2012년 개봉한 한국영화 ‘연가시’는 사람의 뇌에 침투해 물 속에 뛰어들도록 유도해 익사시키는 기생충 때문에 벌어지는 재난상황을 보여주고 있다. 연가시는 가상의 기생충이지만 실제로 포유동물의 뇌에 침투해 행동을 조종하는 기생충이 있다. 바로 ‘톡소플라스마 곤디’이다. 톡소플라스마에 감염되는 생쥐는 겁을 상실하고 고양이에게 덤벼들거나 쫓아다니다가 결국 잡아먹히게 된다. 스위스 제네바대 유전·진화학과, 기초신경과학과, 제네바의대 미생물·분자의학, 제네바 바이스 생물신경공학센터, 캐나다 토론토대 써니브룩연구소 공동연구팀은 톡소플라스마에 감염되는 쥐는 고양이에 대한 두려움을 상실하는 것 이외에도 다양한 행동과 신경기능에도 영향을 미친다고 17일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 생물학 분야 국제학술지 ‘셀 리포츠’ 15일자에 실렸다. 톡소플라스마는 쥐 뿐만 아니라 사람도 감염시킨다. 반려묘의 배설물에 의해 전염되는 경우가 많은데 고양이를 많이 키우는 유럽인들에게서는 3명 중 1명이 감염돼 있는 것으로 알려져 있다. 면역기능이 정상적인 사람에게는 별 다른 증상이 나타나지 않지만 면역력이 약화된 임산부가 감염될 경우는 심하면 유산이 되기도 한다. 또 일부에서는 조현병, 파킨슨병, 양극성 장애 같은 정신질환은 물론 교통사고와 자살시도의 원인이 된다는 주장도 있다.연구팀은 톡소플라스마에 감염된지 5~10주 지난 쥐와 감염되지 않은 쥐를 대상으로 ‘고공 십자미로’ 실험을 했다. 고공 십자미로는 벽이 없는 좁은 십자형 길을 이용한 일종의 고소공포증 실험도구이다. 그 결과 감염된 쥐는 일반 생쥐보다 십자 미로 위에서 오랜 시간을 보내고 모험적 행동을 시도하는 것이 관찰됐다. 보통 생쥐들은 사람이 손을 가까이 가져가면 피하거나 방어적 행동을 보이는데 톡소플라스마 감염 생쥐는 오히려 손에 몸을 비비는 등의 행동을 보이기도 했다. 지금까지는 생쥐가 톡소플라스마에 감염되면 고양이의 오줌냄새에 성적 이끌림을 느껴 고양이에게 다가간다고 알려져 있었지만 연구팀은 고양이 오줌 뿐만 아니라 기니피그 오줌이나 여우 오줌에도 관심을 보이는 것을 확인함으로써 기존 연구의 오류를 발견했다. 연구팀은 톡소플라스마에 감염된지 10~12주 된 쥐의 뇌를 ‘격자 시트광 현미경’으로 분석했다. 격자 시트광 현미경은 빛을 나눠 쏨으로써 살아있는 세포에 가하는 손상을 줄이면서 정밀하게 관찰할 수 있는 장치이다. 분석 결과 톡소플라스마는 시각 정보를 처리하는 대뇌피질에 물혹을 유발시킨다는 사실을 확인했다. 즉 톡소플라스마가 신경에 염증을 일으켜 생쥐들에게 이상행동을 유발시킨다는 설명이다.도미니크 솔다티-파브르 제네바의대 교수(미생물학)는 “이번 연구를 통해 톡소플라스마 감염은 설치류들에게 두려움과 위험회피성향을 줄이고 모험적이고 호기심을 늘리는 일종의 행동조증을 유발시키는 것을 확인했다”라며 “톡소플라스마에 사람이 감염될 경우 신경염증이 발생해 미묘한 행동변화를 보일 수는 있지만 실험실 생쥐 같은 증상을 보이지는 않을 것”이라고 강조했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

식물세밀화를 그린다는 건 햇빛이 드는 따뜻한 작업실 책상에 앉아 스케치하는 것만이 전부는 아니다. 나는 오늘도 등산복에 등산화를 신고 구과들을 찾느라 산책로가 아닌 숲길을 걸어 다녔다. 지금 내 손가락에는 반창고도 붙어 있다. 며칠 전 해당화를 그리기 위해 열매를 채집하다 가시에 찔렸기 때문이다. 동료 식물 연구자들에게는 팔이나 손에 상처가 하나쯤 있다. 조사를 다니다 식물의 날카로운 가시에 찔리는 건 일상이다. 뾰족한 가지에 얼굴이 찢어져 꿰매거나 산에서 미끄러져 허리 디스크가 온 지인도 있다. 고충 없는 직업이 있겠는가만 아름다운 해당화가 가진 가시처럼 평화로운 식물 연구에도 이런 나름의 속내가 숨어 있다.이런 이면을 두고 사람들은 ‘장미의 가시’와 같다고 말한다. 장미의 줄기 전반에 난 뾰족한 기관인 가시. 사실 장미는 내가 가시에 찔린 해당화와는 친척뻘이다. 이들이 속한 장미속은 대부분 몸 전체에 날카로운 가시를 지닌다. 특히 장미의 잎은 역사적으로 향수산업에 기여한 바가 가장 클 정도로 향기로운데, 이 향기로운 장미를 동물들이 가만히 둘 리 없다. 그래서 곤충이 꽃을 향해 줄기로 기어 오르지 못하도록 장미에 가시가 생겼다고 추측한다. 물론 장미 가시는 일반적인 가시가 아니다. 식물 가시엔 줄기와 가지가 변형되거나 잎의 일부분이 변형된 형태가 있는데, 장미는 식물 표피의 일부가 튀어나온 것으로 뿌리가 깊지 않아 쉽게 부서진다. 식물의 모든 가시에는 그만한 존재의 이유가 있다. 내가 가시에 늘 찔리면서도 이것을 유난히 흥미로워하는 이유도 같다. 이 기관이 겉으로는 상당히 공격적으로 보이지만 자세히 들여다보면 식물이 주변 환경으로부터 자신을 지키기 위한 최소한의 방어책으로 생겨난 것이기 때문이다. 자연스레 가시가 있는 식물을 그릴 때에는 채집 과정에서부터 더 조심히 다루게 된다. 해당화를 그릴 때에도 그랬다. 가위로 줄기를 자르고, 채집 봉투에 넣어 밀봉해 두어도 봉지가 가시에 구멍이 뚫리기 십상이고 채집해 온 것을 작업실로 가져가 현미경으로 관찰할 때에도 핀셋으로 살살 다루어야 한다. 이 조심스러운 나의 행동은 동물로부터 자신을 지키기 위한 해당화의 의도에 따른 당연한 결과다. 나는 ‘해당화는 왜 가시가 있어서 나를 힘들게 하나’라는 투정보다는 ‘이들을 채집하려고 손을 댄 동물인 내 탓이지’ 하며 반성하고, 결국 이건 식물을 그리는 나의 숙명이라고 받아들이게 된다. ‘그래, 너는 너를 지켜야지. 나도 나를 지킬게.’ 그러고 상처에 연고를 발랐다. 물론 장미속 식물보다 더 공격적인 가시로 무장한 식물도 있다. 많은 사람들이 좋아하는 선인장은 비가 자주 오지 않아 늘 건조한 사막에서 살아남기 위해 뿌리와 잎이라는 최소한의 기관으로 진화했고, 가끔 비가 오거나 아침 이슬이 맺히면 그것을 조금씩 모아 잎 안에 수분을 저장해 둔다. 이런 선인장을 초식동물들이 가만히 둘 리 없으니 선인장은 잎 표면에 뾰족한 가시를 만들어 냈다. 벌레잡이식물 중 하나인 파리지옥은 번식력이 강한 식물들로부터 숲에서 척박한 물가로 내쫓기는 바람에 주변에 먹을 것이 없어 근처에 있는 동물을 유인하고 포착하느라 가시 돋친 잎을 만들어 냈다. 선인장과 파리지옥 모두 각자가 살기 힘든 환경에서 살아남기 위한 최소의 방어책으로 생긴 가시다. 그러나 이들 모두 도시에서는 집 화분에 재배하거나 정원에 심어 관상하는 대표적인 화훼식물이다. 우리 인간은 이 가시의 존재가 껄끄러워 가시 없는 선인장과 장미를 만들어 내기도 한다. 나 역시 선인장과 파리지옥처럼 가시를 겉으로 드러내고 있지는 않지만, 가끔은 예전보다 부쩍 예민해진 내 모습에 놀랄 때가 있다. 누구나 그렇듯 살다 보면 종종 무례하거나 어이없는 일을 겪기 마련이다. 이 무례함으로부터 나를 지키기 위해 더 예민하고 날카로워야 한다는 것을 경험으로 알게 된다. 그렇게 내 가시는 점점 더 뾰족하고 두텁게 무장하고 있다.그러나 이런 가시를 잘라 낼 생각은 없다. 주변을 살피다 더 날카로운 가시가 필요하다 싶으면 나는 의도적으로 더 뾰족해지거나, 반대로 내 가시를 둥글고 매끈하게 변하게도 할 것이다. 식물은 움직임이 적어 늘 뾰족할지 몰라도 움직일 수 있는 동물은 이렇게 스스로 변화를 일으킬 수 있으니까. 그저 우리가 장미를 자세히 들여다보며 가시의 존재를 이해하려 하듯 우리가 사는 세상에서 무엇이 서로의 마음에 가시를 자라나게 만들었는지를 떠올린다면 좋겠다. 그러면 서로를 이해할 한 장의 새싹 정도는 키워 낼 수 있지 않을까.

