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.

단국대학교는 김민규(화학공학과) 교수가 미국 조지아텍 Vladimir V. Tsukruk 교수와 공동으로 자기장을 이용해 빛의 방향을 자유롭게 조절하는 친환경 카이랄성 셀룰로스 소재를 발견했다고 30일 밝혔다. ‘카이랄성(chirality)’은 물질 분자식은 같지만 구조가 다른 특성을 말한다. 주로 자연계에 존재하는 단백질 아미노산, 단당류 등이 카이랄성을 띠고 있다. 이 가운데 셀룰로스 나노결정(Cellulose Nanocrystals)은 친환경적이고 유연성과 강도가 뛰어나 재료 및 생채 공학에서 차세대 카이랄성 소재로 주목받고 있다. 셀룰로스 나노결정은 빛의 왼쪽으로 회전하는 성질을 가졌다. 기존 연구에서는 이를 반대로 조절하거나 자유롭게 조절하는 것은 불가능했다. 연구팀은 자성 나노입자를 셀룰로스 나노 결정 표면에 부착한 결과 원래 성질과는 달리 오른쪽으로 회전한다는 사실을 밝혔다. 즉 자기장을 이용해 친환경 카이랄성 소재의 빛 회전 방향을 자유자재로 조절할 수 있게 된 것이다. 최근 과학계는 카이랄성 분자의 빛 회전 방향을 이용해 고성능 공학 컴퓨터, 차세대 바이오센서, 초전도체 등 첨단 전자·전기소자 개발로 관심이 높다. 김 교수는 “친환경적이고 지속가능한 △미래 광통신 △고성능 광학 컴퓨터 △카이랄 비선형 포토닉스 △유도된 카이랄 발광 등 광학 신소재 개발에 중요 밑거름이 될 것”이라고 밝혔다. 연구논문은 재료과학 및 다학제 연구분야 상위 5.5% (JCR, 2023년 기준)인 국제 저명 학술지 ‘ACS Nano(2023년 IF=15.8’ 2024년 9월에 온라인 게재됐다. 이번 연구는 미 공군 연구소 및 미 공군 과학 연구실 사업 지원을 받아 진행됐다.

전 세계에서 가장 높은 산이라고 하면 단연 ‘에베레스트산’이다. 해발 8848.86m로 히말라야산맥의 최고봉으로 네팔과 중국 티베트 자치구 국경선을 지나고 있는 에베레스트산은 지금도 꾸준히 높아지고 있다. 과학자들이 에베레스트산이 매년 조금씩 높아지는 이유를 새로 밝혀냈다. 중국 지구과학대 지구과학·자원학부, 영국 런던대(UCL) 지구과학과, 자연과학부 공동 연구팀은 에베레스트산 근처의 강 협곡에서 발생하는 융기 현상이 에베레스트산의 높이를 매년 꾸준히 높이고 있다고 밝혔다. 이 연구 결과는 지구 과학 분야 국제 학술지 ‘네이처 지구과학’ 10월 1일 자에 실렸다. 인도판이 유라시아판 아래로 파고들면서 형성된 히말라야는 지구에서 가장 높은 산들이 포진해 있다. 네팔에서는 사가르마타(하늘의 이마), 티베트에서는 초모룽마(세상의 어머니), 중국어로는 주무랑마로 불리는 에베레스트산은 지구상 가장 높은 산이다. 히말라야에서 두 번째로 높은 봉우리인 K2(8611m)와 237m가량 차이가 난다. 이는 히말라야의 K2, 칸첸중가, 로체가 서로 120m 정도밖에 차이를 보이지 않은 것과 비교해 비정상적이라는 평가를 받는다. 앞서 GPS 데이터를 분석한 연구들에 따르면 에베레스트산의 최근 상승 속도는 연간 약 2㎜다. 이는 산맥의 예상 상승 속도를 초과하며 산의 성장에 영향을 미치는 다른 메커니즘이 있을 가능성을 의미한다. 연구팀은 수치 모델을 이용해 에베레스트산 인근 아룬강, 코시강을 비롯해 다른 강들의 변화를 시뮬레이션하고 기존 지형과 비교했다. 그 결과, 약 8만 9000년 전 코시강의 주요 지류인 아룬강이 다른 강들을 포획했음이 밝혀졌다. 현재 아룬강은 에베레스트 동쪽을 흐르며 하류에서 더 큰 코시강과 합류했다. 하천 포획이라고 불리는 ‘배수 해적’(drainage piracy)은 하천이나 하천 배수 시스템이 우회해 인근 하천으로 유입될 때 발생하는 지질학적 현상이다. 배수 해적 현상으로 더 많은 물이 코시강으로 흘러들면서 침식력이 커지고 토양과 퇴적물을 더 많이 깎여나가면서 융기율이 증가해 산의 꼭대기를 점점 높이 밀어 올리는 셈이다. 이에 대해 ‘지각 평형 반발’(isostatic rebound) 효과라고도 부르는데, 강물이 많은 양의 암석과 토양을 침식한 뒤 지구의 지각 아래에서 발생하는 압력으로 인한 융기력으로 산이 높아지는 것이다. 실제로 아룬강은 수천 년 동안 수십억t의 토양과 퇴적물을 깎아낸 것으로 분석됐다. 이런 과정으로 에베레스트산은 지난 8만 9000년 동안 15~50m 더 높아졌을 것이라고 연구팀은 추정했다. 이런 현상은 세계에서 네 번째, 다섯 번째로 높은 봉우리인 로체와 마칼루에도 영향을 미치는 것으로 확인됐다. 연구를 이끈 매튜 폭스 UCL 교수(지구화학)는 “이번 연구로 에베레스트산 인근 강이 더 깊게 파고들수록 물질 손실이 커지고 산을 더 높게 만든다는 것을 알 수 있다”며 “에베레스트산의 높이가 변화하는 것은 지구 표면의 역동적인 본질을 보여주는 것”이라고 말했다.

