세계의 지붕으로 불리는 티베트 고원에서 서식하는 뱀은 고산병에 매우 강하며, 이것이 주변 환경에 적응하기 위한 돌연변이 유전자 덕분이라는 연구결과가 나왔다. 중국과학원 연구진은 지구에서 가장 높은 해발 3500~4000m의 티베트 고원지대 및 인근 숲에 서식하는 베일리 스네이크(Bailey’s snake)를 대상으로 연구를 진행했다. 연구진에 따르면 독을 가진 이 뱀이 강한 자외선에 노출 되거나 산소 농도가 낮은 환경 등 고산지대에서 만날 수 있는 환경에서도 살아남을 수 있었던 것은 진화 과정에서 발생한 유전자 돌연변이 때문이다. 특히 이 독사에게서는 산소가 희박해지면서 나타나는 고산병의 증상을 찾아볼 수 없었는데, 이는 EPAS1 유전자의 변형 덕분인 것으로 밝혀졌다. EPAS1 유전자는 헤모글로빈을 줄이고 산소 사용률을 높이는 데 관여하는 유전자로, 심장을 보호하고 혈액 내 산소 농도를 유지하는데 중요한 역할을 한다. 과거 연구에서는 3만~5만 년 전, 러시아와 중국, 몽골의 접경지역인 시베리아 알타이 산맥의 데니소바 동굴에서 발견된 고대 인류의 유골에서 EPAS1 유전자가 발견된 바 있다. 당시 연구진들은 고대 인류의 유전자가 현존하는 티베트인들에게까지 전해지면서, 티베트인들은 다른 사람에 비해 온몸에 충분한 혈액을 전달하는 능력을 지니게 됐다고 분석했다. 중국과학원 연구진은 티베트 고원에 사는 독사 베일리 스네이크와 인간에게서 공통적으로 발견되는 이 유전자가 있을 경우 체내 산소를 몸 곳곳으로 전달하는데 큰 도움을 받는다는 사실을 확인했다. 또한 이 유전자를 이용해 고산병 치료제를 개발하는데도 도움이 될 것으로 기대했다. 중국과학원 리자탕 연구원은 “고산지대를 오르는 많은 사람들에게서 고산병이 발견되는데, 이번 연구가 진전된다면 고산병 치료제를 만드는데 큰 도움이 될 것”이라고 설명했다. 자세한 연구결과는 미국 국립과학원회보(PNAS) 지난달 31일자 최신호에 실렸다. 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

며칠 동안 야근을 하거나 밤샘작업을 하고 나면 주변 사람들은 “며칠 사이에 확 늙어버린 것 같다”는 농담 아닌 농담을 건내는 경우가 많다. 밤과 낮이 뒤바뀌면 신체 내 생체시계가 교란되면서 실제로 세포 노화는 빨라진다는 연구결과들이 많다. 사람 뿐만 아니라 식물도 낮과 밤이 뒤집히면 빨리 늙는다는 사실을 국내 연구진이 밝혀냈다. 기초과학연구원(IBS) 식물 노화·수명 연구단은 식물이 하루 24시간을 인지하도록 하는 일(日)주기 생체시계 유전자가 잎의 노화에 직접적인 영향을 미친다는 사실을 규명했다고 5일 밝혔다. 이번 연구결과는 미국국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’ 최신호에 실렸다. 식물의 일주기 생체시계 시스템은 언제 잎을 펼칠지, 꽃을 피울지 등 식물의 삶에 있어서 중요한 시기를 결정한다. 일주기 생체시계 시스템에 문제가 발생할 경우 잎이나 꽃이 나오는 시기가 빨라지거나 느려지거나 해 열매를 채취하는데 문제가 발생하기도 한다. 최근 식물 노화에 관여하는 유전자들이 일주기 리듬에 영향을 받는다는 사실은 알려졌지만 정확한 둘 사이 상관관계가 규명되지는 않았다. 연구팀은 애기장대라는 식물을 활용해 식물 노화와 관련된 3개의 핵심 유전자 중 하나인 ‘오래사라1’이 식물 일주기 시스템에 따라 잎의 노화에 영향을 미친다는 사실을 밝혀냈다.