과학자들은 과거 생물의 흔적인 화석을 통해 오래 전 살았던 생물의 모습을 복원하고 생물이 진화 과정을 밝혀냈다. 하지만 상당수 화석은 불완전한 상태로 발견되거나 변형된 형태로 발굴되어 과학자들도 잘못된 해석을 내릴 수 있다. 신종 화석인 줄 알았는데, 알고 보니 어린 개체와 성체의 차이였거나 일부만 발견되어 엉뚱한 형태로 잘못 복원되는 경우가 드물지 않다. 화석이 되는 과정에서 형태가 심하게 변해 아예 다른 종류로 분류되었다가 정정되는 경우도 있다. 최근에 보고된 몽골아라크네 카오얀젠시스(Mongolarachne chaoyangensis)는 마지막 경우에 속한다. 이 화석은 중국 랴오닝성에 있는 백악기 지층에서 발견된 것으로 누가 봐도 거미의 형태를 지니고 있다. 당연히 이를 발굴한 중국 고생물학자들은 이를 거미라고 생각했다. 하지만 몽골아라크네의 세부적인 구조는 지금까지 알려진 거미와 매우 달랐다. 이상하게 생각한 연구팀은 중생대 거미 연구의 권위자인 미국 캔자스 대학의 폴 셀던 교수에서 자문을 구했다. 셀던 교수는 몽골아라크네가 거미의 일종이라는 초기 분석 결과에 의문을 갖고 이를 형광 현미경(fluorescence microscopy)을 통해 세밀하게 분석했다. 그 결과 연구팀은 화석 기반암 사이에 숨은 본래 생물체의 흔적을 더 정확하게 확인할 수 있었다. 연구팀의 결론은 거미 같은 외형에도 불구하고 이 화석의 진짜 정체는 가재라는 것이다. 몽골아라크네는 1억 2000만 년 전에서 1억 3000만 년 전에 살았던 백악기 가재로 형광 현미경에서 가재에 특징적인 외골격의 흔적을 확인할 수 있었다. 이 연구 결과는 관련 저널 (Palaeoentomology)에 발표됐다. 거미가 다른 절지동물 화석과 혼동을 일으킨 경우는 이번이 처음이 아니다. 한때 고생대 석탄기의 거대 거미로 알려졌던 메가라크네 세르비네이(Megarachne servinei)는 후속 연구를 통해 다리 너비가 50㎝에 달하는 괴물 거미가 아니라 멸종 절지동물인 바다 전갈의 일종이라는 사실이 밝혀졌다. 살아 있을 때는 누구도 헷갈리지 않았겠지만, 화석화 과정에서 외골격이 암석에 눌려 납작하게 변형되기 때문에 혼동을 일으킬 수 있는 것이다. 하지만 모든 과학 분야가 그렇듯이 고생물학 역시 후속 연구를 통해 오류를 바로잡고 새로운 사실을 밝혀낸다. 그리고 이런 과정을 통해 학문이 더 발전한다. 이번 사례 역시 누구나 거미라고 생각할 화석에 의문을 품고 자문과 후속 연구를 통해 진실을 밝혀낸 과학자들의 자세가 훌륭하다고 말할 수 있을 것이다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

올 한해도 우주를 향한 인류의 도전은 계속됐다. 인류는 역사상 처음으로 이론으로만 존재했던 실제 블랙홀의 모습을 포착했고 태양계 끝자락의 천체와 조우했다. 또한 태양계 너머 ‘외계에서 온 두번째 손님’인 ‘2I/보리소프'의 모습도 카메라에 담았다. 올 한해 포착된 흥미롭고 신비로운 우주의 모습을 사진으로 정리해봤다.　 태양계 끝자락의 눈사람　지난 1월 1일 전세계가 새해맞이에 들썩이던 사이 태양계 끝자락에서는 인류의 피조물이 미지의 세계를 떠도는 천체를 가장 가까이에서 만났다. 지구에서 약 66억㎞ 떨어진 미지의 세계인 ‘카이퍼 벨트’(Kuiper Belt·태양계 끝자락에 수많은 천체가 도넛 모양으로 밀집해 있는 지역)에 위치한 이 소행성의 이름은 ‘2014 MU69’로 세상에 널리 알려진 별칭은 ‘울티마 툴레’(Ultima Thule)다. 그러나 지난 11월 미 항공우주국(NASA)은 울티마 툴레의 공식적인 이름을 ‘아로코스’(Arrokoth)로 명명했다. 북미 인디언의 언어에서 따온 아로코스는 ‘하늘’이라는 뜻으로 국제천문연맹(IAU)의 승인도 받아 천체의 공식명칭이 됐다. 마치 눈사람을 연상시키는 모습으로 눈길을 끈 아로코스는 원래는 각기 다른 2개의 암석 덩어리였다. 그러나 부드럽게 충돌하는 과정을 거치면서 길이 30여㎞의 지금의 모습이 됐다. 인류에게 처음 모습을 드러낸 블랙홀　지난 4월 세계 과학 역사상 최초로 초대질량의 실제 블랙홀 모습이 포착됐다. 국내 천문학자들을 포함한 347명의 국제 과학자가 포진된 사건지평선망원경(EHT·Event Horizon Telescope) 연구진은 거대은하 ‘M87’ 중심부에 있는 블랙홀 관측에 성공했다. 관측에 성공한 블랙홀은 지구로부터 5500만 광년 떨어져 있으며, 질량은 태양의 65억 배에 달한다. 태양 1개의 질량이 지구 33만 2000여개 질량과 맞먹는 걸 고려하면 가늠하기조차 어려울 정도다. EHT 연구진은 세계 각지에 놓여 있는 전파망원경 8대를 서로 연결해 하나의 망원경처럼 가동하는 초장기선 간섭(VLBI) 관측법을 통해 개별 망원경이 얻을 수 없는 블랙홀의 고해상도 이미지를 촬영할 수 있었다. 아름다운 토성의 맨 얼굴　NASA와 유럽우주국(ESA)은 지난 6월 허블우주망원경의 최첨단 광시야카메라3(WFC3)로 입을 다물지 못하게 할 정도로 놀라운 ‘토성의 맨 얼굴’을 포착했다. NASA 관계자는 "토성은 많은 특징들을 지니고 있지만, 특히 그중에도 고리 시스템은 트레이드 마크라 할 수 있다"면서 "얼음 알갱이로 이루어져 있는 토성의 밝은 고리는 장엄한 아름다움을 자랑한다”고 밝혔다. 촬영당시 토성의 거리는 지구-태양 간 거리의 약 9배인 13억 6000만㎞였다.　 ‘별중의 별’ 에타 카리나이지구로부터 약 7500광년 떨어진 곳에는 ‘별중의 별’로 불리는 특이한 쌍성이 존재한다. 마치 날갯짓하는 것 같은 환상적인 모습 덕에 아름답지만 치명적인 쌍성계 ‘에타 카리나이’(Eta Carinae)다. 지난 7월 ’우주망원경과학연구소'(STScI)는 허블우주망원경의 광시야카메라3(WFC3)를 이용해 열기가 남은 에타 카리나이의 가스 속에서 마그네슘이 뿜어내는 빛을 자외선으로 포착했다. 이 빛은 둥근 돌출부 사이의 공간과 외곽에서 충돌로 가열된 질소가 많은 영역에서 형성됐으며 이전에는 전혀 드러나지 않았던 것들이다. 용골자리(Constellation Carina)에 위치한 에타 카리나이는 지금도 매우 격렬하면서도 불안정하게 활동하는 별로, 크고 작은 두개의 ‘태양’으로 이루어져 있다. 큰 별은 태양보다 질량이 90배 정도 크지만 무려 500만 배나 밝은 것이 특징이다. 작은 별 역시 태양보다 30배 정도 큰 질량을 가졌으며 100만 배는 더 밝다. 외계에서 두번째로 온 그대　지난 10월 태양계 너머 ‘외계에서 온 두번째 손님’의 가장 선명한 모습이 4억 1800만㎞ 거리에서 허블우주망원경에 포착됐다. 푸른빛을 발하는 인터스텔라(interstellar·항성 간) 방문객인 ‘2I/보리소프‘(2I/Borisov·이하 보리소프)는 우리 태양계의 혜성과 매우 비슷한 모습이다. 전문가들은 보리소프가 반지름이 약 1㎞인 고체 핵을 갖고 있으며, 코마(coma)처럼 핵에서 방출되는 가스와 먼지로 된 구름 같은 구조가 둘러싸고 있는 것으로 파악하고 있다. 또한 외계 항성계에서 만들어진 혜성으로 그 화학적 구성과 구조, 특성 등에 대한 귀중한 정보를 제공해줄 것으로 기대하고 있다. 두 눈을 가진 오싹한 '유령 은하'　지난 10월 허블우주망원경이 심우주에서 포착한 ‘유령은하’다. 얼핏 소름이 돋는 이 화제의 이미지는 이글거리는 두 눈을 가진 얼굴 형상으로 마치 유령을 보는 듯한 느낌을 주기도 한다. 이 유령 은하의 정체는 정면 충돌의 중간 단계에 있는 두 심우주 은하들로, 소름 끼치는 우주 얼굴의 섬뜩한 ‘두 눈’은 은하들의 밝은 핵이다. 그리고 각각의 은하 디스크에는 두 은하의 별들이 뒤죽박죽으로 뒤엉켜 있다. 현미경자리에 있는 이 은하계는 ‘Arp-Madore 2026-424’라고 불리며, 지구로부터 7억 400만 광년 떨어져 있다. 유럽우주국(ESA)은 “고리 모양의 은하는 드물며, 그 중 수백 개만이 심우주에 존재한다”고 밝혔다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