여러 가지를 원조로 두고 싶어하는 중국이 이번에는 치즈가 중국이 원조라고 주장하고 나섰다. 홍콩 사우스차이나모닝포스트(SCMP)에 따르면 중국과학원, 베이징대 제3병원 등 연구진은 지난 25일 국제 학술지 ‘셀’에 실린 논문에서 신장 남부 타림 분지의 샤오허 묘지에서 발견된 미라 목 주변에 흩어져있는 약 3500년 전 청동기 시대 유제품 샘플에서 염소와 발효 미생물의 디옥시리보핵산(DNA)을 발견했다고 밝혔다. 연구진은 “샤오허 사람들이 스텝(steppe·풀만 무성한 평원) 문화에서 축산업을 적극적으로 수용했고 관련 발효 유제품인 케피르 치즈가 샤오허 문화의 중요한 부분이 됐으며 이후 동아시아 내륙으로 퍼져나간 것으로 보인다”고 설명했다. 이어 자신들이 분석한 유제품 샘플 3개에 반추동물 우유, 유산균, 효모균에서 나오는 단백질이 풍부하게 존재하기 때문에 이 물질이 케피르 치즈로 확인됐다고 주장했다. 케피르 치즈는 염소, 양, 소의 젖을 발효시켜 만든 유제품이다. 앞서 타림 분지에서는 약 3300년에서 3600년 전 청동기 시대 미라들이 발견됐다. 연구진은 케피르 치즈 생산 과정에서 유당 성분이 크게 줄어들어 유전적으로 유당불내증인 샤오허 사람들의 유제품 섭취를 도왔다고 분석했다. 그러면서 이번 발견은 “케피르 문화가 청동기 시대부터 신장 지역에 존재해왔다는 생각을 뒷받침해 발효 우유음료가 오로지 현재의 러시아인 북코카서스 지역에서만 기원했다는 오랜 믿음에 도전한다”고 설명했다. 연구진은 20년 전 고고학자들이 샤오허 미라 머리와 목 주변에 묻어있는 의문의 흰색 물질을 발견했을 때 일종의 발효 유제품일 수 있다고 추측했음에도 그것이 정확히 무엇인지는 찾아내지 못했다며 고대 DNA 분석의 발전 덕에 이번에 그 의문을 풀었다고 덧붙였다. 연구진은 “유제품을 조사함으로써 우리는 고대 인류의 생활과 그들의 세상과의 교류에 대한 더 명확한 그림을 얻었다”고 말했다.

희토류 원소는 원소 주기율표에서 스칸듐(Sc), 이트륨(Y)과 란타넘(La)부터 루테튬(Lu)까지 란타넘족 15개를 포함한 17개 원소를 말한다. 지구의 지각에서는 상대적으로 풍부하게 분포하고 있지만, 광물 형태로는 희귀하기 때문에 희토류라고 부른다. 희토류는 가벼운 희토류와 무거운 희토류로 나누는데, 스마트폰, 배터리, 자석, 촉매, 조명, 기타 특수 응용 분야에서 사용된다. 전기차 개발, 풍력 터빈 같은 재생 에너지 기술과 미사일 등 군사 장비에 사용된다. 이 때문에 최근 많은 나라에서 희토류 확보에 열을 올리고 있다. 이런 상황에서 호주 국립대(ANU), 중국 국립과학원대 공동 연구팀은 사화산 속에는 희토류 원소로 가득 차 있을 가능성이 매우 높다고 29일 밝혔다. 이 때문에 사화산이 희토류 원소의 새로운 공급처가 될 수 있다고 연구팀은 설명했다. 이번 연구 결과는 지구과학 분야 국제 학술지 ‘지구화학 관점 회보’ 9월 24일 자에 실렸다. 매장량을 기준으로 희토류 원소가 가장 많은 국가는 중국이며, 그다음으로 브라질, 러시아 등이다. 미국도 상당량이 매장돼 있는 것으로 알려져 있으며, 유럽에서는 스웨덴이 희토류 원소 주요 매장지로 알려져 있다. 많은 나라가 재생 에너지 기술과 첨단 전자기기에 막대한 투자를 하고 있기 때문에 희토류에 대한 수요는 급증하고 있다. 희토류에 대한 수요는 2030년까지 다섯 배 이상 증가할 것으로 예상된다. 연구팀은 사화산에서 구한 철이 풍부한 암석들을 압력 전기로에 넣고 고온으로 가열해 녹인 뒤 암석 내부 무기질을 분석했다. 그 결과, 수백만~수만 년 전에 활동을 멈춘 사화산에서 분출된 마그마가 굳어 암석처럼 된 것에는 철분이 풍부하고, 희토류 원소들이 많은 것으로 확인됐다. 연구팀은 활화산에서 분출되는 마그마보다 사화산 안에 있는 마그마들이 희토류 원소를 농축하는데 최대 100배 더 효율적이라고 설명했다. 칠레 엘 라코처럼 철광석이 풍부한 화산암 지대에서도 희토류 원소가 풍부할 것으로 추정된다고 연구팀은 전망했다. 연구를 이끈 마이클 아넨버그 ANU 박사(지구화학)는 “희토류는 납과 구리와 비슷한 정도로 풍부해 실제로는 그리 희귀하지 않다”라며 “희토류가 귀한 것은 사용하기 쉽게 광물 형태가 아니며, 광물에서 희토류 원소만 추출하기 쉽지 않기 때문”이라고 말했다. 아넨버그 박사는 “이번 연구를 통해 철이 풍부한 화산암에 희토류 원소들이 풍부하다는 것을 알 수 있다”고 덧붙였다.