오래사라1은 2009년 남홍길 IBS 식물 노화·수명 연구단장팀이 발견한 식물 노화 주요 3개 유전자 중 하나다. 연구팀은 일주기 생체시계를 담당하는 여러 유전자 중에서 아침에 활성화되는 ‘PRR9’이라는 유전자가 오래사라1 유전자 발현에 중요한 역할을 담당한다는 사실을 확인했다. PRR9이 오래사라1 유전자를 직접 활성화시키거나 발현을 억제하는 등의 방식으로 잎의 노화에 관여한다는 설명이다. 남홍길(대구경북과학기술원 펠로우) 단장은 “이번 연구결과는 단순히 일주기 시스템이 노화에 관여한다는 것을 알아낸 것이 아니라 식물 노화에 일주기 시스템이 어떻게 작용하는지 분자단위로 분석해 냈다는데 의미가 크다”며 “이번에 밝혀낸 생치시계 회로를 이용해 식물의 노화를 보다 미세하게 조절할 수 있게 될 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

북극 최다 개체수· 최상위 곤충 포식자 온실기체 방출 균류 먹는 ‘톡토기’ 섭취 기온 오르면 거미끼리 서로 잡아먹어 ‘톡토기’ 늘어나 해로운 균류 감소 기대미국 뉴욕의 평범한 고등학생 피터 파커는 핵폐기물을 관리하는 연구소에 견학을 갔다가 방사선에 노출된 거미에게 물리게 된다. 이후 피터 파커는 맨손으로 벽을 타고 엄청난 힘과 스피드를 가진 ‘스파이더맨’이 돼 위기에 빠진 사람들을 구하고 이후 슈퍼 히어로들의 결사체인 어벤저스에 합류해 인류를 구하는 데 나선다. 그런데 최근 생물학자들이 진짜 ‘스파이더’(거미)가 지구온난화로 인해 위기에 빠진 극지방을 구할 수 있을 것이라는 희망에 찬 연구 결과를 발표했다. 지구온난화 위기에서 인류를 구원할 주인공은 다름 아닌 길이 1.2~4㎝ 크기의 ‘북극 늑대거미’(학명 Pardosa glacialis). 미국 워싱턴대 생물학과, 듀크대 환경 및 생명자원학과, 버몬트대 생물학과 공동연구팀은 지구온난화로 인해 극지방의 기온도 상승하면서 북극 늑대거미의 식생이 바뀌고 결국 북극 생태계 전체에 영향을 미쳐 온난화 속도를 늦추거나 막아 줄 수 있을 것이라고 25일 밝혔다. 이번 연구 결과는 미국 국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’ 7월 24일자에 실렸다. 북극 늑대거미는 북극에서 개체수가 가장 많고 곤충 먹이사슬의 가장 위에 있는 포식자다. 생물학자들은 북극 늑대거미를 모두 모아 무게를 재면 알래스카에 거주하는 회색늑대들 무게의 80배에 달할 것으로 추정하고 있다. 북극 늑대거미는 0.6㎝ 크기의 ‘톡토기’라는 곤충을 먹고 산다. 톡토기는 지구온난화의 주범으로 알려진 이산화탄소나 메탄가스를 방출하는 극지방 균류들을 먹고 산다.연구팀은 북극의 늑대거미가 기후에 미치는 영향을 알아보기 위해 알래스카 툴릭 강변의 빙하로 가득 찬 브룩스레인지산맥에서 실험을 했다. 연구팀은 수주 동안 수백 종의 늑대거미들을 채집한 뒤 직경 1.5m 크기의 원형 울타리 30개를 만들어 각기 다른 숫자의 거미를 넣었다. 거미가 빠져나가지 못하도록 위는 그물망으로 막았다. 울타리 절반에 해당하는 15개는 지구온난화 효과를 모방하기 위해 주변보다 2도 정도 온도를 높게 유지하도록 장치했다. 그런 다음 14개월 뒤 울타리로 막아 놓은 실험 생태계 변화를 관찰했다. 연구팀은 당초 ‘거미가 많이 있는 울타리일수록 톡토기 수가 줄어들 것’이라는 가설을 세웠다. 