꽃은 알고 있다/퍼트리샤 윌트셔 지음/김아림 옮김/웅진지식하우스/364쪽/1만 6500원‘모든 접촉은 흔적을 남긴다.’ 프랑스의 법의학자 에드몽 로카르가 남긴 격언은 현대 법의학의 절대 명제가 됐다. 지금 우리는 어디에서든 법의학을 접할 수 있다. 신문 기사, 범죄 수사를 다룬 르포뿐만 아니라 드라마와 영화 같은 대중매체의 수사 과정에서도 현장에 남은 DNA, 지문, 머리카락은 범죄 사실을 증명하는 중요한 증거로 활용된다. 그런데 여기에 전혀 다른 종류의 증거를 모으는 과학자가 있다. 그는 용의자의 지문을 찾는 대신 신발, 옷, 차 시트에 남은 꽃가루와 포자를 모은다. 그리고 현미경으로 수집한 표본을 들여다보며 꽃가루가 그려 내는 특정한 장소의 그림을 구체적으로 그려 나간다. 그 장소는 시체가 묻혀 있던 곳일 수도 있고 용의자가 걸었던 길일 수도 있다. 그는 자신 있게 말한다. 신발에 묻은 꽃가루를 보면 당신이 어디에 있었는지, 어느 길을 따라 집으로 왔는지 알아맞힐 수 있다고. ‘꽃은 알고 있다’는 영국의 식물학자, 화분학자 그리고 법의생태학자로 활약해 온 퍼트리샤 윌트셔의 에세이다. 의학, 식물학, 미생물과 일반생태학, 환경고고학이라는 여러 분야를 거쳐 법의생태학의 세계로 진입하기까지, 그리고 수많은 범죄 사건에서 수수께끼를 풀어내기까지 흥미진진한 인생 여정이 펼쳐진다. 미세한 꽃가루 입자들이 어떻게 사건의 진실을 알려줄 수 있을까. 윌트셔는 조그만 꽃가루의 시점에서는 아무리 작은 정원도 다양한 생태학적 지형으로 이루어져 있다고 말한다. 정원 한 귀퉁이와 맞은편 귀퉁이는 다른 생태를 가진다. 식물들은 특정한 조건, 특정한 환경에서 군락을 이루며 자란다. 동시에 발견되는 여러 꽃가루 지문들은 장소에 따라 고유한 ‘화분학적 프로파일’을 이룬다. 때로는 시체에 퍼진 균류, 곰팡이가 범죄가 행해진 시간과 장소를 이야기해주기도 한다. 꽃가루와 포자들은 놀랄 만큼 튼튼해서 오랫동안 보존되고 머리카락이나 직물에 잘 들러붙어 법적 증거로 쓰이기에 유리하다. 윌트셔는 법의생태학의 기반을 확립한 선구자로서 화분학이 범죄 수사에 활용될 수 있도록 수많은 프로토콜을 만들어 발표했다. 그는 사건을 다루는 과정에서 고민했던 법의학자의 책임과 진실에 대한 신중한 접근을 이야기한다. 가장 불편한 장소에서 끈질기게 진실을 추적해 나가는 그의 이야기는 독자에게 삶과 죽음, 자연에 관한 새로운 질문들을 남긴다.

북한이 ‘크리스마스 선물’을 언급하며 도발을 암시한 당일인 25일 한미 군 당국은 지상·해상·공중의 각종 정찰자산을 총동원하며 대북 감시에 나섰다.이날 민간 항공 추적 사이트 ‘에어크래프트 스폿’에 따르면 미 공군의 E8C ‘조인트스타스’, RC135W ‘리벳조인트’, RC135S ‘코브라볼’, RQ4 ‘글로벌호크’ 등이 오전 1시부터 7시까지 잇따라 포착됐다. 조인트스타스와 리벳조인트는 한반도 9.4㎞ 상공에서, 글로벌호크는 16.4㎞ 상공에서 비행했다. 코브라볼은 일본 오키나와 가데나 주일미군 공군기지에서 이륙해 동해로 향했다. 주일미군의 KC135R 공중급유기 역시 코브라볼 지원을 위해 비행했다. 글로벌호크는 오전 11시쯤 다시 수도권 상공에서 항적을 노출했다. 코브라볼은 오후 6시쯤 추가로 한 차례 더 주일미군 기지에서 동해로 비행했다. 조인트스타스는 북한의 이동식 발사차량(TEL)과 야전군 기동 등 지상의 움직임을 포착한다. 리벳조인트는 통신·신호 정보를 수집·분석하면서 북한의 탄도미사일 신호를 포착한다. 코브라볼은 주로 동해상에서 잠수함발사탄도미사일(SLBM) 감시에 활용된다. 글로벌호크는 북한 전역을 감시하며 영상정보를 수집한다.미군이 한 번에 네 종류의 정찰자산을 띄운 것은 이례적이다. 북한이 언급한 도발 시점을 맞이해 정찰자산의 항적을 대규모로 노출하면서 도발을 억제하려는 의도로 풀이된다. 군 관계자는 “실제로는 노출된 것보다 더 많은 정찰비행이 매일 이뤄지고 있다”고 했다. 한국도 지상·해상·공중에서 활용되는 정찰자산으로 대북 감시에 집중하고 있다. 우선 탄도미사일 탐지가 가능한 지상 탄도탄조기경보레이더(그린파인)를 가동하고 있다. 그린파인은 지상에서 900㎞의 탐지 거리로 탄도미사일을 탐지한다. 해상에서는 ‘SPY1D’ 레이더를 탑재해 탄도미사일을 최대 1000㎞ 밖에서 탐지가 가능한 이지스함이 출동했다. 잠수함 탐지에 효과적인 해 군 P3 해상초계기도 비행에 나섰다. 공중에서는 370~550㎞를 전방위 탐지하는 E737 조기경보통제기 ‘피스아이’도 출격했다. 이주원 기자 starjuwon@seoul.co.kr

미래의 탈거리에 대한 개념을 완전히 바꿀 것으로 기대되는 자율주행차 기술은 4차산업혁명의 대표적인 분야로 꼽힌다. 구글이나 테슬라를 비롯해 많은 자동차기업들이 자율주행차 시장에 뛰어들어 기술이 점점 발달하고는 있지만 여전히 불완전한 것이 사실이다. 특히 자율주행차의 눈이라고 할 수 있는 레이더의 불완전함은 자율주행차 사고의 가장 큰 원인으로 지목받고 있다. 흰색 트럭을 하늘로 인식하거나 빛 흡수율이 높은 물체는 인식하지 못해 추돌사고나 인명사고로 이어지는 경우가 많았다. 이는 자율주행차에 쓰이는 레이더가 반사되는 신호를 이용하기 때문인데 신호 흡수율이 높은 물체는 인식을 못하게 된다는 것이다. 그런데 과학자들이 이처럼 물질에서 반사되는 빛이 아닌 흡수되는 빛까지 이용해 물체를 감지하는 원리를 발견해 주목받고 있다. 이 기술을 활용하면 빛이나 전파를 흡수해 자신의 위치를 숨기는 스텔스기까지도 추적이 가능하게 된다. 기초과학연구원(IBS) 첨단연성물질연구단 연구진은 소리, 전파, 빛 같은 파장의 반사 뿐만 아니라 흡수로 인해 나타나는 미세한 온도증가까지 탐지해 초고해상도 영상으로 촬영할 수 있다는 사실을 발견했다고 23일 밝혔다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’에 실렸다. 일반적으로 캄캄한 어둠 속에서 손전등으로 빛을 비추거나 장애물에 음파를 쏴서 피하는 박쥐, 레이다나 라이다 같은 장치로 다른 차나 보행자의 위치를 인식하는 자율주행차 모두 목표물에서 반사돼 돌아온 빛, 소리, 전자기파로 정보를 얻는 원리이다. 이는 물체가 충분한 에너지를 반사했을 때만 가능하다.그렇지만 스텔스기나 스텔스함처럼 레이더의 파장을 반사하는 대신 흡수해버리면 감지가 쉽지 않다. 연구팀은 스텔스기처럼 파장의 반사가 아니라 흡수를 하는 경우 미세한 온도변화가 발생한다는데 착안했다. 문제는 레이더나 음파가 전달하는 에너지가 아무리 크더라도 온도 변화는 크게 나타나지 않기 때문에 이를 어떻게 감지하느냐가 관건이다. 연구팀은 대상에 빔을 쏴서 발생시킨 온도변화에 따라 복사량이 달라진다는 것을 확인했다. 빔의 강도가 강할수록 물체에 반사하는 것도 강해지지만 복사로 방출되는 빛의 세기는 온도에 따라 크게 달라진다는 것이다. 상온에서 적외선 영역에 속한 800나노미터(㎚)의 빛을 비추면 온도가 1% 증가할 때 복사로 발생하는 광자의 수는 57% 늘어난다. 연구팀은 이를 이용해 아주 짧은 시간동안 나타나는 온도상승을 포착해 복사광선 감지가 가능하다는 것을 보였다. 빔을 물체에 비추면 중심부분의 온도가 더 올라가 복사는 빔의 지름보다 더 작은 부분에서 발생한다는 것을 확인했다. 이런 복사광선을 감지하면 현재 사용하는 현미경보다 더 높은 초고해상도의 현미경을 개발할 수 있을 것이라고 연구팀은 보고 있다. 또 이 원리를 활용하면 스텔스기나 스텔스함도 쉽게 포착할 수 있을 것으로 기대하고 있다. 기욤 카시아니 IBS 첨단연성물질연구단 연구위원은 “이번 연구는 자율주행차 레이더나 스텔스 물체의 중거리·장거리 감지 등 분야에 활용될 수 있다”라며 “이번 발견을 활용해 나노미터 크기의 물체에서부터 비행기 같은 큰 물체에 이르기까지 다양한 크기의 물체와 상황에서 선명한 영상을 얻을 수 있음을 이론적으로 예측했다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

