 날개로 진화할 수 있었던 긴 앞발, 뼈 속의 공기 주머니, 파충류보다는 현생 조류의 알과 비슷한 공룡알, 중온동물, 깃털로 둘러싸인 몸 등이 대표적입니다. 그중 가장 결정적인 증거는 바로 깃털입니다. 현생 조류의 조상인 초기 공룡들도 새들처럼 온몸이 깃털로 덮여 있었다고 합니다. 그렇지만 이 깃털들은 비행 목적이 아닌 보온이나 배우자를 유혹하기 위한 수단이었다고 생각돼 왔었습니다. 또 공룡들이 어떻게 날 수 있게 됐는지에 대해서도 명확히 알려져 있지 않았습니다. 그런데 중국 과학원 난징 지질학·고생물학연구소, 산둥성 린이대, 미국 노스캐롤라이나주립대, 노스캐롤라이나 자연사박물관, 유전자 분석전문 기업 앰비오팜 공동연구팀은 현재 살고 있는 조류와 여러 파충류의 유전체, 7500만~1억 6000만년 전에 살았던 깃털공룡들의 유전체를 분석한 결과 공룡의 깃털을 구성하는 핵심 단백질들이 시간이 지나면서 가벼워지고 신축성을 갖도록 진화해 날 수 있게 됐음을 밝혀냈습니다. 이 같은 연구 결과는 미국국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’ 1월 28일자에 실렸습니다. 모든 척추동물들은 ‘케라틴’ 단백질을 갖고 있습니다. 사람에게는 털·피부·손발톱을 만드는 알파케라틴이 있고, 파충류·양서류·조류에게는 베타케라틴이 발톱과 부리·깃털을 형성합니다. 과학자들은 현생 조류와 파충류의 유전체를 분석한 결과 현생 조류들은 알파케라틴을 거의 상실했으며 베타케라틴이 더욱 많아지면서 탄력 있고 가벼운 깃털을 갖게 됐다는 것을 밝혀냈습니다. 또 연구팀은 ‘안키오르니스 헉슬리아이’라는 1억 6000만년 전에 살았던 닭 크기 깃털공룡의 깃털 유전체를 분석한 결과 그 이전에 살았던 깃털공룡들보다 베타케라틴 단백질의 양이 상당히 늘어났다는 사실을 밝혀냈습니다. 연구팀은 1억 3000만년 전에 살았던 ‘슈부이아 데세르티’라는 깃털공룡의 유전체도 분석했는데 안키오르니스보다 알파케라틴은 더 줄고 베타케라틴의 양은 늘어났다는 사실을 발견했습니다. 여전히 날지는 못하고 날갯짓을 하며 뛰어다니는 수준이었지만 현생 조류 중 날지 못하는 새에 가까워졌다는 설명입니다. 이번 연구에 참여한 진화생물학자들은 깃털공룡의 형태뿐만 아니라 유전적 변화가 날지 못하는 공룡을 날 수 있도록 진화시켜 다양한 새로 진화하게 된 것이라고 설명하고 있습니다. 만약 중생대 말 공룡이 모두 멸종했다면 지금 우리는 치킨의 맛을 알지 못했을 겁니다. 그리고 설 명절, 오랜만에 만나는 친척 아이들에게 이런 재미있는 공룡 이야기들을 풀어 놓는다면 똑똑한 삼촌, 이모, 고모로 보이지 않을까요. 아이들이 가장 좋아하는 이야기는 다름 아닌 공룡 이야기이니까요. edmondy@seoul.co.kr
  • [달콤한 사이언스] 아기 눈물 알고보니 엄마 성(性)본능 억제시키는 자연 피임약

    [달콤한 사이언스] 아기 눈물 알고보니 엄마 성(性)본능 억제시키는 자연 피임약

    TV나 라디오의 육아상담, 가정상담 코너에는 간혹 남편들이 ‘아내가 아이를 낳은 뒤 연애시절처럼 자신에게 관심을 가져주지 않는다’는 불평불만(?)의 사연을 보내오는 경우가 있다. 육아에 지친 아내에게 아이말고 자신에게도 관심을 가져달라고 하는 요구가 무리이고 아내와 집안일을 분담하면서 자연스럽게 다시 관계를 회복할 수 있다는 결론이 대부분이다. 그런데 일본과 미국 생물학자들이 남편, 아내, 아이 3각 관계 속에서 아내가 남편에게 관심을 갖지 않는 것은 단순히 심리적 무게감 때문만이 아니라 생물학적 요인도 있다는 사실을 밝혀내 주목받고 있다. 바로 아기에게서 분비되는 페로몬이 엄마의 성적 본능을 억제시킨다는 것이다. 