SF 영화나 드라마에서는 자연에서 얻는 소리를 이리저리 합성하거나 컴퓨터를 이용해 만든 독특한 음향으로 지구와는 전혀 다른 분위기를 만들어 사람들을 몰입하게 만든다. 그런데, 최근 생물학자들이 자연에서 SF 시리즈 ‘스타트렉’의 음향효과를 듣는 것처럼 느끼게 하는 이상하고 높은음의 휘파람 같은 울음소리를 내는 동물을 발견해 눈길을 끈다. 독일 브라운슈바이크 공과대, 다름슈타트 헤센 주립박물관, 덴마크 코펜하겐대, 덴마크 자연사박물관, 마다가스카르 이타시대 공동 연구팀은 생물의 보고로 불리는 마다가스카르의 열대 우림에서 SF 영화에나 등장할 법한 울음소리를 내는 청개구리 7종을 새로 발견했다고 18일 밝혔다. 스타트렉에서는 휘파람과 같은 음향 효과가 많이 쓰이는데, 이번에 새로 발견한 청개구리 종들도 비슷한 소리를 내서 연구팀은 스타트렉 속 등장인물 7명의 이름을 따 학명을 지었다. 이 연구 결과는 생명 과학 분야 국제 학술지 ‘척추 동물학’ (Vertebrate Zoology) 10월 15일 자에 실렸다. 마다가스카르는 가까운 아프리카에서도 찾아볼 수 없는 동식물이 풍부한 생물 다양성의 보물창고로 잘 알려져 있다. 열대 우림에서 새로운 종들이 항상 발견되고 있으며, 특히 개구리의 천국으로 불린다. 실제로 마다가스카르에는 전 세계 개구리 종의 약 9%가 서식하고 있는 것으로 추정된다. 흔히 사람들은 개구리가 ‘개굴개굴’ 운다고 생각하지만, 이번에 발견된 7종의 개구리는 청개구리 속 부오피스 종으로 밝혀졌다. 부오피스 종은 흔히 해골 개구리로 불린다. 이들은 다른 해골 개구리와도 다르게 새처럼 휘파람 소리를 내면서 의사소통을 하는 것으로 확인됐다. 연구팀의 분석에 따르면 이런 울음소리는 일명 ‘광고 호(呼)’(advertisement calls)로, 수컷 개구리가 암컷을 유혹하기 위해 내는 소리다. 이렇게 우는 종들은 마다가스카르의 산악 지역 중에서도 빠르게 흐르는 하천 주변에서 사는 것으로 확인됐다. 일반 개구리들처럼 울게 되면 시끄럽게 흐르는 물소리 때문에 소리가 묻혀 짝짓기에 실패할 수 있다는 설명이다. 스타트렉 팬들은 이번에 발견된 해골 개구리의 소리가 마치 ‘보트스완 휘슬’(갑판장 호루라기)나 인체 분석기로 쓰이는 ‘트라이코더’라는 장치의 소리를 연상할 수 있다. 연구팀은 유전 분석을 통해 이번에 발견된 7종의 해골 개구리들이 다른 해골 개구리들과 차이를 보인다는 사실도 발견했다. 이에 연구팀은 이 해골 개구리들에 스타트렉의 핵심 인물인 커크, 피카드, 시스코, 제인웨이, 아처, 번햄, 파이크의 이름을 붙여줬다. 독일 다름슈타트 헤센 박물관의 척추 동물학 선임 큐레이터인 욀른 쾰러 박사는 “개구리들의 외형은 지금까지 발견된 종들과 비슷하지만, 각각의 종은 고유한 일련의 높은 울음소리를 내 서로를 쉽게 구분할 수 있다”라고 말했다. 연구를 이끈 마크 쉐르츠 덴마크 코펜하겐대 교수는 “이번 연구는 마다가스카르가 여전히 생물 다양성을 자랑하는 장소라는 것을 알 수 있게 해준다”며 “이번 연구를 통해 생물 다양성 보전에 대한 인식을 높이고, 독특한 종과 그들의 서식지를 보존할 필요성을 재차 확인하게 됐다”라고 강조했다.

19세기 중반 발명된 플라스틱은 현재 우리 주변에서 볼 수 있는 거의 모든 물건에 사용되고 있습니다. 플라스틱의 과다 사용은 이전부터 문제가 됐지만 코로나19 팬데믹 기간 전 세계적으로 사용이 급증하면서 더욱 심각한 상황이 되고 있습니다. 이런 가운데 미국 찰스턴대, 사우스캐롤라이나대, 시카고 동물학협회 새러소타 돌고래 연구부, 국립 해양 포유류 연구재단, 버지니아 공과대, 사우스캐롤라이나 사관학교, 스페인 해양학 연구재단, 스웨덴 린셰핑대 공동 연구팀은 바다 동물이 숨쉬는 공기 속에서 미세 플라스틱이 채취될 정도로 해양 생물의 몸속에는 이미 많은 미세 플라스틱이 들어 있다고 밝혔습니다. 이 연구 결과는 미국 공공과학도서관에서 발행하는 국제 학술지 ‘플로스 원’ 10월 17일자에 실렸습니다. 크기 5㎜ 이하인 미세 플라스틱은 여과 시설로도 걸러지지 않아 그대로 땅과 강, 바다로 흘러들어 갑니다. 먹이 피라미드 가장 아래쪽에 있는 동식물이 흡수한 뒤 먹이사슬을 따라 최종 포식자인 사람에게 전달돼 축적될 가능성은 매우 높습니다. 미세 플라스틱이 동물 체내에 유입될 경우 산화 스트레스와 염증 등을 일으켜 건강에 악영향을 미칠 것이라는 연구들은 이미 많이 나왔습니다. 연구팀은 플로리다 새러소타 만과 루이지애나 바라타리아 만에서 큰돌고래 각각 5마리와 6마리를 잡아 호흡한 공기 표본을 수집해 분석했습니다. 표본은 돌고래 머리 쪽 숨구멍인 분수공 바로 위와 입 주변에서 채집됐습니다. 이 공기를 분석한 결과 돌고래 11마리 모두에서 최소한 하나 이상의 미세 플라스틱 입자가 발견됐습니다. 이들은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리에스터, 폴리아마이드, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 폴리메틸메타크릴레이트 등 일반 플라스틱 제품과 섬유 등에서 유래한 것으로 확인됐습니다. 연구팀은 비교를 위해 돌고래 주변 공기도 수집·분석했습니다. 그 결과 돌고래 주변 공기에서는 아직 미세 플라스틱이 검출되지 않았고 돌고래가 내뱉는 숨에서만 발견됐습니다. 2019년 세계자연보호기금(WWF)과 호주 연구팀은 전 세계 모든 사람이 매주 1인당 평균 5g의 미세 플라스틱을 자신도 모르게 섭취하고 있다는 연구 결과를 발표했습니다. 기후변화에 미세 플라스틱까지 인간이 자연 생태계 복원을 위해 해결해야 할 일은 너무도 많은 것 같습니다. 지금이야말로 말이 아닌 행동에 나서야 할 때입니다.