세계에서 가장 작은 크리스마스 장식으로 여겨지는 진저브레드하우스가 18일(현지시간) 캐나다 연구진에 의해 공개됐다. 진저브레드하우스는 생강이 들어간 집 모양의 빵으로, 크리스마스 시즌에 먹거나 장식으로 사용한다. AFP통신 등 외신에 따르면, 캐나다 맥마스터대 산하 캐나다 전자현미경센터(CCEM) 연구진은 진저브레드하우스를 머리에 얹고 윙크하는 작은 눈사람 사진을 공개했다. 이는 리튬이온전지 연구에서 이용하는 실리콘을 잘라 만든 것으로 진저브레드하우스와 눈사람를 더한 부피는 사람 머리카락 굵기를 조금 넘는다. 진저브레드하우스 자체만으로는 머리카락 굵기보다 훨씬 가늘고 작다.이런 극소형의 진저브레드하우스에는 심지어 벽돌과 장식, 캐나다 국기의 현관 매트까지 모양도 선명하게 새겨졌다. 이에 대해 트래비스 카사그란데 CCEM 연구원은 “제작에는 갈륨 이온 빔을 이용했다”면서 “이는 샌드블라스트 같이 작용한다”고 설명했다. 여기서 샌드블라스트는 모래 분사기로 모래를 뿜어 주물이나 강재의 표면에 붙은 모래나 스케일 따위를 제거하는 작업을 뜻한다. 카사그란데 연구원은 또 “이번 프로젝트의 목적은 CCEM의 능력을 보여주는 동시에 사람들이 과학에 흥미를 느낄 수 있도록 하는 것”이라고 말했다. 한편 CCEM는 총 10대의 전자현미경을 갖고 재료 연구에 사용하고 있다. 전자현미경은 전자빔과 전자기렌즈를 사용해 기존 광학현미경보다 훨씬 높은 배율로 관찰할 수 있다. 사진=AFP 연합뉴스 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

국내 연구진이 단백질을 빠르게 냉각시켜 원래 모습 그대로 관찰할 수 있는 기술을 활용해 암 발생과 확산, 전이 원인이 되는 단백질 구조를 밝혀냈다. 카이스트 생명과학과, 울산과학기술원(UNIST) 생명과학부 공동연구팀이 암세포에서 많이 만들어지고 암의 진행을 촉진시키는 것으로 알려진 단백질의 구조를 규명하고 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 17일자에 발표했다. 사람의 DNA 사슬을 모두 풀면 지구에서 명왕성까지 연결할 수 있을 정도의 길이이지만 히스톤이라는 단백질 덕분에 작은 세포 핵 속에 들어가 있다. 히스톤은 DNA 유전정보를 복제하거나 유전정보를 읽어 단백질을 만들 때도 중요한 역할을 하는 물질이다. 문제는 DNA 사슬을 조절하는 과정에서 히스톤이 뭉치거나 엉키게 되면 유전정보의 손실이나 과발현이 발생해 암을 비롯한 각종 질병이 발생하게 된다. 연구팀은 이런 과정이 제대로 작동하도록 제어하는 히스톤 샤폐론 단백질, 특히 ATAD2의 분자구조와 작용 메커니즘을 밝혀낸 것이다. ATAD2 유전자는 전립선암, 대장암, 췌장암 등 여러 암에서 많이 발견되는데 이 유전자가 많이 발현되는 경우 암은 전이가 쉽게 되고 악성인 경우가 많은 것으로 알려져 있다. 이 때문에 ATAD2에 대한 임상적 연구는 많지만 실제 세포 내에서 기능과 메커니즘이 명확히 밝혀지지는 않았다.연구팀이 이번에 활용한 기기는 ‘초저온 전자현미경’이다. 이는 2017년 노벨화학상을 받은 자크 두보쉐 스위스 로잔대 교수, 요아킴 프랑크 미국 컬럼비아대 교수, 리처드 핸더슨 영국MRC분자생물학연구소 박사가 개발한 것으로 단백질 같은 복잡한 생체조직을 수 밀리세컨드라는 짧은 시간에 영하 190도까지 냉각시켜 얼음결정이 생기지 않고 원래 모습을 그대로 유지하도록 해 원자수준의 해상도로 관찰할 수 있도록 해주는 기술이다. 연구팀에 따르면 ATAD2는 생체 에너지를 이용해 나선형 구조에서 고리 구조로 변형되면서 암을 유발시키며 악성화되는 것으로 확인됐다. 송지준 카이스트 교수는 “이번 연구는 초저온 전자현미경 같은 첨단 생물물리학적 기술을 활용해 암과 관련된 단백질 구조는 물론 작용메커니즘을 밝혀냈다는데 의미가 크다”라며 “이번 발견을 바탕으로 해당 단백질을 표적으로 하는 신약후보 물질 발굴이 가속화될 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

전영범 지음/이담북스/458쪽/1만 6200원 책은 다시 말한다. 도전하고 긍정하라고 한다. 그러면서 저자 자신이 경험한 도전의 사례들을 실감 나게 풀어낸다. 덧붙여 자신이 관심을 갖고 모은 사례들을 알차게 내놓는다. 마치 현미경으로 들여다본 것 같은 삶의 현장들이다. 현장을 통해 저자가 비추는 열쇠는 ‘스토리액팅’이다. 스토리텔링을 넘어 이제 ‘액팅’이라고 소개한다. 주위를 천천히 둘러보면 스토리를 ‘액팅’하는 사람들이 많다는 것이다. 저자는 말한다. 우리 인생은 하나의 작품이고, 여기에는 꽤 흥미 있는 시나리오가 숨어 있다고 한다. “평범함이 어떤 사람에게는 불만 덩어리이고, 어떤 사람에게는 그렇게 갈구하는 부러움의 대상이다.” 이 시나리오를 스토리액팅의 에너지로 삼으면 된다고 한다. 책은 ‘행복’, ‘죽음’, ‘시간’, ‘도전’, ‘관계’ 다섯 낱말을 중심으로 이야기를 전개해 나간다. 크게 두 부분으로 나누었는데, 1부에는 행복한 삶과 죽음을 위해 어떤 삶의 이야기를 준비해야 하는지를 담았다. 2부에서는 스토리액팅의 동기에 관한 내용을 풀었다. 꿈을 가지고 도전하는 삶, 자신을 완성해 나가는 삶을 작은 주제로 이야기를 풀어 나간다. 대학에서 철학을 전공한 저자는 인문, 사회는 물론 예술을 통한 소통 문제에 많은 관심을 가지고 있다. 서울커뮤니티오케스트라 단장을 지내며 감성과 교감의 문제를 경험하기도 했다. 내면을 가다듬으며 리더를 꿈꾸는 사람들이 참고할 만하다. 이경우 전문기자 wlee@seoul.co.kr