일본 도쿄대 농업및생명과학대학원, 이화학연구소(RIKEN) 뇌과학센터, RIKEN 바이오시스템 역학연구센터, 미국 하버드대 의대 세포생물학과 공동연구팀은 생쥐실험을 통해 새끼와 엄마 생쥐간에 페로몬으로 소통을 하며 새끼 생쥐가 분비하는 페로몬은 엄마의 리비도를 억제하는 효과가 있다고 29일 밝혔다. 리비도(Libido)는 정신분석학자인 프로이트가 제시한 개념으로 성(性)본능을 의미하며 인간이 태어날 때부터 갖추고 있는 본능에너지를 말한다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 26일자(현지시간)에 실렸다. 연구팀은 아기 생쥐와 함께 있는 엄마 생쥐들이 아빠 생쥐들과 일정 기간 동안 짝짓기하는 것을 거부하는 것을 관찰하고 그 원인을 추적했다. 아기 생쥐들에게서는 ‘외분비선 분비 펩타이드22’(ESP22)라는 무색 무취의 페로몬이 나오는데 특히 새끼들의 눈물 속에 많이 포함돼 있다는 사실을 확인했다.연구팀은 출산하지 않거나 짝짓기를 하지 않은 암컷 생쥐들에게 ESP22를 노출시킨 결과 수컷 생쥐들과 짝짓기를 거부하는 것을 관찰했다. 연구팀은 지난 2010년에 수컷 생쥐 눈물에 포함된 ESP1이라는 페로몬이 암컷 생쥐의 성충동을 유발시킨다는 사실을 발표한 바 있다. 연구팀은 ESP22와 ESP1에 암컷 생쥐를 동시에 노출시켜본 결과 ESP22가 ESP1을 압도해 성충동을 억제한다는 사실을 새로 확인했다. 연구팀 관계자는 “새끼가 여러 마리일 경우 진화생물학적으로 한정된 자원을 경쟁해야 하는 상황이 벌어지게 된다”며 “새끼 생쥐의 눈물에 포함된 ESP22는 엄마의 성충동을 억제함으로써 자원을 놓고 경쟁할 수 있는 형제, 자매 숫자를 줄이려는 자연의 선택으로 봐야할 것”이라고 해석했다. 연구팀은 각종 질병을 옮기는 시궁쥐와 같은 쥐들을 없애는데 눈물에서 나오는 페로몬을 사용함으로써 개체를 줄여나갈 수 있을 것으로 기대하고 있다. 토우하라 카주시게 도쿄대 응용생화학과 교수는 “페로몬이라는 호르몬 자체는 동물의 종(種)마다 특이적 성질을 갖고 있어 다르게 작용하기 때문에 이번에 나온 생쥐 실험결과를 사람에게 직접 적용해 설명하는 것은 쉽지 않다”라면서도 “페로몬과 다른 여러 종류의 화학신호에 동시에 노출되는 자연 환경에서 뇌가 어떻게 특정 페로몬에 대해 인식하고 반응하는지를 보여준 연구로 페로몬이 사람에게도 특정 행동을 유발케 하는 것은 분명할 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • 전쟁은 세상을 협력하게 만든다

    전쟁은 세상을 협력하게 만든다

    초협력사회/피터 터친 지음/이경남 옮김/생각의힘/376쪽/1만 800‘인간사회의 발달은 전쟁을 빼놓곤 설명할 수 없다.’ ‘전쟁은 세상을 협력하게 만든다.’ 전쟁을 없애고 평화로운 세상을 만들자는 목소리가 요란한 지금, 전쟁 타령이 새삼스럽다. 하지만 따져보면 그 주장은 괜한 게 아니다. 1945년 2차 세계대전이 끝날 무렵 또 다른 세계대전을 막기 위해 창설된 유엔이 대표적인 사례로 꼽힌다. 치열한 경쟁 당사자 15개국이 지원하는 합작 프로젝트인 국제우주정거장(ISS)은 또 어떤가. 현재 ISS를 지원하기 위해 세금을 보태는 사람은 전 세계 10억명이 넘는다. “나는 전쟁 예찬론자가 아니다.” 인류학자이자 진화생물학자인 피터 터친 옥스퍼드대 인류학과 연구교수는 결코 전쟁을 미화하거나 정당화하지 않는다. ‘창조적 파괴’라는 경제학자 조지프 슘페터의 유명한 말에 빗대, 전쟁을 ‘파괴적 창조’로 자리매김해 눈길을 끈다. 인류 사회의 진화 원인을 전쟁의 발전 과정에서 찾아낸 것이다. “인류가 거대한 협력체계를 만들어낼 수 있었던 것도, 오랜 평등의 시기를 마친 후 극도의 불평등 시기를 거쳐 또다시 평등한 시대를 열게 된 것도 전쟁 없이는 설명할 수 없다”고 잘라 말한다. 