불과 1주일 전까지만 해도 과연 언제까지 더위가 이어질 것인지 걱정을 했는데, 지난 주말 가을비가 내린 이후 급격히 기온이 떨어지면서 ‘느닷없이’ 가을이 찾아왔다. 가을만 되면 연배가 있는 사람들의 입가에는 “가을엔 편지를 하겠어요/누구라도 그대가 되어/받아주세요 낙엽이 쌓이는 날”(‘가을엔 편지를 하겠어요’ 중)이라든가 “지금도 기억하고 있어요/10월의 마지막 밤을/뜻 모를 이야기만 남긴 채/우리는 헤어졌지요”(‘잊혀진 계절’ 중)라는 가사가 맴돈다. 가을만 되면 남자들은 소위 센티멘탈해지면서 바바리코트 자락과 함께 낙엽을 휘날리고 싶어 한다. 정신의학 전문의들은 이를 일종의 계절성 기분 장애라고 본다. 미국 밴더빌트대 화학과, 약리학과, 화학·생명 분자공학과 공동 연구팀은 일조량과 함께 신체 활동이 줄어들면 기분 장애를 겪기 쉽다고 28일 밝혔다. 가을이 되면 여름과 비교해 일조량이 급격히 짧아지고, 선선해지지만 빨리 어두워지면서 활동량이 감소하게 되면서 많은 사람이 계절성 기분 장애를 겪게 된다는 설명이다. 이 연구 결과는 미국 공공과학도서관에서 발행하는 의학 분야 국제 학술지 ‘플로스 정신건강’ 9월 26일 자에 실렸다. 기분 장애는 전 세계적으로 정신 건강과 관련한 장애의 주요 원인으로 꼽힌다. 우울증이나 양극성 장애를 앓고 있는 사람의 30% 정도가 계절적 증상 패턴을 보이는 것으로 알려져 있다. 그렇지만, 낮의 길이와 햇빛의 강도가 우울증과 양극성 장애의 계절적 패턴에 미치는 영향에 대해 정확히 알려진 바는 없다. 이에 연구팀은 광(光)주기와 광강도 측정치와 객관적으로 측정된 활동 패턴 간의 관계를 정량적으로 조사해 우울증과 양극성 장애의 계절성을 유발하는 환경적 요인을 분석했다. 이를 위해 다양한 형태의 우울증 환자 23명과 일반인 32명에게 손목시계 형태의 활동 센서(가속도계)를 착용시킨 뒤 2주일 동안 일상적 일조량과 활동 기록을 측정했다. 조사 결과, 낮 시간대의 신체 활동, 우울 상태, 광주기 및 광강도간의 관계가 명확하게 드러났다. 낮 시간대 활동이 줄어드는 것과 우울증의 정도는 밀접한 관련이 있었고, 낮 시간대의 활동은 광주기와 광강도가 증가함에 따라 늘어나는 것으로 조사됐다. 일반인도 낮의 길이와 햇빛의 강도가 기분에 영향을 받기는 하지만 우울증 환자와 비교했을 때는 그 정도가 크지 않았다. 또 실내에서 앉아서 생활하는 시간이 길어질수록 우울증 환자의 기분 장애는 더 심해지는 것으로 나타났다. 연구를 이끈 샌드라 로젠탈 교수는 “계절성 기분 장애가 있는 개인은 자신의 질병 패턴을 인식하지 못하는 경우가 많다”라며 “이번 연구에서처럼 가속도계로 측정한 운동 활동 패턴 같은 디지털 바이오마커는 정신건강 관련 의료진이 치료 시기를 빠르게 인식할 수 있도록 도와주고, 계절적 영향을 많이 받는 사람들이 우울증을 비롯한 여러 정신건강 관련 질환에서 벗어날 수 있게 도와줄 것”이라고 말했다.

과거 1990년대까지 중고등학교 학창 시절을 보냈던 사람들은 체육 시간이 끝나고 학교 수돗가로 달려가 세수하고 수도꼭지에 입을 대고 수돗물을 벌컥벌컥 마셨던 기억이 있을 것이다. 그러나 요즘에는 많은 사람이 생수를 사서 마시거나 정수기를 설치해 물을 마신다. 그렇지만 한국의 수돗물은 세계보건기구(WHO)에서 정한 59개 기준에 따라 수돗물을 처리하고 있기 때문에 그냥 마셔도 문제없을 정도로 깨끗하다. 유엔에서 조사한 국가별 수질 지수에서 122개국 중 8위에 오를 정도로 수돗물 상태는 우수하다. 이런 상황에서 카타르 웨일 코넬의대-카타르 연합 공중보건 연구소, 미국 뉴욕의대 외과, 가정의학과 공동 연구팀은 생수가 수돗물보다 더 안전하고 건강하다는 믿음은 근거 없는 것이라고 27일 밝혔다. 이 연구 결과는 영국 의학회에서 발행하는 보건학 분야 국제 학술지 ‘BMJ 국제 보건학’ 9월 25일 자에 실렸다. 전 세계적으로 1분당 100만 병의 생수가 판매되고 있으며, 이 수치는 계속 증가할 것으로 예상된다. 실제로 전 세계 약 20억 명은 안전한 식수 공급이 제한적이거나 전혀 없기 때문에 생수에 의존할 수밖에 없다. 그렇지만 나머지 사람들도 생수는 마시기 쉽고, 수돗물보다 깨끗하고 안전하다는 마케팅에 의해 구축된 믿음을 갖고 있다. 연구팀은 보건학적 측면에서 생수와 수돗물을 비교, 분석했다. 이를 통해 연구팀은 생수는 수돗물 같은 엄격한 품질과 안전 기준을 적용받지 않는 경우가 많고, 장기간 보관되거나 햇빛과 고온에 노출될 경우 플라스틱병에서 유해 화학물질이 물속으로 녹아들 가능성이 크다고 설명했다. 추정치에 따르면 생수의 10~78%가 미세플라스틱을 포함한 오염물질을 포함하고 있으며, 플라스틱 내구성을 높이기 위해 사용되는 프탈레이트와 비스페놀A(BPA) 같은 물질도 있다. 미세플라스틱은 체내 세포 산화 스트레스, 면역 체계 교란, 혈중 지방 수치 변화와 관련 있으며, BPA는 고혈압, 심혈관 질환, 당뇨, 비만 같은 대사 질환에 영향을 미치는 것으로 알려져 있다. 연구팀에 따르면 생수를 담는 플라스틱병은 해양 오염의 대표적 물질이며, 전 세계 플라스틱 쓰레기의 12%를 차지한다. 플라스틱병의 재활용률은 9%에 불과하고, 대부분 매립지에 버려지거나 소각장에 태워지고, 일부는 저개발국에 수출되기도 한다. 더군다나 플라스틱병은 제조 과정에서도 상당히 많은 온실가스를 배출한다. 연구를 이끈 라빔데르 맘타니 코넬대 의대 교수(예방의학)는 “생수와 관련해서는 단기적 안전 기준이 존재하지만, 미세플라스틱과 다른 여러 물질이 인체에 미치는 장기적 영향은 여전히 명확하지 않다”라면서 “수돗물 처리가 잘 되는 나라에서 생수에 대한 의존은 건강과 재정, 환경적 비용 투입을 증가시킨다”라고 말했다. 맘타니 교수는 “수돗물 소비를 우선해 생수로 인해 발생하는 건강과 생태계 문제를 해결하는 것이 시급하며, 저개발 국가들의 수처리 시설 구축에 대한 국제적 대응도 필요하다”라고 덧붙였다.