한 해의 마지막 달인 12월이 되면 크리스마스와 함께 소담스럽게 내리는 함박눈을 기대하는 사람들이 많습니다. 하얀 눈을 보며 느껴지는 푸근함과 이유 없는 기대감, 감성적인 느낌은 작가들에게도 마찬가지인 것 같습니다. 요즘 흥행몰이 중인 애니메이션 ‘겨울왕국2’의 모티브가 된 동화작가 안데르센의 ‘눈의 여왕’부터 “국경의 긴 터널을 빠져나오자 설국이었다”라는 도입부로 유명한 가와바타 야스나리의 ‘설국’, 추리소설 역사상 가장 독특하고 철학적이라는 평가를 받는 ‘스밀라의 눈에 대한 감각’까지 눈을 소재로 한 작품들은 셀 수 없이 많습니다. 기상청이 지난달 말 ‘3개월(12~2월) 기상전망’을 발표하면서 올 12월은 평년과 비슷한 수준의 강수량을 보이는 한편 기온은 평년보다 다소 높을 것이라고 예보해 눈 구경이 어려울 것으로 생각했지만 지난 3일 오전과 4일 새벽 서울과 경기 지역을 중심으로 눈이 펑펑 내렸습니다. 구름 속 수분이 얼어 하얗게 떨어지는 ‘눈’에는 보이는 것과는 달리 다양한 과학이 숨겨져 있습니다. 눈은 상층 기온은 영하권이고 지상 온도는 2도 이하일 때 내리는데 크게 함박눈, 싸락눈, 가루눈, 진눈깨비 등 4종류로 나뉩니다. 함박눈은 여러 개의 눈 결정이 붙어 만들어진 눈송이가 내리는 것으로 상공 1.5㎞의 기온이 영하 10도 안팎일 때 만들어지며 비교적 따뜻하고 습한 공기에서 만들어집니다. 싸락눈은 작은 얼음알갱이가 떨어지는 것으로 1.5㎞ 상공의 기온이 영하 20도 이하일 때 내리며, 밀가루처럼 부슬부슬해 잘 뭉쳐지지 않는 가루눈은 습도와 기온이 낮고 바람이 강하게 불 때 많이 내립니다. 함박눈이 내릴 때보다 싸락눈이나 가루눈이 내리는 날이 훨씬 춥습니다. 진눈깨비는 상공의 기온이 높아 눈이 내리다가 중간에 녹아 비와 섞여 내리는 현상을 말합니다. 눈의 종류는 4가지에 불과하지만 눈의 결정 모양은 6000개가 넘는 것으로 알려져 있습니다. 사람마다 지문이 다른 것처럼 같은 장소, 같은 시간에 내리는 눈이라도 현미경으로 보면 결정 모양이 제각각이라는 말이지요. 사람들이 가장 흔히 알고 있는 눈 결정 모양은 ‘겨울왕국’ 로고에서처럼 6개의 가지가 뻗쳐 있는 육각형 모양입니다. 이런 형태의 눈 결정은 상공 1.5㎞의 기온이 영하 10~20도 사이일 때 만들어집니다. 이보다 기온이 낮으면 기둥 모양이나 판상형 결정이 만들어지고 영하 10도보다 높을 때는 바늘이나 장구 모양처럼 길죽한 형태의 결정이 만들어진다고 합니다. 눈의 결정이 수천 개의 모양을 갖고 있다는 사실이 알려진 것은 20세기 초 미국의 농부이자 아마추어 눈 사진가 윌슨 벤틀리 덕분입니다. 벤틀리는 현미경과 사진기를 결합시킨 장치를 만들어 죽기 전까지 6000여종의 눈 결정을 찾아내 사진으로 남겼습니다. 정통 과학자가 아닌 그가 이런 엄청난 성과를 낼 수 있었던 것은 눈에 대한 호기심 때문이었습니다. 1931년 66세의 나이로 세상을 떠난 것도 눈 결정 사진을 찍기 위해 눈보라가 몰아치는 바깥에 너무 오래 있어서 얻은 폐렴 때문이었다는 이야기만 들어 봐도 그의 열정을 이해할 수 있습니다. 20세기 들어 미국이 유럽을 제치고 세계 과학의 중심지가 된 것은 과학에 대한 이런 관심과 호기심들이 모여 만든 결과가 아닐까요. edmondy@seoul.co.kr

매주 네이처, 사이언스, 셀, 미국국립과학원회보(PNAS), 플로스원 등 학술지에서 발표되는 과학 논문들을 훑어보면 ‘무슨 이런 연구를 하나’라는 생각이 드는 연구들도 꽤 많습니다. 이번 주에도 그런 독특한 연구 논문들이 많았지만 특히 눈에 띈 것은 화장실 변기와 관련된 것이었습니다. 미국 펜실베이니아주립대(펜스테이트대) 기계공학과, 재료과학과, 의생명공학과, 재료연구소, 영국 크랜필드대 경쟁적창조디자인센터(C4D) 공동연구팀의 연구 성과인데 이들은 화장실 변기 표면에 세균이 달라붙는 것을 막고 물 사용을 획기적으로 줄일 수 있는 기술을 개발했습니다. 이 연구결과는 환경과학 분야 국제학술지 ‘네이처 지속가능성’(Nature Sustainability) 19일 자에 실렸습니다. 특정 대상의 위생 상태를 강조하기 위해서 화장실 변기와 비교해 세균이 몇 배 많다든지 하는 식의 국내외 연구결과를 흔히 접할 수 있습니다. 비교 대상은 컴퓨터 키보드, 스마트폰, TV 리모컨, 이어폰, 자동차 핸들, 식당 메뉴판, 칫솔, 돈, 도마, 엘리베이터 버튼, 세면대, 설거지용 수세미 등 무수히 많습니다. 이런 조사결과들을 보면 ‘우리 주변에 화장실 변기보다 깨끗한 것은 사실상 없는 것 아닌가’라는 생각이 들 정도입니다. 화장실 변기에 세균수가 얼마 이상이면 안 된다는 기준 같은 것은 없습니다. 단순히 세균 수의 많고 적음이 아니라 세균의 종류와 질병을 유발시킬 수 있는 세균들이 있는가를 보는 것이 훨씬 중요할 것입니다. 우리 몸은 음식물이 입안으로 들어오는 순간부터 소화기관을 거치면서 영양분들을 흡수합니다. 영양분이 모두 빠져나간 음식물 찌꺼기들이 밖으로 배출되는 곳이 화장실입니다. 그렇기 때문에 변기를 정밀 분석해보면 설사나 배탈을 유발하는 대장균이나 식중독을 일으키는 포도상구균 같은 병원균들이 쉽게 발견된다고 합니다. 많은 사람들이 사용하는 공용 화장실이 가정의 화장실보다 세균수는 물론 병원균들도 많을 수밖에 없을 것입니다. 화장실을 청결하게 관리해야 하는 이유입니다. 연구진은 배설물 같은 오물은 물론 그 속에 있는 병원균까지 깨끗하게 씻어내릴 수 있는 코팅 기술을 개발했습니다. ‘액체 침착 유연표면 코팅’(LESS)이라고 부르는 기술인데 변기를 새것으로 바꿀 필요 없이 LESS를 변기 안쪽에 스프레이처럼 골고루 뿌려주기만 하면 된다고 합니다. LESS는 변기 표면에 머리카락보다 10억 배 얇은 실리콘 돌기로 된 얇고 미끄러운 막을 미세 코팅시키는 것입니다. 변기에 LESS를 완전 코팅하는 데 걸리는 시간은 5분 남짓이라고 합니다. LESS로 코팅한 변기에는 이물질이 거의 묻지 않고 현미경 관찰 결과 악취와 질병을 유발시키는 세균도 깨끗이 쓸려 내려가는 것이 확인됐습니다. 부가적인 이득은 변기를 깨끗하게 하기 위해 사용되는 물도 적게 투입된다는 점입니다. 화장실 변기를 씻어내는 데 한 번에 6ℓ의 물이 투입되는데 이것의 절반 정도만으로도 변기를 깨끗하게 만들 수 있다는 설명입니다. 실제로 전 세계적으로는 매일 약 1410억ℓ의 물이 화장실 변기에 사용된다고 합니다. 이는 물 부족을 겪고 있는 아프리카 전체 인구의 하루 물 사용량의 6배에 해당되는 양입니다. 이 때문에 LESS 기술은 공중보건 위생이 취약한 저개발국가에 특히 유용하게 쓰일 것이라고 연구진은 보고 있습니다. edmondy@seoul.co.kr