선진국은 폭염·한파·산불 등 우려중진국은 식량 감소 따른 건강 걱정생물 다양성 보존 위한 구역도 급감 올여름은 역대 최악의 여름이라는 2018년보다 폭염 일수, 열대야 일수가 더 길어 그야말로 진짜 최악의 여름으로 등극했다. 지구온난화로 인한 기후변화 때문에 폭염, 혹한, 홍수, 가뭄 등 극단적인 기상 현상이 더욱 잦아질 것이라는 경고음은 계속 커지고 있다. 기온 상승은 사람들의 건강에도 심각한 영향을 미친다. 스페인 마르케스 데 발데실라 메디컬센터를 중심으로 한 유럽응급의료학회(EUSEM) 연구팀은 기후변화가 전 세계 응급 서비스에 심각한 영향을 미칠 것이라고 16일 밝혔다. 기후변화가 의료 시스템에 영향을 미칠 것으로 예상됨에도 그 영향을 평가하고 대책을 세운 나라는 많지 않은 것으로 나타났다. 이런 연구 결과는 의학 분야 국제 학술지 ‘유럽 응급의학 저널’ 10월 13일자에 실렸다. 연구팀은 응급의학, 1차 진료 기관, 재난의학 전문가, 정부 관계자 등으로 구성된 전 세계 36개국 42개 포커스 그룹을 대상으로 기후변화 인식 및 준비 상태에 대한 설문조사를 실시했다. 설문 결과 기후변화가 응급 의료 서비스에 미치는 영향은 매우 클 것이라는 답이 나왔다. 국가 소득별로 보면 선진국의 경우는 폭염, 한파, 산불 위험에 대해 가장 우려하고 있지만 중진국 이하 국가들은 기후변화로 인한 식량 생산 감소와 그에 따른 건강 악화를 가장 우려하는 것으로 나타났다. 기후변화의 직접적 영향을 받는 생태계 상태는 더 심각하다. 기후변화로 생물 다양성을 보전할 수 있는 공간이 점점 줄어들고 있기 때문이다. 영국 엑서터대, 맨체스터 메트로폴리탄대, 케임브리지대 공동 연구팀은 열대우림의 ‘핵심 생물 다양성 지역’(KBAs)의 3분의2가 현재 기후변화 추세로 이전에 겪어 보지 못했던 새로운 온도 조건에 놓여 있다고 16일 밝혔다. KBAs는 다양한 종의 생존과 보존에 있어 지구상에서 가장 중요한 곳으로 꼽히는 지역이다. 이 연구 결과는 생명과학 분야 국제 학술지 ‘보전학 회보’ 10월 15일자에 실렸다. 연구팀은 지구 생물 다양성의 보고라고 불리는 전 세계 열대우림, 그 중에서도 30년 동안의 KBAs 온도 측정값, 위성 데이터, 미세 기후 모델을 분석했다. 그 결과 열대우림 KBAs 중 66% 지역이 최근 새로운 온도 체계에 들어간 것으로 확인됐다. 새로운 온도 체계란 일정 기간 온도 측정치의 40% 이상이 이전 측정 범위를 벗어난 상황을 말한다. 물론 아직 34%의 지역은 새로운 온도 체계로 변하지 않은 것으로 나타났다. 새로운 온도 체계에 들어간 KBAs 비율이 높은 지역은 아프리카와 남미 지역으로 각각 72%, 59%로 나타났고 아시아와 오세아니아 지역은 새로운 온도 체계로 변한 KBAs가 49%에 불과했다. 연구를 이끈 브리타니 트루 엑서터대 교수는 “기후변화는 생물 다양성의 가장 큰 위협”이라며 “이번 연구에서 확인한 것처럼 자연계의 다양한 생물을 위해 주요 피난처를 보호하는 기후 스마트 정책이 필요하다”고 말했다.

19세기 말부터 유럽 열강은 세계 곳곳에 식민지 확보에 열을 올렸다. 아프리카 역시 유럽의 제국주의적 침략의 대상이 됐다. 1937년 덴마크 작가 카렌 블릭센의 자서전을 원작으로 1985년 시드니 폴락 감독, 로버트 레드포드, 메릴 스트립 주연의 영화 ‘아웃 오브 아프리카’는 아프리카의 아름다운 풍광을 그려낸 대표적인 영화다. 그러나 19세기 말 아프리카는 아름다움도 있었지만, 여전히 맹수들의 위협이 남아 있는 공간이기도 했던 것으로 확인됐다. 미국 일리노이대 게놈 생물학 연구소, 시카고 필즈 자연사 박물관, 루스벨트대, 일리노이 어바나-샴페인대 생태·진화·행동학과, 동물과학과, 인류학과, 케냐 나이로비대 공중보건·약리학·독성학과, 케냐 자연사 박물관 골(骨) 연구과 공동 연구팀은 시카고 필즈 박물관 내 차바 사자 박물관 표본에서 수집된 사자들의 털 DNA를 분리해 염기서열을 분석한 결과, 사람을 많이 잡아먹은 식인 사자였다고 15일 밝혔다. 이 연구 결과는 생명 과학 분야 국제 학술지 ‘커런트 바이올로지’ 10월 11일 자에 실렸다. 1898년 케냐 차바 강 주변에서 두 마리의 수컷 사자가 9개월 동안 케냐-우간다 철도 구간 중 차바 강 교량 건설자를 중심으로 최소 28명, 비공식적으로는 135명의 인간을 잡아먹었다. 사자가 사람을 공격하는 일은 간혹 있었지만 짧은 기간에 그렇게 많이 살육한 것은 처음이라 원주민들은 사자들을 ‘고스트’와 ‘다크니스’라고 부르며 지옥에서 온 악마의 소행으로 믿었다. 당시 교량 건설 프로젝트 토목 기사인 영국의 존 패터슨 대령이 사자들을 사살하면서 죽음의 행진은 멈췄다. 이 이야기는 1952년 ‘브와나 악마’라는 제목의 영화로 제작돼 흥행했고, 1996년 나온 발 킬머와 마이클 더글러스 주연의 영화 ‘고스트 앤 다크니스’로 만들어져 인기를 끌었다. 패터슨은 1925년 사자의 유해를 시카고 필드 자연사 박물관에 팔았다. 연구팀은 19세기 말 케냐를 공포에 몰아넣은 고스트와 다크니스의 먹잇감을 알아보기 위해 표본 치아에서 발견된 털들에서 미토콘드리아 DNA를 추출하고 염기서열을 분석했다. 과거 살았던 동물의 식단을 복원하기 위해 치아를 분석한 것은 사실은 처음이다. 분석 결과, 고스트와 다크니스는 부분적으로 부서진 송곳니가 있었고 시간이 지남에 따라 사냥한 먹이의 털들 일부가 쌓여 있는 구멍을 발견했다. 치아 구멍에서 털 조각들과 DNA를 추출했는데, 기린, 오릭스, 수달, 누, 얼룩말, 인간 6종을 잡아먹었다는 사실을 확인했다. 차바 사자들은 케냐와 탄자니아 등 다른 동부 아프리카 사자의 DNA와 일치했으며, 잡아먹은 기린은 케냐 동남부에 있던 마사이 기린 하위 종으로 확인됐다. 연구팀이 놀란 것은 누의 털을 발견한 것이었다. 차바 사자들이 사람을 잡아먹은 지역과 누의 방목지는 50마일(약 80㎞) 떨어져 있었기 때문이다. 역사적 기록에 따르면 고스트와 다크니스는 차바 지역을 떠나 약 6개월 동안 활동을 중단한 뒤 다시 교량 건설자들의 캠프를 공격했다. 그 6개월 동안 누의 서식지로 이동했던 것으로 분석된다. 연구를 이끈 리팬 말히 일리노이 어바나-샴페인대 교수는 “유전체학을 바탕으로 과거 사자의 생태와 식단, 아프리카 지역에서 식민지화가 삶과 토지에 미친 영향을 분석했다”라며 “이번에 활용된 방법론은 수백 년에서 수천 년 전 고대 육식동물의 부서진 치아에서 나온 털이나 피부 일부는 과거에 관한 새로운 탐구의 길을 열어준다”고 말했다.

성산일출봉이 해저 분화구 발견으로 단성화산체가 아니라 복합화산체인 것으로 드러났다. 또한 기존에는 5000년전 형성된 것으로 알려졌지만 5000년전보다 훨씬 이전인 5000년~6700년 사이에 형성된 것으로 추정됐다. 제주특별자치도 세계유산본부는 제주대학교 등 관련 연구기관과 함께 유네스코 세계자연유산인 성산일출봉의 형성과정을 새롭게 규명했다고 15일 밝혔다. 이 연구결과는 국제적으로 인정받는 지질분야 학술지인 ‘지질학회지’ 9월호에 게재됐다. 네덜란드의 엘스비어사가 만든 글로벌 학술논문 데이터베이스 플랫폼인 ‘스코퍼스’에 등재된 학술지인 것으로 알려졌다. 성산일출봉은 지하에서 상승한 마그마가 바닷물과 만나 폭발적으로 분출해 만들어진 수성화산체(응회구)다. 오랜 세월 파도의 침식 작용을 거쳐 현재의 모습을 갖추게 됐다. 그동안 성산일출봉은 일회성 분출로 형성된 단성화산체로 알려져왔다. 그러나 기진석, 윤우석, 고선영, 손영관, 윤석훈 연구팀은 성산일출봉 인근에서 과거 화산활동의 흔적을 찾고자 정밀 해저 지형탐사를 실시한 결과 일출봉 중심에서 동남쪽으로 약 600m 떨어진 해저에서 주목할 만한 지형을 발견했다. 이 지형은 지름이 600m에 달하는 원형의 평탄한 구조로 주변 해저보다 약 30~35m 높이 돌출돼 있어 분화구의 흔적으로 추정된다. 이어 해상 시추를 통해 분화구 흔적을 구성하는 암석들을 직접 확인했다. 응회암(화산재 등이 쌓여 생겨난 암석), 스코리아, 현무암 등 화산 기원의 암석으로 이뤄진 것으로 밝혀졌다. 해저 분화구의 형성 시기를 추정하기 위해 시추공에서 얻은 패각을 연대 분석한 결과 약 6700년 전으로 나타났다. 이는 성산일출봉이 침식돼 형성된 신양리층의 연대 약 5000년 전과 비교했을 때 현재의 성산일출봉과 해저 분화구가 약 5000년에서 6700년 사이에 형성됐음을 시사한다. 성산일출봉은 2007년 한라산, 거문오름용암동굴계와 함께 ‘제주 화산섬과 용암동굴’이라는 명칭으로 유네스코 세계자연유산에 등재됐다. 이는 성산일출봉의 뛰어난 경관미와 독보적인 지질학적 가치를 국제적으로 인정받은 결과다. 국가유산청의 지원으로 수행한 ‘세계자연유산 해저 지질조사 및 가치발굴 조사’와 연계해 진행한 연구에서 성산일출봉 주변 해저에서 새로운 분화구의 존재가능성이 제기됐다. 성산일출봉은 기존 한번의 화산폭발로 형성된 것으로 알려졌지만, 이번 연구 결과 총 3번의 화산폭발로 형성된 복합화산체인 것으로 파악됐다. 이러한 연구 결과를 바탕으로 성산일출봉의 형성 과정은 처음엔 약 6700년 이후 현재 일출봉 중심에서 동남쪽으로 약 600m 떨어진 얕은바다에서 두차례의 수성화산활동으로 초기 화산체가 형성됐으며 이후 분출 양상이 수성화산활동에서 마그마성 분출로 전이되면서 분화구 내부에 분석구와 용암연이 형성됐다. 또한 약 5000년전 현재 성산일출봉 위치에서 마그마 상승으로 새로운 응회구가 형성돼 3개의 화산이 중첩된 복합화산체가 형성되고 오랜 기간 파도의 침식작용으로 화산체 상당부분이 깍여 현재의 형태로 변모한 것으로 확인됐다. 강석찬 세계유산본부장은 “이번 연구는 성산일출봉의 화산활동과 형성 과정을 복원했다는 점에서 큰 의미가 있다”면서 “연구 결과를 대중에게 널리 알리고, 앞으로도 다양한 학술조사를 추진하여 세계자연유산의 숨겨진 가치를 적극 발굴하겠다”고 말했다.