대학과 캠퍼스 개념을 뛰어넘는 국내 첫 공유형 캠퍼스가 세종시에 문을 열었다. 시는 25일 집현동 공동캠퍼스 맞이광장에서 ‘세종 공동캠퍼스 개교기념 및 비전선포식’을 열었다. ‘세종 공동캠퍼스’는 소속 대학은 다르지만, 학생들이 같은 캠퍼스를 누비면서 강의실 건물과 학술지원센터·체육관·학생회관 등 지원시설을 공동으로 이용한다. 국내 첫 공유형 캠퍼스인 이곳에서는 학생들이 융합 교육과 연구를 수행하고, 상호 협력으로 혁신과 시너지 창출에 나선다. 공동캠퍼스 규모는 60만㎡로, 현재까지 7개 대학이 입주를 확정했다. 7개 대학은 행정·정책(서울대 행정대학원, KDI 국제정책대학원, 고려대 행정대학원), BT(충남대 의대, 충북대 수의대), AI·ICT(한밭대·고려대·공주대·충남대) 등 3개 전공 분야로 특화됐다. 서울대 행정대학원 등 4개 대학은 이달 개교했고, 2029년까지 7개 대학, 3000여 명이 입주 예정이다. 시는 통학 환경 조성을 위한 대중교통 정비 등 생활 여건 개선에 나서고 있다. 최민호 시장은 “공동캠퍼스가 교육 공간을 넘어 우리 지역 발전과 글로벌 혁신의 중심에 설 수 있도록 노력하겠다”라며 “미래를 위한 새 모델을 제시할 수 있도록 적극 지원하겠다”고 말했다. 행정중심복합도시건설청 주관으로 열린 이날 기념식에는 한덕수 국무총리, 이승원 경제부시장 등 관계자 200여명이 참석해 공동캠퍼스 운영을 축하했다.

최근 물가 폭등 때문에 예전처럼 마음껏 먹기는 쉽지 않지만, 과일이 비타민, 무기질, 식이섬유가 풍부해 건강에 도움을 준다는 사실은 많이 알려져 있다. 체내 염증을 유발하는 활성산소를 제거하고, 몸속 노폐물을 배출하는 효과가 있으며 체내 면역기능을 증진할 뿐만 아니라 풍부한 식이섬유로 장 건강까지 도와준다. 이런 효과 때문에 세계보건기구(WHO)는 과일과 채소를 하루에 최소 400g 정도 섭취할 것을 권장하고 있다. 그런데 과일이 면역력 향상에도 도움이 된다는 조사 결과가 나와 눈길을 끈다. 미국 코넬대 공중보건 및 생태계 보건학과, 수의학부, 몬태나주립대 미생물·세포생물학과, 미주리대 의대, 수의대, 콜로라도 주립대 미생물·면역·병리학과 공동 연구팀은 박쥐 실험을 통해 과일을 많이 섭취하면 면역 반응이 향상된다고 밝혔다. 이 연구 결과는 미국 공공과학도서관에서 발행하는 생명과학 분야 국제 학술지 ‘플로스 생물학’ 9월 25일 자에 실렸다. 코로나19 팬데믹을 일으킨 바이러스는 박쥐에서 중간 매개체 동물을 거쳐 사람에게 옮겨진 것으로 과학자들은 분석했다. 이 때문에 박쥐는 팬데믹 가능성이 큰 바이러스들을 가진 ‘바이러스 저수지’로 불린다. 이 바이러스들은 박쥐에게 질병을 일으키지는 않지만, 인간에게는 치명적일 수 있다. 코로나19처럼 바이러스가 종(種)간 장벽을 넘어 다른 숙주로 옮겨가는 것을 스필오버(spillover)라고 한다. 스필오버 현상은 면역 반응에 영향을 미칠 수 있는 식량 부족 같은 환경 변화와 밀접한 관련을 갖는다. 앞선 연구에서 박쥐는 다른 포유류보다 바이러스에 대한 항체 반응이 약한 것으로 나타났다. 연구팀은 박쥐와 함께 공진화한 바이러스에 대한 항원-항체 반응을 통해 박쥐의 면역체계를 살펴봤다. 항원은 특정 유형의 면역 반응을 일으키도록 설계됐기 때문에 면역 반응 메커니즘을 알아볼 수 있다. 연구팀은 과일박쥐(fruit bat)로 불리는 큰 박쥐와 생쥐를 항원에 노출했다. 그 결과, 박쥐가 생쥐보다 더 약하고 다양한 항체 반응을 생성하는 것이 확인됐다. 그다음 연구팀은 식단 변화가 A형 인플루엔자와 니파 바이러스와 유사한 바이러스에 대한 항체 반응을 살펴봤다. 과일만 먹은 박쥐는 단백질 보충 식단을 섭취한 박쥐보다 더 높은 항체 반응을 보였고, 결합 항체도 더 확실히 나타났다. 연구를 이끈 레이나 플로라이트 코넬대 수의대 교수(팬데믹 예방학)는 “박쥐의 면역 체계를 이해하면 바이러스 확산과 스필오버 현상을 유발하는 상황을 더 잘 이해하고 향후 예방을 위한 노력을 알 수 있다”라고 말했다.