마에스트라, 어딘지 익숙해 보이면서도 낯선 표현이다. 반면 마에스트로라고 하면 금방 카라얀이나 번스타인, 혹은 금난새나 정명훈 등 클래식 지휘자를 떠올린다. 그만큼 클래식계에서 여성 지휘자 ‘마에스트라’는 여전히 생소한 존재다. 지휘자가 100명에 가까운 악단을 조율하는 공간 포디움은 ‘금녀의 구역’이라는 말이 있을 정도로 클래식은 여성 지휘자에겐 보수적인 세계다. 이런 의미에서 ‘82년생 장한나’의 성장은 한국은 물론 세계 클래식 무대에 반가운 소식이다. 지난 13일 서울 서초동 예술의전당 콘서트홀. 무대를 가득 채운 77명의 연주자 앞에 작은 체구의 단발 여성이 지휘봉을 잡고 섰다. 잠시 숨을 고르더니 이내 그녀의 손끝이 아름다운 곡선을 그리기 시작했다. 3층 객석까지 청중으로 꽉 찬 콘서트홀 안은 관악기와 현악기 등의 악사들이 손과 입으로 빚어내는 음들이 조화를 이루며 켜켜이 쌓여 갔다. 노르웨이의 ‘정신적 목소리’ 작곡가 에드바르 그리그가 쓴 ‘페르귄트 모음곡 1번’이었다. 110년 전통 노르웨이 트론헤임 오케스트라가 들려준 그리그는 노르웨이 클래식과 문화에 대한 그들의 자부심이 진하게 녹아 있었다. 바이올린과 비올라, 베이스 등 현악기 음색은 따뜻했고 플루트와 오보에 등 목관악기는 청아했다. 단연 돋보인 건 각 악기의 소리와 연주자 호흡을 완벽히 이끌어 낸 장한나였다. 1994년 당시 12살 나이에 자신의 몸보다 큰 첼로를 연주하며 로스트로포비치 국제 첼로 콩쿠르에서 최연소 최우수상을 받으며 세상을 놀라게 하더니, 이제는 ‘첼로 신동’이라는 오랜 이미지를 벗고 당당히 자신의 음악 세계를 펼치고 있는 지휘자로 올라섰다. 그는 이미 첼로 연주자로는 세계 정상급 반열이지만 거기서 안주하지 않았다. 그에게 음악은 ‘고지 정복’의 대상이 아닌, 끝없이 탐구하고 여행해야 할 드넓은 세상과도 같았다. 장한나는 연주회에 앞서 가진 언론 간담회에서 “솔리스트로서 첼로를 연주할 땐 첼로 레퍼토리가 굉장히 적어 내 시야가 좁아지는 건 아닌지, 망원경으로 더 큰 음악 세계를 보고 싶은데 현미경을 들여다보고 있는 기분이 들었다”면서 “지휘 공부를 시작하면서 눈이 열리고 귀가 열리기 시작했다”고 새로운 도전에 나선 배경을 설명했다. 연주 자세가 불경하다는 황당한 이유로 과거 ‘금녀의 악기’였던 첼로로 음악 인생을 시작한 장한나의 ‘유리천장 깨기’는 계속된다. “베를린 필하모니 오케스트라 같은 세계적인 단체를 지휘하는 날도 올 것”이라며 호쾌하게 웃은 그는 “한국에도 장기적인 비전과 안정적인 계획 아래 음악에만 몰두할 수 있는 오케스트라가 나오도록 씨앗을 뿌리고 싶다”는 포부도 함께 밝혔다. 박성국 기자 psk@seoul.co.kr

“두려워할 이유는 없으면서 배울 것은 많은 존재가 나무이다. 활기차고 평화로운 그들은 우리를 힘내게 하는 정수를 아낌없이 나눠준다.” 소름 끼칠 정도로 방대한 양과 복잡한 문장을 자랑하는 소설 ‘잃어버린 시간을 찾아서’로 20세기 최고의 작가 중 한 명으로 평가받는 마르셀 프루스트가 이 세상 모든 나무에 바친 찬사이다. 오랫동안 인류에게 쉼터를 제공하고 건축자재로 사랑받았던 나무의 쓸모가 바뀐 것은 1867년이었다. 제2회 파리 만국박람회에 정원사 조지프 모니에는 콘크리트와 금속을 결합시켜 만든 최초의 철근 콘크리트 제품인 ‘정원 물통’을 전시했다. 간단해 보이는 이 작품은 20세기 건축 트렌드를 바꾸는 시작점이었다. 철근 콘크리트는 고층 건물을 짓기에도 용이하고 화재에도 강하다는 장점 때문에 벽돌과 목재를 순식간에 대체했다. 그러나 지구온난화 문제와 친환경 트렌드가 만나면서 나무에 대한 관심이 다시 높아지고 있다.실제로 철근 콘크리트 건축을 위해서는 철근, 철골, 시멘트를 만들어야 한다. 또 완공된 건물에는 냉난방을 위해 엄청난 에너지가 투입된다. 이 때문에 건축 부분에서 배출되는 온실가스는 전 세계 온실가스 배출량의 30~40%를 차지하는 것으로 알려져 있다. 반면 나무는 성장 과정에서 산소를 배출하고 이산화탄소를 흡수한다. 어느 정도 성장하면 광합성 효율과 탄소 저장 능력이 떨어지는데 그대로 둬 썩거나 불에 탈 경우 나무가 저장하고 있던 탄소는 공기 중으로 다시 빠져나간다. 그런 상황에 맞닥뜨리기 전에 적당히 자란 나무를 건축자재로 쓰면 탄소가 공기 중에 배출되는 것을 막을 수 있다는 점에 연구자들은 주목하고 있다. 그러나 목조건축물이 화재에 취약하다는 문제점은 여전히 골칫거리이다. 그런데 영국 케임브리지대 건축학과 자연재료혁신센터, 오스트리아 빈 자연자원·생명과학대(BOKU) 목재기술 및 재생재료연구소 공동연구팀은 대나무를 세포생물학적으로 분석한 결과 에너지 효율이 높고 불에 강한 목재 건축 기술이 가능하다는 사실을 확인하고 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘사이언티픽 리포츠’ 13일 자에 발표했다.대나무의 탄성과 강도 같은 물리적 특성과 관해서는 많은 연구가 있어왔지만 대나무 내부의 세포구조에 대한 연구는 많지 않았다. 이에 연구팀은 중국, 대만에서 주로 자라는 모소 대나무 3~5년생을 잘라 수분함량이 10%가 될 때까지 말린 다음 열전도율을 측정하는 주사열현미경(SThM)으로 분석했다. 모소 대나무는 최대 28m까지 자라기 때문에 중국이나 대만 등에서는 건물을 지을 때 작업자들이 오갈 수 있도록 하는 임시가설물인 비계 재료로 많이 쓰인다. 분석 결과 대나무 내부는 두꺼운 섬유질과 얇은 섬유질 층이 번갈아 있는 복잡한 셀룰로스 구조를 갖고 있는 것으로 확인됐다. 두꺼운 섬유질 층은 대나무의 강도에 영향을 미치고 얇은 섬유질 층의 세포들은 생장 방향과 직각에 가까운 각도로 정렬돼 있어 열전도율을 낮추는 역할을 한다는 것이다. 건물 성능 중 중요한 요소 중 하나는 필요한 열은 보존하고 불필요한 열은 차단시키는 단열 기능으로 열전도율을 낮추는 것이 핵심이다. 대나무의 얇은 섬유질 층은 천연 단열재 역할을 한다는 것이 연구진의 설명이다. 두꺼운 섬유질 층은 대나무가 화염에 노출됐을 때 불이 붙기 어렵게 만들 뿐만 아니라 확산 속도를 늦추는 역할을 하는 것으로 확인됐다. 대실 샤 영국 케임브리지대 교수(자연재료·구조공학)는 “이번 연구를 통해 대나무의 열적 특성을 파악함으로써 목조 건축물의 에너지 소비를 줄이고 불이 났을 때 안전성을 높일 수 있는 방법을 찾을 수 있게 됐다”고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

부친, 할아버지가 매입자금·보증금 대줘연예인 배우자 돈으로 고가 아파트 구입국세청이 고가 주택 구입자와 고액 전세입자 가운데 자금 출처가 의심스러운 224명을 세무조사하겠다고 12일 밝혔다. 세금 한 푼 내지 않고 부모나 배우자로부터 돈을 편법으로 증여받은 뒤 비싼 집을 사거나 전세 계약을 체결한 30대 이하를 철저히 살펴보겠다는 것이다. 이번 조사 대상에는 고가 주택 두 채를 마련 3살 유아 A가 포함됐다. A는 매입자금 일부를 아버지에게 현금으로 받았다. 또 세입자에게 돌려줄 임대보증금도 할아버지가 대신 내줬다. 그러면서 증여세는 한 푼도 내지 않았다. 세살배기의 ‘꼼수’를 적발한 국세청은 수억원의 증여세를 추징했다. 건설업자 B는 자녀 C에게 재산을 물려주고 싶어서 자신의 장모, 즉 C의 외할머니 명의 계좌에 돈을 넣었다가 수차례 돈을 빼서 C의 계좌에 옮기는 방식으로 불법 증여를 했다. C는 이 돈으로 아파트와 개발예정지구의 땅을 사들인 것으로 조사됐다.방송연예인 D 역시 국세청의 조사망에 걸려들었다. 연예인인 D와 결혼한 E는 공동명의로 고가의 아파트를 샀다. 배우자 사이에 수억원을 편법 증여한 사례다. 최근 5년간 총 소득이 수천만원에 불과한 F는 소득의 수백배에 이르는 여러 채의 고가 부동산을 사들였다. 뿐만 아니라 고급 승용차와 신용카드 사용에도 수십억원을 썼다. 알고보니 부동산임대업자인 부친에게 받은 현금이었다. F 역시 증여세 추징을 당했다. 국세청은 국세청 과세정보와 국토교통부의 자금조달계획서, 금융정보분석원(FIU)의 자료를 입체적으로 분석해 세금 탈루가 의심되는 고액 부동산 자산가를 핀셋처럼 골라냈다. 국세청은 탈세 사실이 확인된 사람은 검찰에 고발하겠다고 밝혔다. 오달란 기자 dallan@seoul.co.kr