골다공증은 뼈의 양과 밀도가 감소하는 질적 변화로 뼈의 강도가 약해져 쉽게 골절이 일어날 수 있는 상태다. 남성보다는 50대 이후 여성에게서 주로 나타나는 이 증상은 조기 진단을 통해 예방이 가능한 것으로 알려졌다. 이런 상황에서 영국 버밍엄대 의·보건대, 셰필드대 의학·공중보건대, 옥스퍼드대 류머티즘 연구소, 캐나다 토론토대 의·생명 물리학과, 써니브룩 연구소 공동 연구팀은 뼈의 혈관 세포인 내피세포에서 발견된 ‘CLEC14A’라는 단백질이 뼈 형성 세포인 조골세포 기능을 차단한다는 사실을 확인했다고 14일 밝혔다. 이 연구 결과는 생명 과학 분야 국제 학술지 ‘커뮤니케이션즈 생물학’ 10월 11일 자에 실렸다. 내피세포는 혈관을 형성해 뼈에 공급되는 산소와 영양소의 흐름을 조절할 뿐만 아니라 미성숙 조골세포를 새로운 뼈가 필요한 부위로 운반하는 역할을 한다. 그런데, 내피세포 외부에 CLEC14A 단백질이 존재하면, 조골세포는 뼈조직을 형성할 수 있을 정도로 성숙하지 못한다. 골다공증과 자가 면역 염증성 관절염에서 제대로 뼈 형성이 되지 않아 손상이 나타난다. 이는 장애, 통증, 극도의 피로감으로 이어져 환자들 삶의 질을 전반적으로 저하하는 것으로 알려졌다. 이에 혈관 세포가 정상적이고 건강한 조건에서 조골세포를 어떻게 조절하는지 이해하는 것은 뼈 형성이 부족한 환자들에게 새로운 치료제와 치료 방법을 개발하는 데 핵심이기 때문에 많은 의과학자가 연구 중이다. 연구팀은 CLEC14A 생성하도록 유전자 조작한 생쥐와 그렇지 않은 생쥐에게서 조골세포를 추출해 시험관 내에서 성숙 기간을 측정했다. CLEC14A 단백질이 없는 생쥐에서 채취한 조골세포는 4일 후에 성숙 단계에 도달하고, 18일 정도가 지나면 뼈조직을 형성하는 것으로 나타났다. 그렇지만, CLEC14A가 존재하는 세포는 8일이 지나서야 성숙 단계에 접어드는 것이 관찰됐다. 연구팀에 따르면 최근 10년 동안 뼈 내에서 ‘H형 혈관’이라는 새로운 형태의 혈관 세포가 발견됐는데, 이번 연구를 통해 CLEC14A 단백질이 H형 혈관 세포 표면에 존재할 수 있음을 밝혀냈다. 연구를 이끈 에이미 네일러 버밍엄대 의대 교수(면역학)는 “이번 연구를 통해 CLEC14A 단백질이 내피세포와 함께 이동하는 조골세포의 형성에 영향을 미친다는 사실을 확인했다”라며 “CLEC14A 단백질이 존재할 때 조골세포는 뼈를 덜 만들고, 제거되면 더 많은 뼈를 형성한다는 것을 알 수 있다”고 말했다. 네일러 교수는 “이번 연구는 골다공증, 만성 염증 질환자들처럼 뼈 형성이 부족한 환자들에게 새로운 치료의 길을 열어줄 것으로 기대한다”고 덧붙였다.

현대 천체물리학에 따르면 태초의 우주는 엄청나게 작지만, 밀도가 크고 뜨거운 상태였는데 어느 순간 ‘쾅’(bang)하고 폭발하면서 현재와 같은 엄청나게 큰 우주가 됐다는 것이 ‘빅뱅 우주론’이 정설이다. 영국, 미국, 독일, 스페인, 호주, 이탈리아, 프랑스 7개국 21개 대학과 연구기관 과학자로 구성된 국제 공동 연구팀은 빅뱅 이후 7억 년 만에 원시 우주에서 은하계 안쪽에서 바깥으로(인사이드 아웃) 성장하는 은하를 제임스 웹 우주망원경(JWST)으로 관찰했다고 13일 밝혔다. 영국 케임브리지대 우주학 연구소, 캐번디시 연구소, 런던대(UCL), 옥스퍼드대, 하트퍼드셔대, 미국 하버드-스미스소니언 천체물리학 연구센터, 콜로라도 볼더대, 캘리포니아 산타크루즈대(UCSC), 스탠퍼드대 입자 천체물리학 및 우주학 연구소, 애리조나대, 텍사스 오스틴대, 존스홉킨스대, 우주 망원경 과학 연구소, 위스콘신 메디슨대, 국립 광적외선 천문학 연구소, 독일 유럽 남방 천문대(ESO), 막스 플랑크 천문학 연구소, 스페인 천체생물학 연구센터(CAB), 호주 멜버른대, 전(全)우주 3차원 천체물리 연구센터(ASTRO 3D), 이탈리아 피사 고등사범학교, 프랑스 소르본대 천문학자와 물리학자 등이 참여했다. 이 연구 결과는 천문학 분야 국제 학술지 ‘네이처 천문학’ 10월 11일 자에 실렸다. 현재 관측되는 은하는 가스를 비롯한 우주 물질을 끌어들이거나, 더 작은 은하와 통합하면서 성장하는 2가지 메커니즘으로 성장하는 것으로 알려졌다. 그런데 초기 우주에서도 이런 방법으로 은하가 확장됐는지에 대해서는 명확한 설명을 내놓지 못하고 있다. JWST는 이런 초기 우주의 성장 과정을 밝혀내기 위한 임무도 수행하고 있다. 이번에 관측한 은하는 우리은하보다 100배나 작은 크기지만 초기 우주에서는 놀랍도록 성숙한 상태였다. 마치 큰 도시처럼 은하 중심에는 별(항성)이 밀집해 있지만 외부로 갈수록 밀도가 낮아지는 것이 확인됐다. 도시가 안에서 바깥으로 확장해 나가는 것처럼 이 은하 역시 안쪽에서 바깥쪽으로 뻗어나고 있음이 관찰됐다. 연구팀은 가스 방출, 우주먼지 흡수를 포함한 성장 모델링을 사용한 결과, 은하 중심에서 가장 오래된 별을 발견할 수 있었으며 주변 원반 구성 요소에서 매우 활발하게 별이 형성되고 있음을 확인했다. 이번 은하 주변에는 대략 1000만 년마다 별의 질량이 두 배씩 늘어나는 것으로 나타났다. 우리은하의 경우는 1000억 년마다 질량이 두 배로 증가하는 것과 비교한다면 매우 빠른 속도다. 연구팀에 따르면 이번에 관측된 은하는 안쪽에서 바깥쪽으로 확장, 성장하는 은하의 보기 드문 사례다. 이와 유사한 은하를 연구함으로써 가스 구름에서 오늘날 우리가 흔히 볼 수 있는 복잡한 구조의 은하로 어떻게 변화됐는지를 이해할 수 있을 것으로 기대한다. 연구를 이끈 샌드로 타첼라 영국 케임브리지대 교수(천체물리학)는 “은하가 우주적 시간 동안 어떻게 진화해왔는지는 천체물리학에서 매우 중요한 질문”이라며 “JWST 덕분에 우주 역사 초기 첫 10억 년을 탐구할 수 있게 됐다”고 말했다. 타첼라 교수는 “은하가 성장하고 별의 형성이 증가함에 따라 피겨 스케이팅 선수가 팔을 모으면서 회전속도를 높이는 것처럼 은하도 비슷한 방식으로 더 멀리서 가스를 끌어들이며 회전 속도가 증가해 나선형 또는 디스크 모양을 형성하는 것”이라고 덧붙였다.