어떤 문어는 종종 물고기들과 함께 먹이 사냥에 나서며, 제역할을 충실하게 수행하지 않는 개체에게 물리력을 행사해 쫓아낸다는 연구 결과가 나왔다. 24일(현지시간) 미국 NBC 방송 등에 따르면, 독일 막스플랑크 동물행동연구소 등 국제 연구진은 ‘낮 문어’(학명 Octopus cyanea) 중 일부 개체가 해저에서 주변 물고기들과 함께 무리를 지어 사냥에 나서는 데, 때로는 여러 어종이 한꺼번에 포함되기도 한다고 국제 학술지 ‘네이처 생태 및 진화’에 이날 밝혔다. 연구 논문에 따르면 연구진은 낮 문어의 생태를 이해하고자 지난 2018년 홍해에 접한 이스라엘 남부 아일라트 해안의 암초 지대에서 한 달가량 스쿠버 다이빙을 하며 카메라 여러 대로 총 120시간 동안 문어 13마리를 추적 관찰했다. 그 결과, 총 13번의 사냥 활동에서 문어 한 마리당 최소 2마리에서 최대 10마리의 물고기들과 무리를 이뤄 행동하는 것으로 나타났다. 이 사냥 집단에는 일반적으로 그루퍼, 고트피시 등 여러 암초 서식 물고기가 참여했다. 문어가 이 집단을 이끄는 것처럼 보이지는 않았지만, 무리 안에서 제 역할을 하지 못하는 물고기의 안면을 타격해 일시적 또는 영구적으로 내쫓았는 데 주로 블랙팁 그루퍼(홍바리·학명 Epinephelus fasciatus)였다고 연구진은 설명했다. 연구 주저자인 에두아르도 삼파이오 박사(막스플랑크 동물행동연구소)는 문어에게 더 많이 가격당하는 물고기는 해당 집단의 주요 착취자라면서 이들은 매복 포식자로 움직이지 않고 먹이도 찾지 않는다고 지적했다. 이에 문어는 이 같은 물고기를 타격해 사냥 집단이 계속해서 움직이도록 했다는 것이다. 삼파이오 박사는 “사냥 집단이 제대로 움직이지 않고 모두 문어의 주변에 있으면 문어가 가격을 시작하지만, 이 집단이 서식지를 따라 이동하면 먹이를 찾고 있다는 의미이므로, 문어는 행복하다”면서 “문어는 그러면 누구에게도 타격을 가하지 않는다”고 설명했다. 연구진은 문어가 암초 틈새에 숨은 먹잇감에 촉수를 뻗어 꺼낼 수 있다는 점에서 물고기들이 이 같은 사냥 집단의 혜택을 받고 있다고 보고 있다. 문어는 이 연구자들이 ‘추측성 사냥’이라고 부르는 먹이 활동을 수행하는 대신 단순히 물고기들을 따라 다니며 먹이로 이동할 수 있다는 점에서 이득을 보고 있다고 이들은 추정한다. 삼파이오 박사는 “문어의 경우 먹이를 찾으러 돌아다닐 필요가 없다는 게 장점이다. 물고기들만 바라봐도 되기 때문”이라고 말했다. 연구진은 해저에서 촬영한 모든 사냥 장면을 3차원으로 구현해주는 소프트웨어에 적용한 다음 또 다른 프로그램을 사용해 각 문어를 추적하고 다른 물고기들과의 관계에서 위치를 기록했다. 이 연구자들은 이 같은 데이터를 통해 문어와 물고기들이 서로 얼마나 가까이 머물렀는지, 어떤 생물들이 한 방향으로 집단을 일시적으로 이끌거나 멈추게 하는지를 측정할 수 있었다. 이 데이터에 따르면 특정 어종인 블루 고트피시는 돌아다니며 사냥 집단을 먹잇감이 있는 방향으로 이끌지만, 문어가 즉시 따라가지 않을 경우 해당 집단은 계속 남아 있었다. 삼파이오 박사는 “고트피시는 환경을 탐험하고 먹이를 찾는 존재이지만, 문어는 집단의 의사 결정자”라고 말했다. 다만 연구진은 이 생물들이 먹이를 공유한다는 증거를 확인하지 못했다. 관련된 모든 종은 갑각류와 어류, 연체동물을 주로 먹는 일반적인 포식자이지만, 먹이를 잡을 수 있었던 생물들은 누구나 포식 활동을 할 수 있었다. 그러나 문어가 선호하는 특정 물고기를 알아볼 수 있는지, 아니면 협동 사냥을 선호하는지 등 의문은 여전히 남아 있다. 또 이런 사회적 사냥 행동이 문어가 후천적으로 배운 것인지, 아니면 타고난 것인지도 명확하지 않다. 삼파이오 박사는 “내 직감으로는 작은 문어는 커다란 문어보다 물고기들과 협동하는 데 어려움이 더 클 수 있다는 점에서 문어는 협동 사냥을 후천적으로 배운 것으로 보인다”고 말했다. 이 연구에 참여하지 않았지만 비슷한 연구를 수행하는 조너선 버치 영국 런던경제대학원 교수는 삼파이오 박사와 그의 동료 연구자들이 수집한 영상 증거와 문어·물고기의 관계를 정량화하기 위해 영상을 신중하게 3차우으로 분석했다는 점에서 깊은 인상을 받았다고 말했다. 그는 “이는 각 동물의 행동을 촬영한 자연 다큐멘터리에서 볼 수 있는 것 이상의 중요 단계”라면서 해당 연구의 관찰이 이 같은 동물 인지 연구에서 주로 수행하는 실험실 환경이 아니라 야생에서 직접 이뤄졌다는 점도 높이 평가했다.