최근 정의당에 입당한 이자스민 전 새누리당(현 자유한국당) 의원이 “대한민국이 더 나아지길 바라는 마음은 여러분과 똑같다”면서 ‘차별금지법’ 제정을 강조했다. 이자스민 전 의원은 11일 국회에서 열린 정의당 입당식에서 “(과거 국회의원 재직 시절) 저는 (인간의) 보편적 권리를 말하려고 노력했다. 하지만 말하는 사람이 저이기 때문에 왜곡되는 일이 많았다”면서 “한국 사람이 되는 과정이 달랐을 뿐 저는 대한민국 사람”이라고 말했다. 이자스민 전 의원은 이날 ‘6411번 버스’를 언급했다. 이 버스는 고 노회찬 전 의원이 2012년 진보정의당 대표 수락 연설에서 소개한 버스다. 고인은 당시 연설에서 이 버스를 타고 새벽부터 일터로 출근하는 사람들을 소개하며 사회적 약자에 대한 관심을 촉구했다. 이자스민 전 의원은 “6411번 버스가 지나는 (서울) 영등포, 구로, 대림에는 서울에서 가장 많은 이주민이 살고 있다. 하지만 우리는 같이 살고 있는 이들의 존재를 느끼지 못한다”면서 “6411번 버스를 이용하는 이주민의 보편적 권리에 대해서는 아무도 이야기하지 않는다. 누군가는 해야 할 일이다. 제가 할 수 있도록 도와달라”고 호소했다. 이어 이자스민 전 의원은 의원 재직 시절 어려웠던 일들을 털어놨다. 그는 “2012년부터 (의원) 임기가 끝날 때까지(2016년 5월까지) 수많은 어려움이 있었다”면서 “4년이 지난 지금 약간 달라졌을 것이라고 생각했는데 (저를 향한) 좋은 댓글은 찾아보기 힘들다”고 토로했다.그러면서 “다른 국회의원들이 법안을 내면 그렇게 많은 관심을 받지 않았는데 제가 하는 모든 일은, 마치 현미경 속을 지나는 느낌이었다”고 말했다. 이주민이라는 이유로 당했던 혐오·차별 피해를 언급한 것이다. 이자스민 전 의원은 또 자유한국당을 탈당한 이유에 대해 “새누리당에 있을 때는 당이 사회적 약자, 마이너리티에 대한 관심을 갖고 있다고 생각했다. 그런데 자유한국당으로 바뀌면서 그 생각이 많이 바뀌었다. 나오는 말도 많이 바뀌었다”고 말했다. 이자스민 전 의원은 정의당의 이주민 인권 특별위원장으로 활동할 예정이다. 그는 “차별 발언과 혐오표현이 전보다 훨씬 많아졌다”면서 “차별금지법은 우리가 해야 할 숙제고, 어떻게 해서라도 모든 사회 구성원이 이해할 수 있는 차별금지법을 제정해야 한다”고 강조했다. 여기서 ‘혐오’란 상대가 마이너리티에 속한다는 이유로 그를 모욕하고 멸시하거나, 배제하고 차별하면서 그의 존엄성을 부정하는 행위를 가리킨다. 다만 내년 총선 출마 계획과 관련해서 이자스민 전 의원은 “공천은 당원들의 결정에 달려 있다”면서 “저는 지금 맡은 일을 계속 충실히 하고 그 과정에서 당원의 마음, 믿음, 신뢰를 얻게 된다면 더할 나위 없을 것 같다”고 밝혔다. 오세진 기자 5sjin@seoul.co.kr

겨울의 시작인 입동이 지나고 날씨가 쌀쌀해지기 시작하면서 스키, 스키보드, 스케이트를 좋아하는 겨울스포츠광들은 벌써부터 흥분하고 있다. 산꼭대기부터 멋지게 활강하는 모습이나 얼음 위를 신나게 지치고 지나가는 모습 등을 상상하면서 말이다. 눈과 얼음을 미끄러져 나갈 수 있는 것은 압력과 마찰력 때문이라는 사실은 잘 알려져 있다. 스케이트 날이나 스키 플레이트가 위에서 무게를 가하면 압력과 마찰열이 발생해 눈이나 얼음이 녹아 물로 바뀌면서 마찰력이 줄어든다는 것이다. 그런데 액체 상태의 물은 미끄럽게 만드는 윤활 성질이 약한 것으로 알려져 있는데 얼음이나 눈 위에 얇게 녹은 물의 막이 어떻게 마찰을 줄이고 겨울 스포츠를 즐길 수 해줄까. 프랑스 파리고등사범학교 물리학연구실, 파리과학인문대(PLS), 파리 디드로대(파리7대학), 소르본대, 에콜 폴리테크니크 공동연구팀은 마찰이 녹이는 얼음 위의 얇은 액체막의 두께와 성질을 측정하는데 성공하고 마찰과 압력으로 녹은 액체막은 예상보다 훨씬 얇고 일반적으로 볼 수 있는 물보다 점성이 높다는 사실을 발견했다고 8일 밝혔다. 이번 연구결과는 물리학 분야 국제학술지 ‘피지컬 리뷰 X’ 4일자에 실렸다. 일반적으로 얼음이 ‘미끄러운’ 이유는 마찰에 의해 만들어진 얇은 액체층 때문인데 이 액체층의 두께나 특성에 대해서 잘 알려져 있지 않다. 심지어는 일부 과학자들은 얼음 위 생기는 액체막의 존재에 대해서도 여전히 의문을 표하고 있다. 연구팀은 원자 지름의 수 십분의 1까지 측정이 가능한 제3세대 현미경인 원자현미경의 일종인 원자힘 현미경(AFM)을 이용해 얼음 위에 생기는 액체막의 두께와 성질을 파악했다. AFM은 원자현미경 중에서 가장 널리 사용되는 것으로 진공 중에서도 사용이 가능하며 시료의 물리적, 전기적 성질을 알아낼 수 있다는 장점이 있다.분석 결과 마찰과 압력이 얼음 위에 만들어 내는 액체 상태의 물을 만들어 낼 뿐 만 아니라 얼음 위에 형성되는 액체막의 두께는 머리카락 굵기의 100분의 1에 해당하는 1미크론(㎛)에서 몇 백 나노미터(㎚)에 불과하다는 사실도 밝혀냈다. 이는 이론적으로 계산한 값보다 훨씬 얇아 연구진을 놀라게 만들었다. 또 AFM으로 관찰한 얼음 위 액체막은 단순한 ‘물’이 아니라 기름처럼 점성이 강하다는 것도 확인됐다. 흔히 생각하는 완전한 액체상태가 아닌 액체와 얼음 사이의 그 중간 정도의 성질을 나타내는 것으로 연구팀은 해석했다. 연구를 주도한 알레산드로 시리아 파리고등사범학교 박사(유체역학)는 “이번 연구는 그동안 명확하게 풀리지 않았던 얼음 위 마찰에 대한 이론적 설명을 제시했으며 지금까지 고려되지 않았던 얼음 위 액체 막의 성질을 제시했다는데 의미가 크다”라고 설명했다. 시리아 박사는 “이번 연구는 동계 스포츠 선수들의 경기력 향상 뿐만 아니라 빙판길에서 자동차의 미끄러짐 방지를 위한 수단을 연구하는데 도움을 줄 수 있을 것”이라고 덧붙였다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

인류가 앞으로 우주로 나가는 데 가장 큰 걸림돌이 되는 문제는 바로 치명적인 방사선의 영향을 어떻게 막느냐는 것이다. 왜냐하면 우주의 방사선은 지구에서보다 700배나 강하기 때문이다. 그렇지만 미국 유전학자 크리스 메이슨 코넬의대 생리학과 부교수가 이끄는 연구진은 이 문제를 지구 최강의 생명체로 잘 알려진 곰벌레의 DNA로 해결할 수 있다고 믿는다. 곰벌레는 몸길이 50㎛(1㎛는 1m의 100만분의 1)~1.7㎜로 현미경으로 봐야 보이는 다리 8개의 무척추동물로 행동이 굼뜨고 느려 완보(緩步)동물로 불리며 영어권에서는 ‘물곰’(Water Bear)이라고도 부른다. 그런데 이 곰벌레가 지구 최강의 생명체로 불리는 이유는 거의 모든 유기체가 살 수 없는 환경 조건에서도 죽지 않기 때문이다. 지금까지 알려진 바에 따르면, 곰벌레는 기체의 부피가 제로 상태가 되는 절대영도인 영하 273℃부터 끓는 물 온도보다 높은 영상 151℃의 온도에서도 살 수 있으며, 진공 상태인 우주 공간에서 치명적인 방사선에 노출돼도 죽지 않는다. 이에 과학자들은 이 완보동물의 놀라운 생존 비결에 주목했고, 3년 전 일본 도쿄대 연구진이 곰벌레의 몸에는 극한 환경에서 자신을 보호하는 ‘Dsup’(Damage suppression protein)라는 단백질이 유독 많다는 사실을 밝혀냈다. 유전자 손상을 막는 이 단백질은 특히 유해한 방사선으로부터 곰벌레를 보호했는데 어떻게 이런 작용을 하는지에 대해서는 정확히 알아내지 못했다. 이번에 메이슨 부교수가 이끄는 미국 연구진은 곰벌레의 이 핵심 단백질을 인간의 세포와 결합하는 방법을 연구하고 있다고 밝혔다. 메이슨 부교수는 이웃 행성인 화성을 비롯해 다른 먼 세상으로 인류가 성공적으로 가려면 유전 공학이 어떻게 핵심이 될 것인지에 관한 여러 접근 방식을 제시했다. 그중 첫 번째가 특정 유전자의 표현을 마치 스위치로 켜거나 끄듯 필요할 때 나타나도록 하는 과정을 설계하는 것이다. 이 밖에도 메이슨 부교수는 이 기술을 지구상에서도 활용할 수 있다고 믿는다. 그는 이 기술을 항암 치료 과정 중 건강한 세포가 방사선을 극복하게 하는 데도 쓸 수 있다고 언급했다. 한편 이 연구는 지난달 29일 뉴욕 NYC 콘퍼런스에서 열린 제8차 인간 유전학 강연에서 그 일부가 소개됐다. 사진=위키피디아(Schokraie E, Warnken U, Hotz-Wagenblatt A, Grohme MA, Hengherr S, et al. CC BY 2.5) 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