일반적인 극지방 온도에 해당하는 울타리 안에서는 이 가설이 맞아들었지만 온난화 상황을 만들어 놓은 울타리 내에서는 가설과는 다른 상황이 관찰됐다. 온도가 상승하면서 늑대거미의 식생 방식이 바뀌어 톡토기를 먹는 것이 아니라 서로를 잡아먹는 상황이 된 것이다. 이에 따라 톡토기의 개체수가 증가하고 톡토기의 균류 섭취가 늘어나면서 온실가스가 적게 배출되는 것이 관찰됐다. 연구팀 관계자는 “기온이 상승해 북극 늑대거미가 살기 좋은 환경이 되고 개체수가 증가하면 도리어 거미들 간 경쟁이 빈번해져 서로 싸우거나 잡아먹는 현상이 생긴다”며 “이런 상황에서 톡토기는 개체수를 늘리고 결국 토양 속 온실가스 유발 균류들을 먹어 치우기 때문에 온실가스 방출이 멈추게 되는 것”이라고 설명했다. 연구를 주도한 아만다 콜츠 워싱턴대 박사도 “이번 연구로 지구온난화가 포식자와 피식자의 일반적인 관계를 바꿔 오히려 북극 기후변화에 안전판으로 작용할 것이라는 사실을 확인했다”며 “이번에 관찰된 효과의 규모에 대해서는 추가 연구가 필요하지만 지금 같은 지구온난화 상황에서는 거미처럼 작은 곤충도 매우 중요한 역할을 할 수 있다는 것을 보여 준 사례”라고 강조했다. 그러나 지구온난화에 특정 생물이 미치는 영향을 간단한 실험으로는 증명하기 어렵다는 반론도 있다. 미국 클레어몬트 매케나 칼리지의 생물학자 세라 길먼은 “연구진의 결론은 그럴듯해 보이기는 하지만 이번 소규모 실험 결과를 바탕으로 거미 생태계가 북극 전체의 지구온난화 속도를 늦출 것이라고 단정하는 것은 무리”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

화장품은 피부를 더 생기있고 화사하게 보이기 위해 사용된다. 다양한 화장품의 종류만큼 사용목적도 다르다. 화장품이 본래 목적에 걸맞게 사용되기 위해서는 피부 흡수 정도나 속도가 중요하다. 국내 연구진이 수많은 땀구멍이 있는 피부처럼 불규칙한 표면에서 액체가 스며드는 속도와 흡수에 영향을 미치는 요인을 찾아내 화제다. 울산과학기술원(UNIST) 에너지 및 화학공학부 이동욱 교수와 미국 캘리포니아 산타바바라대(UC산타바바라) 공동연구팀은 피부처럼 작은 구멍이나 빈틈이 있는 표면에서 액체가 스며드는 속도를 분석하는데 성공했다고 22일 밝혔다. 이번 연구결과는 미국 국립과학원에서 발간하는 국제학술지 ‘PNAS’ 19일자에 실렸다. 이번 연구로 다양한 화장품을 만들고 페인트나 왁스를 효과적으로 칠하는 방법을 찾는데 도움을 줄 수 있을 것으로 기대되고 있다. 연구팀은 실리콘으로 땀구멍처럼 입구가 좁고 내부는 넓은 ‘오목한 공극’을 갖고 있는 거친 표면을 만든 다음 액체 속에 담가 젖는 속도를 관찰했다. 그 결과 실리콘 표면의 공극의 상태와 액체의 종류나 상태에 따라 젖는 속도가 다르다는 것을 발견했다. 액체가 물처럼 점성이 거의 없고 물체가 물을 좋아하는 성질이 강할수록, 그리고 공극의 입구가 넓은 경우 젖는 속도가 빠르다는 설명이다. 또 물 속 공기량이 적고 휘발성이 강한 액체일수록 실리콘 표면이 빨리 젖었다. 물 속에 계면활성제 포함 여부도 젖는 속도에 영향을 미쳤다.연구팀은 고체 표면의 화학적 성질과 구조, 액체 속 용존공기량, 계면활성제 포함 여부와 종류, 액체의 휘발성이 액체가 스며드는 속도에 영향을 준다고 결론지었다. 이 같은 결론을 화장품에 적용하면 자외선 차단제와 색조 화장품은 모공을 막지 않아야 하기 때문에 화장품 속 용존공기량을 늘리고 화장품 자체의 휘발성을 줄이는 방향으로 만들어야 한다. 