어떤 문어는 종종 물고기들과 함께 먹이 사냥에 나서며, 제역할을 충실하게 수행하지 않는 개체에게 물리력을 행사해 쫓아낸다는 연구 결과가 나왔다. 24일(현지시간) 미국 NBC 방송 등에 따르면, 독일 막스플랑크 동물행동연구소 등 국제 연구진은 ‘낮 문어’(학명 Octopus cyanea) 중 일부 개체가 해저에서 주변 물고기들과 함께 무리를 지어 사냥에 나서는 데, 때로는 여러 어종이 한꺼번에 포함되기도 한다고 국제 학술지 ‘네이처 생태 및 진화’에 이날 밝혔다. 연구 논문에 따르면 연구진은 낮 문어의 생태를 이해하고자 지난 2018년 홍해에 접한 이스라엘 남부 아일라트 해안의 암초 지대에서 한 달가량 스쿠버 다이빙을 하며 카메라 여러 대로 총 120시간 동안 문어 13마리를 추적 관찰했다. 그 결과, 총 13번의 사냥 활동에서 문어 한 마리당 최소 2마리에서 최대 10마리의 물고기들과 무리를 이뤄 행동하는 것으로 나타났다. 이 사냥 집단에는 일반적으로 그루퍼, 고트피시 등 여러 암초 서식 물고기가 참여했다. 문어가 이 집단을 이끄는 것처럼 보이지는 않았지만, 무리 안에서 제 역할을 하지 못하는 물고기의 안면을 타격해 일시적 또는 영구적으로 내쫓았는 데 주로 블랙팁 그루퍼(홍바리·학명 Epinephelus fasciatus)였다고 연구진은 설명했다. 연구 주저자인 에두아르도 삼파이오 박사(막스플랑크 동물행동연구소)는 문어에게 더 많이 가격당하는 물고기는 해당 집단의 주요 착취자라면서 이들은 매복 포식자로 움직이지 않고 먹이도 찾지 않는다고 지적했다. 이에 문어는 이 같은 물고기를 타격해 사냥 집단이 계속해서 움직이도록 했다는 것이다. 삼파이오 박사는 “사냥 집단이 제대로 움직이지 않고 모두 문어의 주변에 있으면 문어가 가격을 시작하지만, 이 집단이 서식지를 따라 이동하면 먹이를 찾고 있다는 의미이므로, 문어는 행복하다”면서 “문어는 그러면 누구에게도 타격을 가하지 않는다”고 설명했다. 연구진은 문어가 암초 틈새에 숨은 먹잇감에 촉수를 뻗어 꺼낼 수 있다는 점에서 물고기들이 이 같은 사냥 집단의 혜택을 받고 있다고 보고 있다. 문어는 이 연구자들이 ‘추측성 사냥’이라고 부르는 먹이 활동을 수행하는 대신 단순히 물고기들을 따라 다니며 먹이로 이동할 수 있다는 점에서 이득을 보고 있다고 이들은 추정한다. 삼파이오 박사는 “문어의 경우 먹이를 찾으러 돌아다닐 필요가 없다는 게 장점이다. 물고기들만 바라봐도 되기 때문”이라고 말했다. 연구진은 해저에서 촬영한 모든 사냥 장면을 3차원으로 구현해주는 소프트웨어에 적용한 다음 또 다른 프로그램을 사용해 각 문어를 추적하고 다른 물고기들과의 관계에서 위치를 기록했다. 이 연구자들은 이 같은 데이터를 통해 문어와 물고기들이 서로 얼마나 가까이 머물렀는지, 어떤 생물들이 한 방향으로 집단을 일시적으로 이끌거나 멈추게 하는지를 측정할 수 있었다. 이 데이터에 따르면 특정 어종인 블루 고트피시는 돌아다니며 사냥 집단을 먹잇감이 있는 방향으로 이끌지만, 문어가 즉시 따라가지 않을 경우 해당 집단은 계속 남아 있었다. 삼파이오 박사는 “고트피시는 환경을 탐험하고 먹이를 찾는 존재이지만, 문어는 집단의 의사 결정자”라고 말했다. 다만 연구진은 이 생물들이 먹이를 공유한다는 증거를 확인하지 못했다. 관련된 모든 종은 갑각류와 어류, 연체동물을 주로 먹는 일반적인 포식자이지만, 먹이를 잡을 수 있었던 생물들은 누구나 포식 활동을 할 수 있었다. 그러나 문어가 선호하는 특정 물고기를 알아볼 수 있는지, 아니면 협동 사냥을 선호하는지 등 의문은 여전히 남아 있다. 또 이런 사회적 사냥 행동이 문어가 후천적으로 배운 것인지, 아니면 타고난 것인지도 명확하지 않다. 삼파이오 박사는 “내 직감으로는 작은 문어는 커다란 문어보다 물고기들과 협동하는 데 어려움이 더 클 수 있다는 점에서 문어는 협동 사냥을 후천적으로 배운 것으로 보인다”고 말했다. 이 연구에 참여하지 않았지만 비슷한 연구를 수행하는 조너선 버치 영국 런던경제대학원 교수는 삼파이오 박사와 그의 동료 연구자들이 수집한 영상 증거와 문어·물고기의 관계를 정량화하기 위해 영상을 신중하게 3차우으로 분석했다는 점에서 깊은 인상을 받았다고 말했다. 그는 “이는 각 동물의 행동을 촬영한 자연 다큐멘터리에서 볼 수 있는 것 이상의 중요 단계”라면서 해당 연구의 관찰이 이 같은 동물 인지 연구에서 주로 수행하는 실험실 환경이 아니라 야생에서 직접 이뤄졌다는 점도 높이 평가했다.