그리고 그 전쟁에 ‘협력’이란 결정적인 키워드를 얹는다.“어떻게 생면부지의 수많은 인간들이 협력하고 살아갈 수 있게 됐을까.” 책은 그 질문에서부터 시작한다. 많은 사가들은 협력의 진화를 농경사회에서 찾는다. ‘총, 균, 쇠’의 저자 재러드 다이아몬드가 대표적이다. “최초로 농사를 지을 지역을 결정한 것은 지형이었고, 그것이 이후의 인간 역사를 엮어 갔다.” 하지만 터친 교수의 주장은 다르다. 농업은 복잡사회 진화의 필요조건일 뿐 충분조건은 아니라는 것이다. ‘낯선 사람들과 협력할 줄 아는 인간의 능력.’ 터친 교수가 주목한 건 인류의 초협력성이다. 그는 그 초협력성이 바로 전쟁과 함께 발전돼 왔다고 일관되게 말한다. “집단의 생존이 좌우될 만큼 혹독한 환경적 조건에서라면 협력을 잘 이루어낸 집단이 살아남을 가능성이 크고 협력을 잘 이루어낸 집단일수록 더 큰 규모로 성장할 수 있다”는 게 핵심이다. 널리 알려졌듯 유라시아 대초원에서 시작된 군사기술은 대륙과 산맥, 바다, 사막지대 등 지형을 가리지 않고 확산됐다. 저자는 이 대목에서 이렇게 말한다. “농경지가 언제 어디서 큰 국가로 발전했는지 알려면 무엇보다 전쟁의 패턴을 잘 살펴야 한다.” 전쟁의 파괴적 창조성을 설파한 선인들은 숱하다. 프리드리히 니체는 ‘차라투스트라는 이렇게 말했다’에서 전쟁에 주목한다. “소규모 수렵채집인과 농경마을에서 정교한 통치제도와 복잡하고 매우 생산적인 경제생활로 인간을 탈바꿈시킨 것은 집단 간 경쟁으로, 보통 전쟁의 형태를 띤다.” 그런가 하면 스위스 역사학자 야코프 부르크하르트는 전쟁과 파괴를 일삼는 힌두교 신 시바를 놓고 이렇게 설명한다. “파괴의 즐거움이 가득한 전쟁은 폭풍우처럼 대기를 맑게 씻어내고 용기를 한층 북돋우며 영웅적 성품을 회복시켜 준다. 국가는 원래 게으름과 배신, 비겁함을 몰아내고 회복한 영웅적 성품을 기반으로 설립되었다.” 하지만 ‘파괴적 창조’라는 전쟁의 발달과 확산은 책의 핵심 테마가 아니다. 그 주장의 요체는 확장된 사회나 국가의 안정적 유지를 위해 협력의 가치를 제대로 봐야 한다는 것이다. 이 주장에는 우리가 살고 있는 대규모 사회가 여전히 취약하다는 전제가 깔렸다. 1970년대의 북아일랜드처럼 북아메리카나 서구 유럽에서도 협력은 한순간에 와해될 수 있다고 경고한다. “사회 전반, 특히 규모가 큰 사회에서의 협력은 본래적으로 허약할 수밖에 없고 그럴 때 파괴적 창조의 힘이 작용하지 않는다면 협력은 쉽게 와해되고 만다.” 책에서 특히 주목할 부분은 ‘역사는 과학’이라는 강변이다. “‘협력의 과학’을 이용해 효과적인 정책을 제시하고 사람들의 삶을 개선하는 수단까지 개발해야 합니다.” 김성호 선임기자 kimus@seoul.co.kr
  • 위기일발 자율주행차 AI는 누구를 살릴까

    위기일발 자율주행차 AI는 누구를 살릴까

    #트롤리 전차가 시속 100㎞의 속도로 궤도를 달리고 있다. 궤도 앞쪽에는 5명의 인부가 귀마개를 하고 작업을 하고 있어서 전차가 다가오는 소리를 듣지 못하는 상황. 전차를 멈추는 것이 최선이지만 브레이크가 고장났다. 그나마 다행인 것은 선로를 바꿀 수 있는 레버는 작동시킬 수 있다. 문제는 바뀌는 선로에도 1명의 작업자가 있다. 선로를 바꾸지 않으면 5명이 죽게 되고 바꾸면 1명이 죽는다. 과연 어떤 선택이 윤리적으로 타당한 것일까.미국 하버드대 정치철학자 마이클 샌델의 강의 ‘정의’(Justice) 첫 수업에 나오는 유명한 ‘트롤리 사고 실험’이다. 실제상황을 가정한 이 사고 실험은 다양하게 변형돼 윤리 문제를 생각케 한다. 예를 들어 5명은 나와 상관없는 사람들이고 1명이 가족이라면 어떻게 할 것인가 같은 형태이다. 