# 1869년 11월 4일. 새벽에 내린 비 때문에 안개는 짙게 깔리고 6도 가까이 떨어진 아침 기온이 낮에도 회복되지 않아 으슬으슬하다는 말이 적당한 초겨울 추위가 느껴지는 날이었다. 얼마 전 영국과학진흥협회(BAAS) 회장으로 취임한 토머스 헨리 헉슬리(1825~1895)는 집무실에서 ‘다윈의 불도그’란 별명과 어울리지 않게 긴장한 얼굴로 서성거리며 누군가를 기다리고 있었다. 오후 티타임 시간이 되기 직전 앳된 얼굴의 사환이 사무실로 헐레벌떡 뛰어들어와 거친 숨을 몰아쉬며 “선생님 다 팔렸답니다”라는 한마디를 전했다. 그제서야 헉슬리는 불도그를 연상케 하는 미소를 지었다.150년 전인 1869년 11월 4일은 미국 과학진흥회(AAAS)에서 발행하는 ‘사이언스’와 함께 과학저널 양대 산맥인 ‘네이처’가 첫 호를 발행한 날이다. 당시 네이처는 ‘삽화가 들어간 주간 과학잡지’를 표방하며 40쪽 분량의 창간호를 발행했다. 창간호에는 헉슬리가 ‘자연 : 괴테의 격언’이라는 제목의 권두언을 싣고 “네이처(자연)! 우리는 자연에 둘러싸여 있고 포섭돼 있다: 인간을 자연에서 떼어놓을 수 없을 뿐만 아니라 인간은 자연을 넘어설 수도 없다”라고 선언했다. 헉슬리의 권두언 바로 뒤에는 식물학자 알프레드 베넷이 ‘겨울에 꽃 피는 식물의 수정에 관하여’라는 제목으로 찰스 다윈의 최신 연구결과를 알리는 기사가 실렸다. 창간호에는 개기일식, 현미경 작동방법 등도 실렸지만 박물학이라고 불렸던 생물학 분야 연구성과들이 주로 실렸다. 창간호에는 그해 9월 16일에 사망한 영국 화학자 토머스 그레이엄 런던대 교수에 대한 부고기사가 삽화와 함께 2장 넘게 실린 것도 눈길을 끈다. 그레이엄 교수는 현재 고등학교 과학교과서에도 나오는 기체 확산에 관한 ‘그레이엄의 법칙’을 만든 화학자로 19세기 영국 화학을 대표하는 과학자이자 전 세계 화학교육에 영향을 끼친 인물로 평가받는다. 네이처는 지금까지도 과학자들의 부고기사를 매우 자세히 다루고 있다. 창간 당시에는 ‘교양 있는 독자에게 최신 과학 지식에 관한 읽을거리’를 제공한다는 취지로 만들어졌지만 점차 학술적 경향이 강해지면서 과학자들이 가장 논문을 싣고 싶어 하는 학술지로 성장하게 됐다. 또 1953년에는 게재될 논문에 대해 편집자가 영국왕립학회 소속 과학자들에게 직접 질의하는 전통을 만들어 현재 과학계에서 확고히 자리잡은 동료평가인 ‘피어리뷰’의 기초를 닦기도 했다. 현재 네이처는 2018~2019년 기준 학술지 영향력지수(IF)가 43.070로 사이언스의 IF 41.063을 훌쩍 넘으며 다(多)분야 과학저널 영향력 1위를 차지하고 있다. 150년의 전통 덕분에 네이처에는 매년 850여건의 연구논문을 비롯해 3000건의 과학뉴스와 논평, 분석이 실리고 있으며 월평균 네이처 홈페이지를 찾는 독자는 400만명을 훌쩍 넘어 과학계는 물론 전 세계 과학보도에도 상당한 영향력을 행사하고 있다. 이제는 ‘네이처 출판그룹’(NPG)이라는 이름으로 네이처뿐만 아니라 150여 종의 학술저널을 발간하고 있다. 네이처에 실렸던 논문들의 면면을 살펴보면 19~21세기 현대과학 발전사를 그대로 확인할 수 있다. 1925년에는 지금까지 알려지지 않았던 고인류의 화석을 아프리카에서 발견해 ‘오스트랄로피테쿠스 아프리카누스’라는 학명을 붙였다는 연구가 실렸다. 이 논문 이후 고인류학계는 화석인류 연구와 발견에 뛰어들어 인류의 진화상을 밝혀내고 있다. 제임스 왓슨과 프랜시스 크릭이 1953년 4월 25일 자 네이처에 발표한 ‘DNA의 분자구조’란 제목의 달랑 1쪽짜리 논문은 현대 생물학의 시작이자 20세기 가장 중요한 발견이라고 평가받고 있다. 1995년 11월 23일 자 네이처에는 스위스 제네바대 천문학과의 스승과 제자가 태양계 바깥 외계행성을 최초로 발견했다는 내용의 논문을 발표했다. 이 논문을 발표한 미셸 마요르, 디디에 쿠엘로 스위스 제네바대 명예교수는 올해 노벨물리학상 공동 수상자로 선정됐다. 이 밖에도 중력파 발견, 탄소원자로만 이뤄진 신소재 그래핀의 발견, 탄소나노튜브 개발 등 네이처에 발표된 수많은 연구성과들이 노벨상으로 이어지기도 했다. 이뿐만 아니라 기후변화에 따른 해수면 상승, 남극에서 발견된 오존 구멍 등 전 세계인에게 경각심을 불러일으킨 연구들도 모두 네이처를 거쳐 나왔다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

울창한 숲과 초원이 우거진 캐나다 북부 유콘(Yukon). 뿔 없는 코뿔소 한 마리가 시냇가 근처를 지나고 있다. 아래로는 작은 거북이들이 물을 건너고 있고 물속에는 강꼬치고기 (pike)한 마리가 유유히 헤엄치고 있다. 이 평화로운 풍경을 담은 복원도는 800-900만 년 전 캐나다 북부와 알래스카가 지금보다 훨씬 온화했던 시기의 모습을 재현한 것이다. 미국 콜로라도 대학 자연사 박물관의 큐레이터인 재린 에벌리와 그 동료들은 유콘 준주의 주도인 화이트호스(Whitehorse) 인근 지층에서 고대 캐나다에 살았던 코뿔소 이빨 화석 파편을 발굴했다. 이 장소는 40년 전 학교 교사였던 조안 호긴스가 포유류 화석 파편을 발견했다고 보고했던 곳이다. 연구팀은 이번 발굴을 통해 코뿔소 이빨 이외에 두 종의 거북이 화석과 한 종의 강꼬치고기 화석 등 당시 생태계의 모습을 엿볼 수 있는 화석을 발견했다. 아쉽게도 코뿔소의 전체 모습을 알 수 있는 골격 화석은 발견하지 못했지만, 연구팀은 최신 전자 주사 현미경 기술을 이용해 이 화석을 상세히 분석해 이빨의 주인공을 밝혀냈다. 이 고대 코뿔소는 베링 육교를 통해 유라시아 대륙에서 건너온 원시 코뿔소의 후손으로 현생 코뿔소의 먼 친척인 뿔 없는 코뿔소의 일종이다. 이들은 거친 식물을 먹으며 현지 생태계에 적응했던 것으로 보인다. 뿔 없는 코뿔소가 캐나다에 살았다는 이야기는 지금 캐나다를 떠올리면 쉽게 상상이 가지 않는 이야기지만, 털코뿔소나 털매머드 자체는 선사 시대 북미 대륙에서 매우 흔한 대형 포유류였다. 이들은 베링 해엽을 지나 신대륙에 정착한 후 오랜 세월 번영을 누리다 비교적 최근에 멸종했다.따라서 선사시대 유콘 준주에 코뿔소가 살았다고 해도 이상할 것은 없지만, 이 지역에서는 지금까지 대형 포유류의 화석이 잘 발견되지 않았다. 이번 발견은 이제껏 공백으로 남겨졌던 고대 북미 대륙의 신생대 생태계를 이해하는 데 도움을 줄 것으로 보인다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com