지금으로부터 약 3억 년 전 지구상에는 상상을 초월하는 거대한 덩치를 가진 지네와 비슷한 외형을 가진 절지동물이 살았다. 고생대 후기인 3억 4600만 년에서 2억 9000만 년 전 지금의 유럽과 북미대륙에 살았던 이 절지동물의 이름은 ‘아르트로플레우라’(Arthropleura)라는 이름의 고대 노래기로 지금은 일부 화석으로 그 존재를 전하고 있다. 최근 프랑스 클로드베르나르 리옹1대학 연구팀은 아르트로플레우라의 머리를 재현했다는 내용의 연구결과를 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시스’(Science Advances) 최신호에 발표했다. 아르트로플레우라는 지구상에 존재한 가장 큰 덩치가 큰 벌레로 꼽힌다. 몸길이가 무려 2.6m로 승용차만한 길이에 무게도 45㎏ 넘게 자랄수 있기 때문. 이는 지구 역사상 가장 큰 무척추동물로 기록돼 있는 바다전갈(약 2ｍ)을 압도한다. 여기에 지네와 같은 많은 쌍의 다리까지 가져 공포영화에나 나올 법한 외모다. 아르트로플레우라의 존재는 170년 넘게 알려져 왔으나 이에대한 연구는 지지부진했다. 그 이유는 몸과 다리와 달리 그 머리는 한번도 발견되지 않았기 때문이다. 이는 아르트로플레우라 화석이 성장 과정에서 벗은 껍질로, 몸집이 커지면서 머리 구멍을 통해 외골격이 빠져나온 탓이다. 이에 고생물학자들은 머리 없는 아르트로플레우라로 현재의 노래기류와 지네류와 어떤 관계가 있는지 알아낼 수 없었다. 노래기와 지네는 비슷한 외양을 가지고 있지만 실제로는 수억 년 전 갈라지며 진화했다. 이번에 리옹1대학 연구팀은 지난 1980년 대 프랑스 탄광의 바위에 박힌 온전한 상태의 새끼 아르트로플레우라 화석을 연구대상으로 삼았다. 약 6㎝에 불과한 이 화석을 CT스캔해 성체가 됐을 때의 그 머리를 재현한 것. 그 결과 아르트로플레우라는 2개의 부드럽게 휘어진 더듬이, 게처럼 뛰어나온 2개의 눈 그리고 잎과 나무껍질을 갈아먹는데 적합해 보이는 지네와 비슷한 작은 턱이 나타났다. 연구를 이끈 미카엘 레리티에 교수는 “아르트로플레우라의 몸은 노래기, 머리는 지네와 비슷했다”면서 “이같은 특징이 혼란스럽게 뒤섞여있다”고 설명했다. 이어 “이제는 완성된 머리로 아래턱과 눈을 볼 수 있으며 이러한 특징은 이 생물의 진화 과정을 이해하는데 도움이 될 수 있을 것”이라고 덧붙였다.

급성 골수성 백혈병은 성인에게서 나타나는 급성 백혈병 중 가장 흔한 형태로 약 65%를 차지한다. 조혈모세포가 악성 세포로 변해 골수에서 증식해 말초 혈액으로 퍼져 나와 전신에 퍼지면서 간, 비장, 림프샘 등을 침범하는 치명적 질병이다. 국내 연구진이 급성 골수성 백혈병을 효과적으로 치료할 수 있는 나노입자를 개발해 눈길을 끈다. 울산과학기술원(UNIST) 생명과학과 연구팀은 백혈병 암세포만 골라서 사멸을 유도하는 단백질 나노입자를 개발했다고 10일 밝혔다. 이 연구 결과는 나노 과학 분야 국제 학술지 ‘나노 투데이’에 실렸다. 급성 골수성 백혈병은 골수 기능 마비로 심각한 면역기능 저하와 출혈 경향이 나타나고 치료 받지 않는 경우 90%의 환자가 수개월 이내에 사망하는 치명적 혈액암이다. 문제는 기존 화학요법은 부작용이 크고, 고령자에게는 치료 과정에 무리가 있다. 연구팀은 백혈병 세포 표면에 있는 CD13이라는 단백질을 표적으로 삼았다. CD13에 강하게 결합하는 나노 바디와 암세포 사멸을 유도하는 단백질을 단백질 나노입자 표면에 부착해 백혈병 세포만 인지해 선택적으로 빠르게 사멸하도록 유도했다고 연구팀은 설명했다. 이렇게 만들어진 나노입자를 백혈병을 앓게 만든 생쥐에게 투입한 결과, 백혈병 암세포의 성장이 억제되고 선택적으로 제거함으로써 생존율도 두 배 이상 증가했다. 또 암 치료를 통해 나타날 수 있는 부작용도 줄어든 것을 관찰했다. 연구팀은 이번 나노 치료제가 급성 골수성 백혈병에 대한 안전한 표적 치료법 개발의 기초를 제공했으며, 사람에게 적용하기 위해서는 시간이 걸릴 것으로 예상했다. 연구를 이끈 강세병 UNIST 교수는 “이번 연구는 암세포만 선택적으로 제거할 수 있게 해 암 치료의 부작용을 줄일 수 있는 물질을 개발함으로써 백혈병 치료에 큰 진전을 가져올 것”이라고 말했다.

20세기 들어 공중보건이 개선되고 의학 기술이 발달하면서 기대 수명이 10년 단위로 약 3년씩 늘어나는 추세를 보였다. 이 때문에 과학기술과 의학의 발달을 고려한다면 백세시대가 되는 것은 시간문제라는 기대감이 커지기도 했다. 그런데 미국 시카고 일리노이대, 하와이대 부속 쿠아키니 메디컬 센터, 하버드대, 캘리포니아 로스앤젤레스대(UCLA) 공동 연구팀은 인간의 기대 수명 증가 속도가 둔화하고 있다는 연구 결과를 노화 의학 분야 국제 학술지 ‘네이처 노화’ 10월 8일 자에 발표했다. 연구팀은 1990년부터 2019년까지 기대 수명이 가장 높은 홍콩, 일본, 한국, 호주, 프랑스, 이탈리아, 스위스, 스웨덴, 스페인 등 9개 지역과 미국을 비교했다. 그 결과 전 세계적으로 2010년 이후 기대 수명의 증가 속도는 둔화했고 최근 몇 년 동안 태어난 아이들은 100세에 도달할 확률이 상대적으로 낮은 것으로 나타났다. 그나마 2019년에 태어난 아이들이 100세까지 살 수 있는 확률이 가장 높은 곳은 홍콩으로 조사됐다. 홍콩에서는 여아의 12.8%, 남아의 4.4%가 100세까지 살 수 있을 것으로 분석됐다. 반면 미국의 경우는 2019년생 중 100세까지 살 수 있는 예상 비율은 여아 3.1%, 남아 1.3%에 불과했다. 백 세 시대가 열릴 것이라는 기대를 좌절시키는 연구들이 속속 나오고 있지만 현재 전 세계적으로 기대 수명은 20세기 초반과 비교하면 20년 이상 증가했다. 문제는 기대 수명은 늘었지만 그에 따른 건강 수명은 따라가지 못하고 있다는 점이다. 이에 과학자들은 건강한 노년을 보내기 위한 방법을 찾고 있다. 미 생명공학 기업 캘리코 생명과학, 유전체 연구기관인 잭슨연구소(TJL), 펜실베이니아대 의대, 하버드대 의대, 베스 이스라엘 디코니스 메디컬센터 공동 연구팀은 열량 제한과 간헐적 단식을 포함한 식이 제한이 건강과 장수에 영향을 미친다는 것을 밝혀냈다. 이 연구 결과는 과학 저널 ‘네이처’ 10월 10일 자에 실렸다. 연구팀은 유전적으로 다양한 암컷 생쥐 960마리를 다섯 그룹으로 나눈 뒤 식이 제한이 건강과 수명에 미치는 영향을 조사했다. 연구팀은 다섯 개 그룹의 생쥐들에게 음식에 대한 무제한 접근, 주 1일 단식, 주 2일 연속 단식, 기본 섭취량의 20%, 40% 열량 제한이라는 다섯 종의 식단을 각각 제공했다. 그 결과 무제한으로 음식을 섭취한 생쥐 집단을 제외하고는 모든 생쥐의 수명이 연장됐으며 노화 속도 감소는 칼로리 제한 식단을 제공받은 2개 집단에서만 나타났다. 연구팀에 따르면 식습관에 개입하는 것이 건강과 수명 연장에 도움이 되지만 유전자도 핵심적 역할을 하는 것으로 조사됐다. 연구를 이끈 캘리코 생명과학의 안드레아 디 프란체스코 박사(분자생물학)는 “이번 연구에 따르면 수명과 건강에 유전자의 역할이 큰 것으로 나타났지만 식이 제한이라는 후천적 노력도 도움이 될 수 있음을 보여 준다”고 말했다.