자율주행차 기술이 발달하면서 머지않은 미래에 운전자 없이 인공지능(AI)이 운전하는 완전 자율주행차 시대가 올 것으로 전망되고 있다. 완전 자율주행차 시대가 도래했을 때 ‘트롤리 딜레마’는 단순한 철학적, 윤리적 사고 실험이 아닌 현실 문제가 된다. 이 때문에 외국에서는 과학자들과 윤리학자, 철학자들이 이런 문제를 어떻게 해결할 것인지에 대해 머리를 맞대고 있다. 미국 매사추세츠공과대(MIT) 미디어랩과 데이터·시스템·사회연구소, 하버드대 인간진화생물학과, 캐나다 브리티시컬럼비아대 심리학과, 프랑스 툴루즈1대학 경제학부 공동연구팀은 ‘도덕기계’(Moral Machine)로 이름 붙인 대규모 온라인 조사 플랫폼을 이용해 233개 국가 및 도시에 사는 수백만명을 대상으로 트롤리 딜레마를 조사해 분석한 결과를 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 24일자에 발표했다. 이번 연구에는 한국계 과학자 리처드 김 MIT 미디어랩 연구원이 1저자로 참여했다. 도덕기계는 영어, 아랍어, 중국어, 프랑스어, 독일어, 일본어, 한국어, 포르투갈어, 러시아어, 스페인어 10개 국어로 번역돼 2016년 11월부터 2017년 3월까지 약 3961만개의 윤리적 선택에 대한 빅데이터를 수집했다. 자율주행차나 AI의 윤리적 문제에 대한 역대 최대 규모의 조사 연구다. 연구팀은 편도 2차로를 지나는 자율주행차가 횡단보도를 코 앞에 두고 브레이크 고장으로 멈출 수 없는 상황을 가정했다. 이때 곧장 직진을 하면 보행자를 사망에 이르게 하고 핸들을 꺾어 옆 차로로 가면 콘크리트 장벽에 충돌해 탑승자가 죽게 된다. 연구팀은 탑승자와 보행자의 성별과 숫자, 애완동물 동승 등 조건을 변화시켜 13가지 시나리오를 만든 뒤 상황에 따른 응답자들의 선택을 조사했다. 그 결과 우선 보호해야 할 대상으로는 아기, 소녀, 소년, 임산부, 남성 의사, 여성 의사, 여성 운동선수, 여성 CEO, 남성 운동선수, 남성 CEO 순으로 조사됐다. 또 크게 보호할 필요가 없는 대상으로는 고양이, 범죄자, 개, 여성 노인, 남성 노인, 노숙자, 몸집이 큰 남자가 꼽혔다. 특성별로 보면 차량 탑승자보다는 보행자, 남성보다는 여성, 어른보다는 아이, 사회적 지위가 낮은 사람보다 높은 사람, 교통신호를 준수하는 사람, 노인보다는 어린이, 애완동물보다는 사람, 사람 수가 적은 쪽보다 많은 쪽이 살 수 있도록 해야 한다고 선택한 것으로 나타났다. 연구팀은 응답자의 거주지역과 국가별로 서구권(Western), 동양권(Eastern), 오세아니아 및 남미권(Southern) 3개 범주로 구분해 선택 경향을 파악하기도 했다. 서구권에서는 사람의 숫자가 많은 쪽, 어린아이이거나 몸집이 작은 사람들을 구하는 방향을 선호했지만 동양권에서는 사람 숫자와 관계 없이 보행자와 교통규칙을 지키고 있는 쪽이 더 안전해야 한다는 선택을 했다. 남미권에서는 여성과 어린아이, 사회적 지위가 높은 사람이 더 안전하도록 알고리즘이 설계되는 것을 선호하는 것으로 드러났다. 장 프랑소와 보네퐁 툴루즈1대학 교수는 “완전 자율주행차가 갑자기 맞닥뜨릴 수 있는 현실은 개발자들이 이야기하는 것처럼 예측가능한 경우는 거의 없다”라며 “윤리적 결정을 내려야 하는 완전 자율주행차를 허용하기 전 제조사와 정부, 학자들이 함께 머리를 맞대고 범용적 기준이 아닌 지역별, 문화적 맞춤형 도덕 AI 알고리즘을 설계할 수 있도록 해야 할 것”이라고 강조했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
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