또 모공을 가리는 목적의 모공프라이머나 모공 속 피지를 제거하는 세안제는 용존 공기량을 줄여야 빠른 속도로 모공 속으로 침투해 들어가 목적을 달성할 수 있다는 설명이다. 이동욱 UNIST 교수는 “이번 연구결과는 목적에 따른 화장품 제조나 페인트 칠, 가구를 보호하기 위힌 코팅제 처리 등에 응용할 수 있다”며 “이번처럼 표면과학 연구는 실생활은 물론 다양한 분야 연구개발에 도움을 줄 수 있을 것“이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

인류가 언제부터 ‘빵’을 만들어 먹었을까? 인류의 농경문화가 시작되기 훨씬 전인 약 1만 4500년 전에 이미 빵을 먹었다는 것을 증명할 흔적이 발견돼 화제다. 이는 농경 생활이 시작되기 400여년 전으로, 9100년 전 터키 유적지에서 찾은 가장 오랜 빵의 흔적보다도 이른 것이다. 16일(현지시간) 코펜하겐대학 식물고고학자인 아마이아 아란즈-오태귀 박사가 이끄는 연구팀은 요르단 북동부 검은사막의 ‘슈바이카 1’로 알려진 나투프 수렵 유적지에서 발견된 숯이 된 음식물을 전자현미경으로 분석해 이런 결과를 얻었다고 미국국립과학원회보(PNAS) 최신호에 밝혔다. 아란즈-오태귀 박사는 “이번 연구에서 분석한 24종의 숯 잔해는 보리와 귀리, 외알밀 등의 야생 곡물을 빻아 체로 거른 뒤 반죽을 했다는 점을 보여준다”면서 “유럽과 터키의 신석기와 로마 유적지에서 발견된 이스트를 넣지 않은 플랫브레드와 상당히 유사하다”고 설명했다. 이번 연구 결과는 농경문화가 빵에서 시작됐다는 것을 나타내는 것이라고 연구팀은 밝혔다. 선사시대 인류가 야생에서 곡물을 채집해 빵을 만드는 데 시간과 노동력을 많이 투입해야 하는 등 여러 가지로 불편하자 이를 극복하기 위해 곡물을 재배하기 시작하면서 농경사회로 접어들었다는 설명이다. 워싱턴 한준규 특파원 hihi@seoul.co.kr

야간 교대근무와 비만과 뇌졸중, 심장질환 등의 위험 사이의 연관관계가 밝혀졌다. 미국 워싱턴주립대와 영국 서리대 공동 연구진이 9일(현지시간) 모의실험과 혈액 표본 검사를 통해 야간 교대근무를 3일만 해도 생체시계가 크게 바뀐다는 사실을 확인했다고 밝혔다. 연구에 공동 수석저자로 참여한 워싱턴주립대의 한스 판 동언 박사는 22~34세 건강한 성인남녀 14명을 모집해 3일 동안 실험실에서 교대근무 모의실험을 진행했다. 판 동언 박사는 이들 참가자를 7명씩 주간 교대근무조와 야간 교대근무조로 나눴다. 그리고 실제로 근무하는 상황을 재현하고 수면 시간도 일정하게 정해줬다. 주간 교대근무조는 오후 10시부터 다음 날 오전 6시까지, 야간 교대근무조는 오전 10시부터 오후 6시까지 8시간씩 수면할 수 있게 했다. 이후 판 동언 박사팀은 24시간 동안 이들 참가자의 혈액 표본을 3시간마다 채취해 분석했다. 연구 수석저자이자 서리대 신경심리학과 교수인 데브라 스켄 박사는 자신의 연구원들과 워싱턴주립대에서 보내온 혈액 표본에서 대사산물을 분석해 생체시계의 변화를 확인했다. 생체시계는 뇌의 중심부 시교차 상핵이라는 곳에 있는 중추시계가 태양에서 오는 광선을 이용, 시각을 판단하고 그 정보를 온몸에 산재해 있는 말초시계에 전달하는 방식으로, 수면 패턴과 체온, 면역체계, 그리고 호르몬 분비 등을 조절한다. 그 결과, 3일 동안 야간 교대근무를 재현한 참가자들은 뇌에 있는 중추시계가 평균 2시간 느려진 것으로 나타났다. 