누구나 매일 매 순간 끊임없이 ‘의사결정’을 내립니다. 의사결정(decision making)이란 개인이 자기의 생각을 명확하게 하거나 조직이 활동 방침을 결정하는 것으로, 여러 대안 중 하나를 고르는 행위입니다. 심리학자나 뇌과학자들은 사람들이 어떤 생각으로 의사결정을 하는지 궁금해했습니다. 미국 존스홉킨스대, 스탠퍼드대, 오하이오주립대 공동 연구팀은 사람들이 의사결정을 내릴 때 충분한 정보를 가지고 있다고 가정하는 경향이 강하며 핵심 정보를 놓치고 있을 가능성은 고려하지 않는 일종의 ‘자기 편향성’을 보인다고 밝혔습니다. 이 연구 결과는 미국 공공과학도서관에서 발행하는 국제 학술지 ‘플로스 원’ 10월 10일 자에 실렸습니다. 운전할 때 앞에서 갑자기 멈춘 차 때문에 깜짝 놀라 화를 내며 경적을 울렸는데 알고 보니 아이나 노인이 도로를 건너고 있다는 것을 뒤늦게 알아차릴 때가 있습니다. 이렇게 사람은 자기가 핵심 정보를 놓치고 있을 가능성을 고려하지 않는 ‘정보 적절성에 대한 환상’이 있다고 연구팀은 가정했습니다. 정보 적절성에 대한 환상을 입증하기 위해 연구팀은 신체적, 정신적으로 건강한 성인 남녀 1261명을 세 그룹으로 나누고 한 지역에 있는 두 개 대학을 통합해야 할지를 결정하는 실험을 했습니다. 한 그룹에는 통합의 장점에 대한 정보만, 다른 집단에는 분리된 상태의 장점에 대한 정보만 제시하고 나머지 집단에는 통합과 분리의 장점을 모두 제시했습니다. 그 결과 참가자들 대부분은 자신이 가진 정보에 따라 의사결정을 내렸으며 사전에 받은 정보가 의사결정을 내리는데 충분하다고 생각하는 경향이 컸습니다. 연구팀이 첫 번째 결정에서 통합을 찬성한 사람들에게는 분리의 장점을, 분리파에게는 통합의 장점에 관한 정보를 추가로 제공한 다음 다시 결정하도록 해도 의견은 크게 바뀌지 않았다고 합니다. 연구를 이끈 헌터 겔바흐 존스홉킨스대 교수(인지심리학)는 “의사결정을 할 때 사람들은 다른 사람을 자기 기준으로 생각하는 심리적 편향성을 보이는 경향이 크다”며 “자신의 주관적 관점이 객관적 진리라고 생각한다는 말”이라고 밝혔습니다. 일상에서 벌어지는 사소한 오해와 갈등이 어쩌면 이번 연구에서 말하는 ‘정보 적절성에 대한 환상’ 때문일지 모릅니다. 오해와 갈등을 피하기 위해서는 쉽지 않겠지만 타인의 생각과 관점을 수용하고 받아들이는 태도가 필요할 것입니다. 너무 뻔한 얘기인가요.

기온이 높고 습도까지 높은 날이면 ‘더워서 미쳐버리겠다’는 말이 저절로 튀어나온다. 지구 온난화로 인한 기후변화는 사람뿐만 아니라 동식물들에게도 심각한 영향을 끼친다. 이 때문에 동식물들도 말을 할 수 있다면 ‘미치겠다’라고 내뱉을지 모른다. 실제로 기후 변화로 인해 바닷속 거대 어류인 고래상어와 인간이 맞닥뜨리는 상황이 자주 벌어질 수 있다는 분석 결과가 나왔다. 고래상어는 상어의 일종으로 최대 20m, 무게 23.5t에 이르는 것이 있을 정도로, 현재 살아있는 어류 중 가장 큰 것으로 알려져 있다. 영국, 호주, 카타르, 사우디아라비아, 콜롬비아, 미국, 멕시코, 뉴질랜드, 에콰도르, 파나마, 브라질, 필리핀, 포르투갈, 세이셸, 인도네시아 15개국 50개 대학과 연구 기관의 연구자들이 참여한 국제 공동 연구팀은 현재보다 탄소배출이 증가할 경우 2100년쯤이 되면 고래상어가 선박들과 충돌할 가능성이 지금보다 1만 5000배 늘어날 수 있다고 밝혔다. 이 연구 결과는 기후학 분야 국제 학술지 ‘네이처 기후 변화’ 10월 8일 자에 실렸다. 해양 동물들은 기후 변화로 인한 온난화에 특히 민감해 더 시원한 고위도 지역으로 이주하는 경향이 크다. 이런 서식지 재분포 현상은 다양한 문제를 일으킬 수 있다. 고래상어는 해수면에 가깝게 움직이며, 해양 교통지와 서식지가 겹치는 경우가 많아 선박 충돌에 특히 취약한 것으로 알려져 있다. 실제로 최근 들어 고래상어와 대형 선박과 충돌해 다치거나 죽는 경우가 발생하고 있다. 이에 연구팀은 2005년부터 2019년까지 고래상어 348마리에게 태그를 부착한 뒤, 위성 추적을 해 전 세계 해양에서 고래상어의 현재 서식지를 파악하고, 글로벌 기후 모델을 결합한 시뮬레이션을 통해 미래 서식지 적합성을 평가했다. 연구팀은 이 데이터에 선박 교통 자료를 결합해 인간-상어의 충돌 위험도 분석했다. 그 결과, 2100년까지 현재보다 탄소 배출이 증가하는 고배출 시나리오에서는 현재 고래상어의 서식지 50% 이상이 손실될 것으로 예상됐다. 이 때문에 고래상어들은 현재보다 고위도 지역으로 1000㎞ 이상 이동을 할 것이라고 연구팀은 예측했다. 이 때문에 고배출 시나리오상에서 고래상어와 먼바다를 오가는 대형 선박의 충돌 가능성은 현재보다 1만 5000배 증가할 것으로 분석됐다. 북태평양의 미국 지역, 동중국해의 일본 지역, 북대서양의 시에라리온 지역, 멕시코만의 멕시코 일대 등에서 자주 발생할 것으로 예측됐다. 지금보다 탄소 배출이 줄어 지구 온도 상승을 2도 이하로 유지하는 저배출 지속 가능한 개발 시나리오에서도 현재보다 20배 정도 충돌 위험은 있는 것으로 나타났다. 연구를 이끈 프레야 워머슬리 영국 해양생물학 협회 박사는 “고래상어는 온도 변화에 민감하기 때문에 해양 온도가 상승하면 더 시원한 환경으로 이동하게 될 텐데, 이런 장소는 인간의 해상 물류 이동지역과 거의 일치한다는 것이 이번 연구 결과”라고 말했다. 워머슬리 박사는 “기후변화로 인한 고래상어의 이동과 선박 경로와의 일치는 개체군 전체에 영향을 미칠 수 있는 만큼, 멸종 위기 동물 보호에 있어서 기후 변화 위험을 잘 고려할 필요가 있다”고 덧붙였다.