수많은 소행성이 꾸준히 지구를 위협하는 가운데, 핵폭발로 소행성 충돌로부터 지구를 구할 수 있는 방법이 제시됐다. 스페이스닷컴 등 과학전문매체의 23일 보도에 따르면, 미국 샌디아 국립연구소 연구진은 우주선을 충돌시키는 것보다 더 빠르게 소행성 충돌에 대응할 방법으로 핵폭발에 주목했다. 연구진은 먼저 핵폭발에서 발생하는 X선의 위력이 소행성에게 어느 정도의 영향을 미치는지 알아보기 위해 실험실에서 실험을 진행했다. 해당 실험에는 12㎜크기의 작은 소행성 모형 2개가 활용됐다. 소행성 모형은 각각 결정질인 석영과 비결정질인 용융 실리카 성분으로 이뤄졌으며, 이는 규소(Si)가 기반인 소행성을 가정한 것이다. 연구진이 소행성 모형 2개에 강력한 X선을 발사하고, 모형의 운동상태 변화를 관찰한 경과, 표면이 가열되며 증기 기둥이 형성됐다. 증기가 팽창하면서 모형을 밀어내기 시작했고, 이후 석영 모델은 초당 69.5m, 실리카 모형은 초당 70.3m의 속도로 움직였다. 연구진은 핵폭발 시 발생하는 X선 매커니즘을 이용한다면 직경 4㎞ 정도의 소행성의 궤도를 바꿔 지구를 지킬 수 있을 것으로 내다봤다. NASA ‘다트 미션’과 다른 점은?앞서 미국항공우주국(NASA)는 2022년 9월 ‘다트’(DART, Double Asteroid Redirection Test) 미션에서 소행성 디모르포스에 우주선을 충돌시키며 소행성 궤도를 바꾸는 데 성공한 바 있다. 샌디아 국립연구소 연구진은 ““다트 미션의 성공은 매우 주목할 만한 일”이라면서도 “그러나 이러한 물리적 충돌 방식은 준비하는데 오랜 시간이 필요하고 비용도 많이 든다는 한계가 있다”고 지적했다. 이어 “물리적인 에너지(우주선)를 소행성과 충돌시키는 방식은 전 지구에 혼란을 줄 수 있는 거대 소행성을 방어하기에는 충분하지 않을 수 있으며, 특히 소행성 충돌까지의 시간이 얼마 남지 않았을 경우 더욱 그렇다”면서 “핵폭발의 X선 매커니즘은 충돌까지의 경로가 짧아서 더욱 위험한 혜성과 소행성을 막는 임무에 사용될 수 있을 것”이라고 덧붙였다. 자세한 연구결과는 세계적인 학술지인 네이처에서 발행하는 국제학술지 ‘네이처 물리학’(Nature Physics) 최신호에 실렸다. 지구와 충돌 위험 있는 잠재적 소행성 얼마나 많을까?NASA에 따르면, 지구에 약 750만㎞ 이내로 접근하는 지름 140m 이상의 소행성은 ‘잠재적 위협 소행성’(PHA)으로 분류된다. 전문가들은 지름이 140m 정도의 소행성이 지구에 추락할 경우, 국가 하나를 초토화할 수 있다고 보고 이를 잠재적 위협 소행성으로 분류해 관측하고 있다. 현재 2246개의 소행성이 잠재적 위협 소행성으로 분류돼 있으며, 이중 크기가 1㎞ 이상인 것은 160개에 달한다. 소행성이 지구와 충돌할 경우 막대한 피해를 줄 수 있다. 실제로 1908년 시베리아 퉁그스카에 크기 60m의 운석이 떨어져 서울시 면적 3배 숲이 사라졌다. 전문가들은 크기 140m 이상인 소행성이 100년 안에 지구와 충돌할 가능성은 없다고 입을 모은다. 다만 현재까지 100~300m 크기의 근지구 소행성은 약 16%만 발견됐기 때문에 미래를 위한 적극적인 대비가 필요하다.

리더십은 어떤 공동의 목표를 달성하기 위해 가장 앞에 선 사람이 다른 사람들에게 지지와 도움을 얻는 사회 영향의 과정을 말한다. 조직 생활을 해본 많은 사람은 알고 있겠지만 리더십을 갖춘 사람을 만나기란 쉽지 않다. 자기 고집대로 다른 사람을 부리는 것을 리더십이나 카리스마로 착각하는 사람이 대부분인 경우가 많다. 그런데, 포유류가 아닌 어류, 심지어 낙지나 오징어, 문어 같은 무척추동물인 두족류도 리더십을 갖고 조직을 이끄는 것으로 확인됐다. 포르투갈 리스본대, 독일 막스 플랑크 동물 행동학 연구소, 콘스탄츠대 집합행동 고등 연구센터, 베를린 기술대, 미국 매사추세츠 보스턴대, 헝가리 과학 아카데미, 외트뵈시 로란드대 공동 연구팀은 문어를 비롯한 두족류와 일부 어류 종은 먹이 사냥할 때 리더십을 발휘한다고 밝혔다. 이번 발견은 지금까지 하등한 동물로 알려진 무척추동물들도 복잡한 사회 구조와 생활을 영위한다는 사실을 간접적으로 보여준다. 이 연구 결과는 생명과학 분야 국제 학술지 ‘네이처 생태 및 진화’ 9월 24일 자에 실렸다. 단독으로 활동하는 동물로 알려진 문어는 연체동물이나 갑각류 같은 먹이를 공유하기 위해 여러 종의 노랑촉수물고기(goatfish), 바리류(groupers) 등 다양한 어종과 무리 지어 사냥하는 것으로 확인됐다. 이전 연구들에서는 문어가 사냥을 주도하고 다른 어류는 뒤따르는 것으로 알려졌다. 문어와 어류 간 더 복잡한 군집 상호작용이 있을 것이라는 주장도 나왔지만, 명확히 밝혀진 바는 없다. 이에 연구팀은 홍해 지역에서 문어-어류 사냥 패턴을 추적 관찰했다. 그 결과, 문어와 노랑촉수물고기, 검은 지느러미 바리류를 포함한 다양한 어류로 구성된 사냥 그룹을 관찰했으며, 총 13개 그룹이 있는 것으로 확인됐다. 연구팀은 해당 지역에서 120시간의 스쿠버 다이빙을 통해 얻은 데이터를 분석했다. 이를 통해 어류 간 리더십은 서로 다른 유형의 결정을 내리고 그룹 내에서 공유되는 것으로 나타났다. 예를 들어 노랑촉수물고기는 주변 환경 탐색을 전문으로 해 사냥 그룹이 이동할 장소를 결정하고, 문어는 이동을 언제 하고, 언제 사냥을 시작해야 할지를 정한다는 것이다. 이런 공동 사냥 방식은 문어나 어류 한 종이 단독으로 행동할 때보다 사냥 성공률이 높아지는 것으로 조사됐다. 연구팀은 먹잇감을 사냥할 때 사냥 집단 내 공격 통제 메커니즘도 발견했다. 물고기들이 사냥 대상인 어류를 향해 돌진함으로써 특정 장소를 벗어나게 만든 다음, 문어는 물고기 집단에 펀치를 날려 물고기 군집을 흐트러뜨려 쉽게 사냥을 할 수 있도록 한다는 설명이다. 연구를 이끈 에두아르도 삼파이오 포르투갈 리스본대 박사는 “다른 어류들끼리도 사냥 그룹을 이루는 경우가 있지만, 문어-어류 사냥 그룹에 비해 사회적 정보를 활용해 할 일을 나누고 전략을 빠르게 변경해 움직이는 것은 거의 없다”며 “이번 연구는 포유류보다 덜 진화한 것으로 알려진 동물들에도 복잡한 사회생활 구조가 있다는 것을 보여준다”라고 말했다.

수많은 소행성이 꾸준히 지구를 위협하는 가운데, 핵폭발로 소행성 충돌로부터 지구를 구할 수 있는 방법이 제시됐다. 스페이스닷컴 등 과학전문매체의 23일 보도에 따르면, 미국 샌디아 국립연구소 연구진은 우주선을 충돌시키는 것보다 더 빠르게 소행성 충돌에 대응할 방법으로 핵폭발에 주목했다. 연구진은 먼저 핵폭발에서 발생하는 X선의 위력이 소행성에게 어느 정도의 영향을 미치는지 알아보기 위해 실험실에서 실험을 진행했다. 해당 실험에는 12㎜크기의 작은 소행성 모형 2개가 활용됐다. 소행성 모형은 각각 결정질인 석영과 비결정질인 용융 실리카 성분으로 이뤄졌으며, 이는 규소(Si)가 기반인 소행성을 가정한 것이다. 연구진이 소행성 모형 2개에 강력한 X선을 발사하고, 모형의 운동상태 변화를 관찰한 경과, 표면이 가열되며 증기 기둥이 형성됐다. 증기가 팽창하면서 모형을 밀어내기 시작했고, 이후 석영 모델은 초당 69.5m, 실리카 모형은 초당 70.3m의 속도로 움직였다. 연구진은 핵폭발 시 발생하는 X선 매커니즘을 이용한다면 직경 4㎞ 정도의 소행성의 궤도를 바꿔 지구를 지킬 수 있을 것으로 내다봤다. NASA ‘다트 미션’과 다른 점은?앞서 미국항공우주국(NASA)는 2022년 9월 ‘다트’(DART, Double Asteroid Redirection Test) 미션에서 소행성 디모르포스에 우주선을 충돌시키며 소행성 궤도를 바꾸는 데 성공한 바 있다. 샌디아 국립연구소 연구진은 ““다트 미션의 성공은 매우 주목할 만한 일”이라면서도 “그러나 이러한 물리적 충돌 방식은 준비하는데 오랜 시간이 필요하고 비용도 많이 든다는 한계가 있다”고 지적했다. 이어 “물리적인 에너지(우주선)를 소행성과 충돌시키는 방식은 전 지구에 혼란을 줄 수 있는 거대 소행성을 방어하기에는 충분하지 않을 수 있으며, 특히 소행성 충돌까지의 시간이 얼마 남지 않았을 경우 더욱 그렇다”면서 “핵폭발의 X선 매커니즘은 충돌까지의 경로가 짧아서 더욱 위험한 혜성과 소행성을 막는 임무에 사용될 수 있을 것”이라고 덧붙였다. 자세한 연구결과는 세계적인 학술지인 네이처에서 발행하는 국제학술지 ‘네이처 물리학’(Nature Physics) 최신호에 실렸다. 지구와 충돌 위험 있는 잠재적 소행성 얼마나 많을까?NASA에 따르면, 지구에 약 750만㎞ 이내로 접근하는 지름 140m 이상의 소행성은 ‘잠재적 위협 소행성’(PHA)으로 분류된다. 전문가들은 지름이 140m 정도의 소행성이 지구에 추락할 경우, 국가 하나를 초토화할 수 있다고 보고 이를 잠재적 위협 소행성으로 분류해 관측하고 있다. 현재 2246개의 소행성이 잠재적 위협 소행성으로 분류돼 있으며, 이중 크기가 1㎞ 이상인 것은 160개에 달한다. 소행성이 지구와 충돌할 경우 막대한 피해를 줄 수 있다. 실제로 1908년 시베리아 퉁그스카에 크기 60m의 운석이 떨어져 서울시 면적 3배 숲이 사라졌다. 전문가들은 크기 140m 이상인 소행성이 100년 안에 지구와 충돌할 가능성은 없다고 입을 모은다. 다만 현재까지 100~300m 크기의 근지구 소행성은 약 16%만 발견됐기 때문에 미래를 위한 적극적인 대비가 필요하다.