단국대학교는 화학과 강선우 교수 연구팀이 더 밝고 오래 지속되는 청색 인광 OLED(유기발광다이오드) 소자 개발에 성공했다고 7일 밝혔다. 이번 연구는 홍익대(김태경 교수), 가천대(홍완표 교수), ㈜로오딘과 공동으로 진행됐다. OLED는 스마트폰·태블릿 등 모바일 기기에서 가장 많이 쓰이고 있는 디스플레이다. 적·녹·청색의 유기물질이 색을 구현한다. 현재 적색과 녹색 소자는 인광 OLED가 상용화됐지만, 청색 인광 OLED는 수명이 짧고 안정성이 낮아 형광 OLED에 의존하고 있다. 청색 인광 OLED는 짧은 수명으로 장시간 사용 시 디스플레이 잔상(열화)현상이 쉽게 발현돼 제품화가 어렵다. 긴 수명과 높은 효율을 보이는 청색 인광 OLED 개발은 ‘OLED의 마지막 퍼즐’이라고 불리고 있다. 연구팀은 기존 개발된 소자(BD-02)의 효율, 수명, 색 순도를 저해하는 분자의 떨림 현상을 효과적으로 억제하는 설계 방법을 개발했다. 연구팀이 개발한 소자는 기존 소자(BD-02)보다 113%의 발광 효율을 보였으며, 수명은 138% 늘어났다. 강 교수가 공동 교신 저자로 참여한 이번 연구는 최근 재료공학 분야의 국제 저명 학술지인 Advanced Materials (IF = 27.4)’ 에 게재됐다. 논문명은 진동 억제 효과를 가진 테트라덴테이트 Pt(II) 복합체를 이용한 고효율, 안정적인 울트라 퓨어 블루 인광 유기 발광 다이오드(Superbly Efficient and Stable Ultrapure Blue Phosphorescent Organic Light‐Emitting Diodes with Tetradentate Pt (II) Complex with Vibration Suppression Effect)다.

귀여운 외모로 사랑받는 병코돌고래가 실제로 ‘미소’를 지을 수 있다는 내용의 연구결과가 나왔다고 영국 BBC 등 외신이 3일(이하 현지시간) 보도했다. 이탈리아 피사대학 연구진은 병코 돌고래 22마리가 조련사와 함께 있는 모습을 분석한 결과, 병코돌고래는 ‘친구’들과 놀이시간을 가질 때 의사소통을 위해 미소와 비슷한 입을 벌리는 표정을 짓는다는 사실을 확인했다. 다른 병코돌고래가 시야에 있을 때에는 거의 대부분 ‘웃는’ 얼굴 표정을 지었지만, 사람(조련사) 등과 함께 있거나 홀로 있을 때에는 이러한 표정이 나오지 않았다. 또 다른 병코돌고래가 자신의 시야에 있을뿐만 아니라 얼굴을 마주볼 수 있을 때에는 미소짓는 표정을 더욱 자주 사용하는 것으로 확인됐다. 구체적으로 홀로 놀 때에는 입을 벌리는 행동이 단 한 차례만 기록됐지만, 다른 돌고래와 함께 있을 때에는 1288번의 ‘미소’를 보였으며, 이중 92%는 돌고래와 돌고래가 함께 놀 때 나타났다. 연구를 이끈 엘리자베타 팔라 피사대학 진화생물학자는 “원숭이의 장난기 어린 얼굴이나 인간의 웃음 표정에서 볼 수 있는 ‘느슨히 벌어진 입’은 장난을 칠 때 나오는 보편적인 신호”라면서 “이러한 신호는 동물이 인간과 놀 때 즐거움을 표현하는 한편 갈등을 피하게 하는데 도움이 된다”고 설명했다. 이어 “돌고래의 이런 표정은 미어캣 또는 말레이곰에게서도 볼 수 있다”면서 “병코돌고래의 미소짓는 표정은 의사소통의 방식”이라고 덧붙였다. 병코돌고래는 무리지어 생활하며 사회적 능력이 뛰어난 해양 동물로 알려져 있다. 물 위로 점프하는 등의 장난기 있는 행동을 포함해 복잡한 상호작용을 할 줄 아는 것으로 유명하다. 연구진은 “이번 연구를 통해 돌고래가 다른 돌고래의 얼굴 표정을 따라할 수 있다는 것을 알게됐다”면서 “입을 벌리는 신호는 돌고래뿐만 아니라 많은 종(種)의 동물 사이에서 복잡한 사회적 상호작용을 형성하는데 중요한 역할을 했다는 것을 시사한다”고 전했다. 이어 “이번 연구에서는 돌고래의 음향신호를 따로 기록하지 않았다. 향후에는 놀이적 상호작용 시간 동안 발성과 촉각 신호가 어떤 역할을 하는 지 탐구해야 할 것”이라고 덧붙였다. 이번 연구결과는 저명한 국제학술지 셀(Cell)의 자매지인 아이사이언스(iScience) 최신호에 실렸다. 한편, 병코돌고래는 고래하목 참돌고래과에 속하는 돌고래로, ‘큰 돌고래’라고 부르기도 한다. 몸길이는 4m, 몸무게는 300kg에 달하며 극지방을 제외한 거의 모든 온대 바다와 열대 바다에서 볼 수 있다. 일반적으로 15~20마리로 이뤄진 무리가 함께 생활하는데, 종종 1000여 마리로 이루어진 무리를 짓기도 한다. 주로 작은 물고기나 갑각류, 오징어 등이 먹잇감이다. 여러 연구를 통해 병코돌고래의 뇌가 인간보다 크고, 학습 능력 또한 다른 야생동물에 비해 월등하다는 사실이 증명된 바 있다.

2006년까지 과학 시간에 태양계 행성이라고 하면 ‘수금지화목토천해명’으로 배웠다. 그렇지만, 2006년 8월 24일 국제천문연맹(IAU)은 태양계 막내 행성인 명왕성에서 행성 자격을 박탈하고, 왜소행성으로 구분했다. 명왕성은 5개의 위성을 갖고 있으며, 그중 가장 큰 위성은 ‘카론’이다. 명왕성이 행성 자격은 잃었지만, 태양계 생성의 다양한 비밀을 품고 있는 천체이기 때문에 과학자들에게 여전히 관심의 대상이 되고 있다. 이런 가운데, 미국과 프랑스 15개 대학과 연구기관 소속 천문학자, 물리학자 등이 참여한 국제 공동 연구팀은 제임스 웹 우주망원경(JWST)의 관측 데이터를 바탕으로 명왕성의 가장 큰 위성인 카론 표면에서 이산화탄소(CO2)와 과산화수소(H2O2)를 검출했다고 6일 밝혔다. 이 연구에는 미국 콜로라도 볼더 사우스웨스트 연구소, 텍사스 샌안토니오 사우스웨스트 연구소, 샌안토니오 텍사스대, 항공우주국(NASA) 고다드 우주비행 센터, 아메리칸대, 우주망원경 과학연구소(STSI), 애리조나 로웰 천문대, 노던 애리조나대, 존스홉킨스대 응용물리학 연구소, 핀헤드 연구소, SETI 연구소, 센트럴 플로리다대 우주연구소, 천문학 연구 연합대학, 프랑스 우주천체물리 연구소, 리옹 1대 과학자들이 참여했다. 이 연구 결과는 기초과학 및 공학 분야 국제 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 10월 2일 자에 실렸다. 카론은 1978년 미국 워싱턴DC에 있는 미 해군 천문대의 천문학자 제임스 크리스티에 의해 발견됐다. 발견 이후 과학자들이 광범위하게 연구했지만, 이전 스펙트럼 데이터는 2.5㎛(마이크로미터) 이하 파장으로 제한돼 있어서 표면 구성에 대한 이해에 한계가 있었다. 물이 언 얼음, 암모니아 포함 화합물, 유기 화합물의 존재는 이전에도 알려졌지만, 그 외의 화합물을 검출하기는 스펙트럼 범위가 좁았다. 연구팀은 JWST 근적외선 분광기를 사용해서 1.0~5.2㎛ 파장에서 카론 표면을 관측했다. 연구팀은 서로 다른 경도에서 네 번 더 관측하고, 실험실 실험 및 스펙트럼 모델링을 실시했다. 그 결과, 결정형 물 얼음과 암모니아 존재를 재확인했고, 이산화탄소와 과산화수소의 존재를 확인했다. 연구팀에 따르면 과산화수소는 카론 표면에서 방사선과 강한 햇빛으로 물 얼음이 활성적으로 처리되면서 만들어지고, 이산화탄소는 카론 형성 이후 지하에 포집돼 있던 것이 혜성이나 소행성 같은 천체와 충돌하면서 표면으로 노출된 것이다. 연구를 이끈 콜로라도 볼더 사우스웨스트 연구소의 실비아 프로토파파 박사(천문학)는 “이번 연구는 카론의 표면 구성과 화학적 조성에 대한 새로운 통찰을 제공한다”라며 “외측 태양계(outer solar system)의 천체 역학과 표면 구성, 태양 복사의 영향을 탐구하는 데도 도움을 줄 것”이라고 말했다. 프로토파파 박사는 “카론의 표면 조성 화합물을 이해하는 것은 명왕성과 다른 왜소 행성이 위치한 카이퍼 벨트에서 얼음 천체의 기원을 연구하는 데 매우 중요하다”라고 이번 연구 의미를 설명했다.

조현병은 망상, 환청, 와해된 언어와 행동을 보이고 움직임과 의사소통이 심각할 정도로 둔화하는 긴장증 행동을 보인다. 시간이 지날수록 정서 표현 감소, 의욕 감소, 대인관계 감소 등 증상이 뚜렷해지는 경향을 보인다. 특히 조현병이라고 하면 많은 사람이 떠올릴 정도로 대표적인 증상은 망상과 환각이다. 환각은 감각기관에 대한 외부 자극이 없는 데도 마치 있는 것처럼 지각하는 것으로 질적으로는 실제 지각과 비슷한 것으로 알려졌다. 그중 환청이 가장 흔히 나타나는데 사람 목소리가 가장 많고 그 밖의 소리나 음악이 들리기도 한다. 그렇다면, 조현병 환자가 환청을 들을 때 뇌에서는 어떤 일이 생길까. 중국 상하이 교통대 의대 정신보건 연구센터, 심리학·행동과학 연구소, 상하이 뉴욕대 뇌·인지과학 연구소, 인공지능(AI) 및 딥러닝 과학연구센터, 화둥사범대 심리학·인지과학부 공동 연구팀은 청각 환각이 있는 사람과 그렇지 않은 사람의 뇌를 측정해 관련 뇌 신경망을 모델링하는 데 성공했다고 5일 밝혔다. 이번 연구 결과는 미국 공공과학도서관에서 발행하는 생명과학 분야 국제 학술지 ‘플로스 생물학’ 10월 4일 자에 실렸다. 조현병을 비롯해 특정 정신 질환 환자들은 외부 소리 없이 목소리를 듣는 경우가 있다. 환자들은 자기 생각과 외부 목소리를 구별하지 못해, 스스로 사고하는 능력이 급격히 감소한다. 이에 연구팀은 청각 환각을 경험한 조현병 환자 20명과 이런 환각을 경험하지 않은 조현병 환자 20명을 대상으로 뇌전도(EEG) 측정을 했다. 청각 환각은 자기 생성된 소리를 억제하지 못하는 ‘손상 보조 방출’과 이런 소리를 지나치게 강하게 듣는 ‘시끄러운 운동 복사본’ 두 과정으로 인해 나타나는 것으로 알려져 있다. 보통 사람들이 말할 준비를 할 때, 뇌에는 자신의 목소리를 억제하고 조절하는 ‘보조 방출’ 신호를 보낸다. 측정 결과, 청각 환각이 있는 환자들은 음절을 말하려고 할 때, 뇌에서 내부 소리를 걸러내고 억제하지 못할 뿐만 아니라 계획된 음절 외에 내부 소리에 대한 운동 복사본 반응이 강화된 것으로 확인됐다. 쉽게 말하면, 조현병 환자는 뇌의 청각 조절 기능이 손상돼 손상 보조 방출과 시끄러운 운동 복사본 반응이 지나치게 강화되면서 환청을 듣게 된다고 연구팀은 설명했다. 연구를 이끈 싱 티안 상하이 뉴욕대 교수(신경·인지과학)는 “청각 환각으로 고통받는 각종 정신질환자는 외부 자극 없이 소리를 듣는 경험을 하게 된다”라며 “이번 연구 결과는 뇌의 운동 시스템과 청각 시스템 사이에 기능적 연결 손상이 환각과 현실을 구별하는 능력을 잃게 한다는 것을 보여주는 만큼 환각에 대한 새로운 치료법을 개발하는 데 도움을 줄 것”이라고 말했다.

여전히 ‘뽀통령’으로 불리며 아이들에게 인기를 끄는 ‘뽀로로’의 주제가 중에 “노는 게 제일 좋아”라는 가사가 있다. 노는 것이 좋은 것은 아이들에게만 해당 되는 것일까. 문화사가 요한 하위징아는 노는 것을 좋아하는 것이 인간의 특징이라며 ‘호모 루덴스’라는 이름을 붙이기도 했다. 그렇다면 정말 노는 것은 인간만의 고유한 행동 양식일까. 이탈리아 피사대, 피사 자연사박물관, 주마린 이탈리아(Zoomarine Italia), 투린대, 나폴리 스타치오네 주로지카 안톤 돈 해양연구소, 프랑스 렌대, 노르망디대, 대학연구소(IUF) 공동 연구팀은 돌고래야말로 극단적으로 노는 것을 좋아하며, 놀 때 특이한 표정을 짓는다는 사실도 확인했다고 4일 밝혔다. 이 연구 결과는 과학 분야 국제 학술지 ‘아이사이언스’(iScience) 10월 3일 자에 실렸다. 돌고래 같은 해양 포유류들도 놀이를 즐긴다는 사실은 알려져 있다. 돌고래는 곡예, 서핑, 물건 가지고 놀기, 다른 돌고래 쫓아다니기 등의 형식으로 논다. 또 서로 싸움하는 것처럼 보이는 놀이 싸움도 놀이의 하나다. 보통 육상 포유류들은 놀이를 위한 소통 과정에서 표정을 사용하지만, 돌고래 같은 해양 포유류는 노는 것, 장난치는 것이라는 점을 알리기 위해 어떻게 소통하는지는 명확히 알려지지 않았다. 이에 연구팀은 이탈리아 로마에 있는 워터파크인 주마린 이탈리아에 있는 큰돌고래(Bottlenose Dolphin, 학명 Tursiops truncates)들을 관찰했다. 그 결과, 큰돌고래는 놀이할 때 소통하기 위해 입을 벌린 표정을 사용하는데, 사람으로 치면 미소와 같다. 돌고래는 거의 항상 놀이 상대의 시야에 있을 때 이런 표정을 사용한다고 연구팀은 밝혔다. 연구팀은 돌고래가 다른 돌고래와 놀 때 입을 벌린 표정을 자주 사용했지만, 인간(사육사)과 놀거나 혼자 장난칠 때는 사용하지 않는 것을 확인했다. 상대와 노는 동안 총 1288회 입을 벌렸으며, 이 중 92%가 돌고래들끼리 놀 때만 나타났으며, 혼자 놀 때 입을 벌린 적은 한 번밖에 관찰되지 않았다. 또 놀이 상대가 시야에 있을 때 입을 벌린 표정을 취할 가능성이 크고, 이 미소가 인식됐을 때 놀이 상대인 돌고래가 33%의 확률로 미소를 지어준 것으로 나타났다. 진화생물학자로 이번 연구를 이끈 엘리자베타 팔라기 이탈리아 피사대 교수는 “이번 연구는 큰돌고래가 입을 벌리는 독특한 표정으로 다른 개체와 소통을 하며, 이는 다른 돌고래의 표정을 보고 모방할 수 있음을 보여주는 것”이라며 “표정과 빠른 모방은 포유류에게서 흔히 나타나는 것으로, 시각적 소통이 돌고래뿐만 아니라 많은 종의 복잡한 사회적 상호작용을 형성하는 데 중요한 역할을 했음을 시사한다”라고 말했다. 팔라기 교수는 “돌고래의 입을 벌린 제스처는 물어보는 행동에서 진화했을 가능성이 높다”라며 “사회적 동물, 원숭이의 놀이 얼굴, 심지어 인간의 웃음에서 볼 수 있는 이완된 형태의 입은 놀이의 보편적인 신호로 즐겁고 공격할 생각이 없음을 보여줘 갈등을 피하는 데 도움을 준다”라고 덧붙였다.

짧은 동영상인 숏츠와 소셜미디어(SNS)가 유행하면서 긴 호흡으로 책을 읽는 것을 힘들어하는 사람들이 많다. 청소년뿐만 아니라 인쇄매체에 익숙한 중장년층 이상에서도 책 읽기를 버거워하는 사람이 많다. 그렇지만 많은 과학자는 ‘읽기’라는 행위가 뇌 발달에 도움이 된다는 연구 결과를 자주 발표한다. 이런 가운데 어린 시절 독서 습관이 상급학교 진학은 물론 장래 직업 결정에도 중요한 역할을 한다는 연구 결과가 나왔다. 미국 소아과학회(AAP)는 유아기 및 아동기에 소리 내서 함께 책을 읽는 것이 두뇌 발달의 핵심이며 양육에 있어서 긍정적 애착 관계를 형성하는 데 도움을 준다고 4일 밝혔다. AAP는 이런 조사 결과를 바탕으로 부모와 보호자에게 신생아 및 어린이에게 함께 책을 읽는 것을 권장하고, 소아과 의사들도 아동 건강 검진 시에 이와 관련한 안내를 할 것을 권고하는 내용의 정책 성명서와 기술 보고서를 내놨다. 이 보고서는 지난달 29일부터 10월 1일까지 미국 플로리다 올랜도에서 ‘우리는 어린이를 위한 챔피언입니다’라는 주제로 열린 ‘AAP 2024 춘계 컨퍼런스’에서 공개됐다. 이들 자료는 오는 12월 의학 분야 국제 학술지 ‘소아과학’에 실릴 예정이다. ‘문해력 증진: 1차 진료 소아과에서 실천의 필수 요소라는 제목의 이번 정책 보고서는 해당 분야에서 이뤄진 방대한 연구 결과를 바탕으로 구성됐다. 이 보고서에서는 어린 시절 부모와 함께하는 독서가 부모-자녀의 관계를 강화하고 초기 애착을 긍정적으로 형성하며, 뇌를 자극하는 데 가장 효과적인 방법이라고 밝혔다. 연구진은 어려서부터 부모와 함께하는 공유 독서가 정서, 인지, 언어, 문해력 발달의 기초를 형성해 취학 후 학교 적응에도 도움을 주고 주의력, 실행 능력, 자존감, 사회성 등에 영향을 미쳐 전 생애에 걸쳐 지속적 이점을 제공한다고 강조했다. 연구진은 아동기에는 디지털 기기 사용을 제한하는 것이 좋으며, 책도 디지털 책보다는 인쇄된 책이 도움을 준다고 조언했다. 디지털책은 부모-자녀 상호 작용을 촉진하지 않는다고 지적했다. 또 책은 특정 분야만 선택하는 것보다 다양한 문화, 등장인물, 주제를 포함할 수 있도록 해, 포용력과 사회적 형평성, 소속감 등을 깨닫게 해주는 것이 좋다고도 연구팀은 설명했다. 보고서 주저자이자 아동 문해력 전문가인 페리 클라스 뉴욕대 의대 교수(소아과학)는 “어린이와 함께 책을 읽는 것은 언어와 풍부한 상호작용의 순간을 일상생활과 연결하는 중요한 순간”이라며 “책 읽기를 잠자리 루틴의 일부나 시간을 정해 놓고 함께 책을 읽는다면 가족 간 유대감을 강화하고 아이의 뇌 발달에도 상당한 도움이 될 것”이라고 조언했다. 클라스 교수는 “많은 연구에 따르면 초등학교 3학년까지의 독서 능력이 상급 학교 진학과 직업적 성공의 중요한 예측 요소”라며 “부모와 함께 책읽는 습관을 갖는다면 이후 독서 활동에서도 큰 거부감이 없을 것”이라고 덧붙였다.

통계청 조사에 따르면 2022년 기준 한국의 1인가구는 전체 가구의 34.5%인 750만 2000가구입니다. 2052년까지 장래 가구 추계를 보면 전체 가구 중 1인가구 비중은 41.3%까지 증가할 것이라고 합니다. 조만간 두 집 걸러 하나는 1인가구가 될 것이라는 말입니다. 이런 가운데, 미국 캘리포니아 로스앤젤레스대(UCLA), 알래스카 아코다 연구그룹, 랜드(RAND) 연구소 공동 연구팀은 1인가구 독신자의 행복을 좌우하는 것은 친구들과의 우정이라고 밝혔습니다. 이런 행복과 우정의 상관관계는 젊은 독신자들에게서 특히 강하게 나타나는 것으로 확인됐습니다. 이 연구 결과는 미국 공공과학도서관에서 발행하는 국제 학술지 ‘플로스 원’ 10월 3일자에 실렸습니다. 그동안 중년이나 고령 독신자의 행복에 관한 연구는 많았지만 젊은 독신자의 행복에 미치는 요소가 무엇인지 연구한 것은 거의 없었습니다. 이에 연구팀은 18~24세의 독신 남녀 미국인 1073명을 상대로 온라인 설문조사를 실시했습니다. 참가자들의 전반적인 행복도를 평가하는 설문조사 항목에는 ▲가족에 대한 만족도 ▲친구에 대한 만족도 ▲자존감 ▲신경증적 성격 ▲외향성 등 5개 예측 변수가 포함됐습니다. 분석 결과 친구에 대한 만족도가 높고 신경증적 성격이 낮은 그룹이 가장 행복한 것으로 나타났고, 친구에 대한 만족도가 낮은 그룹은 전반적인 행복지수가 가장 낮았습니다. 물론 행복감이 가장 낮은 그룹은 다른 변수의 점수도 낮은 것으로 확인됐습니다. 특히 5개의 변수 중 독신자의 행복감을 가장 명확하게 드러내는 것은 친구에 대한 만족도였습니다. 연구를 이끈 리사 월시 UCLA 박사는 “이번 연구는 우정의 질이 독신자의 웰빙과 밀접한 관계가 있음을 보여 준다”며 “혼자 사는 삶의 만족도를 높이기 위해 가장 필요한 것은 친구”라고 강조했습니다. 미생물부터 포유류까지 많은 동물이 생활 환경이 생존을 위협한다고 판단할 경우 짝짓기와 번식을 포기한다고 합니다. 후세를 남기는 것보다 개체의 생존이 더 중요하다고 판단하기 때문이지요. 현재 한국은 출산율을 높이기 위해 다양한 정책을 내놓고 있습니다. 과연 임기응변식 단기적 대책만으로 해결할 수 있는 상황일까요. 혹시 극한 경쟁과 커지는 빈부 격차 등 사회 구조 전반을 근본적으로 바꿔야 할 때가 아닐까요. ‘나 혼자 산다’ 같은 프로그램을 비판할 것이 아니라 실질적 문제가 뭔지 더 깊은 고민이 필요할 때입니다.

애니메이션 ‘주토피아’에 등장한 나무늘보 플래시는 빠른 일 처리가 필요한 상황에서 느릿느릿한 행동을 보여 관객들의 웃음을 자아내며 많은 사랑을 받았다. 그런데, 중앙아메리카와 남아메리카 지역에 서식하는 나무늘보가 기후 변화로 인해 가까운 미래에 멸종 동물 목록에 이름을 올릴 수도 있다는 경고가 나와 충격을 주고 있다. 영국 나무늘보 보존재단, 스완지대 자연과학부, 맨체스터대 생명과학부, 북아일랜드 벨파스트 퀸스대 생명과학부, 코스타리카 나무늘보 보호재단 공동 연구팀은 지금 같은 기후변화 추세가 이어진다면 금세기 말에는 나무늘보를 더 이상 볼 수 없게 될 것이라고 1일 밝혔다. 이 연구 결과는 생명과학 분야 국제 학술지 ‘피어 제이 생명·환경’(PeerJ Life & Environment) 9월 27일 자에 실렸다. 연구팀은 ‘기후변화에 관한 정부 간 협의체’(IPCC)의 제6차 보고서의 기후 변화 시나리오에 따른 나무늘보의 대사 반응을 분석했다. 연구팀은 나무늘보가 고지대와 저지대 지역에서 다양한 온도 환경에 어떻게 반응하는지 주목했다. 연구팀은 간접 열량 측정법을 사용해 기후 변화가 예상되는 조건에서 나무늘보의 산소 소비량과 체온을 측정했다. 그 결과, 나무늘보는 2100년이 되면 지구상에서 사라질 수 있는 것으로 나타났다. 특히 고지대에 사는 나무늘보부터 생존의 위협에 처하게 될 것이라고 연구팀은 설명했다. 연구팀에 따르면 고지대의 나무늘보는 온도 상승으로 안정시대사율(RMR)이 급격히 증가한다. RMR은 기초대사율과 비슷한 것으로 쉬고 있을 때 소비되는 열량을 말한다. 저지대 나무늘보는 상대적으로 높은 온도에 더 잘 적응하겠지만, 그들이 편안함을 느끼는 ‘열활성 구역’(TAZ)를 넘어서면 생존을 위해 대사를 억제하면서 역시 생존에 위협을 받게 되는 것으로 조사됐다. 나무늘보의 서식지 기온이 산업화 이전 시대에 비해 2~6도 상승할 경우 대사 부담이 심각해질 것으로 예상됐다. 게다가 나무늘보의 소화 속도는 유사한 크기의 초식동물보다 최대 24배 느리다. 기후변화로 인해 대사가 억제될 경우 식량 섭취와 소화도 쉽지 않기 때문에 나무늘보가 에너지 균형을 유지하기 어려워질 수 있다고 연구팀은 경고했다. 고지대 나무늘보는 기온이 올라가면 대사가 느려져 더 시원한 지역으로 이동할 수 있는 능력이 더 떨어지면서 멸종 위기에 쉽게 노출된다. 연구를 이끈 나무늘보 보존재단의 레베카 클리프 박사는 “나무늘보는 느린 대사와 체온 조절 능력이 부족해 다른 포유류들보다 기후변화의 영향을 더 크게 받는다”라며 “나무늘보 보호를 위한 보존 정책 마련되지 않을 경우, 이번 세기말이 되면 영화나 애니메이션, 책 속에서나 보는 동물이 될 것”이라고 말했다.