반면 소화기 계통에 관여하는 말초시계는 무려 12시간 동안 단절 상태가 됐다. 이는 단 3일만 야간 교대근무를 해도 말초시계가 바뀌어 신체 리듬에 혼란이 올 수 있는 것이라면서 이런 대사 혼란이 암은 물론 비만과 신장질환 등의 질병 위험을 키우는 것이라고 스켄 박사는 설명했다.　 기존 여러 연구에서도 교대근무는 제2형 당뇨병과 만성 신장질환, 그리고 피부암 위험을 키우는 것으로 나타났다. 또한 연구에 참여한 워싱턴주립대의 쇼반 가다메디 박사는 “특히 야간 교대근무조는 만성 신장질환과 관련한 대사산물 2종에서 큰 변화가 확인됐다”면서 “이는 이 연구가 교대근무와 만성 신장질환 사이의 연관성을 처음으로 확인해주는 것”이라고 말했다. 자세한 연구 결과는 미국국립과학원회보(PNAS) 최신호에 실렸다. 사진=fizkes / 123RF 스톡 콘텐츠 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

세계에서 가장 ‘오래된 색깔’를 발견했다는 연구결과가 공개돼 학계의 관심이 쏠리고 있다. 호주국립대학교 연구진이 아프리카 사하라사막에서 발견한 이것은 사막 깊은 곳에 존재하는 암석에서 추출한 자연 상태의 색소로, 밝은 분홍색을 띠고 있다. 연구진은 서아프리카 사하라사막 지하에서 흑색 셰일(모암으로부터 침식된 퇴적물이 하천이나 호수에 쌓여 굳어진 쇄설성 퇴적암)을 발견했고, 여기에서 오래된 염료를 추출하는데 성공했다. 이는 지금까지 알려진 가장 오래된 염료보다도 무려 5억 년 이상 앞서는 11억 년 전 것으로 연구진은 추정하고 있다. 연구진은 이 흑색 셰일을 가루로 분쇄해 색소를 추출하는데 성공했으며, 분자 구조를 분석한 결과 이는 광합성 원시 조류인 사이아노박테리아(cyanobacteria)의 엽록색 분자 화석인 것으로 밝혀졌다. 연구를 이끈 호주국립대학 지구과학연구대학원의 누르 구엔넬리 박사는 “색소 분석을 통해 사이아노박테리아가 10억 년 전 바다의 먹이사슬 맨 아랫부분을 형성했었다는 사실을 확인했다”고 밝혔다. 이번 연구는 당시 지구상에 생명체가 존재할 수 없었던 이유를 밝히는데에도 큰 몫을 했다. 연구진에 따르면 사이아노박테리아는 현존하는 먹이사슬의 기초인 조류의 1000분의 1 밖에 되지 않아, 이를 먹이로 하는 동물이 출현할 수 없었다. 연구진은 이번에 추출한 밝은 분홍색의 원시 색소 추출 결과가 피부색을 그대로 간직한 1억 년 전 티라노사우르스 화석을 발굴한 것과 유사하다고 설명했다. 연구진은 “우리가 발견한 것은 티라노사우르스보다 10배 더 오래된 것”이라면서 “6억 5000만 년 전 조류가 생태계 진화에 필요한 에너지를 공급하기 시작하면서 사이아노박테리아도 사라졌다”고 덧붙였다. 자세한 연구결과는 미국국립과학원회보(PNAS) 최신호에 실렸다. 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

눈의 초점이 맞지 않아 물체가 여러 개로 흔들려 보이는 난시는 각막의 곡률이 균일하지 않아 생기는 현상이다. 현미경이나 망원경 등에도 이처럼 난시 현상이 나타나는 경우가 많다. 학생들이 사용하는 광학장비에서는 난시현상이 나타나더라도 큰 문제가 없지만 정밀과학 분야에서는 연구결과에 심각한 영향을 미치게 된다.이 때문에 많은 학자들이 현미경의 난시현상을 개선하기 위해 연구를 하고 있지만 효과가 크지는 않은 상태다. 국내 연구진이 빛의 파동을 정보라는 개념으로 접근해 현미경 난시현상을 근본적으로 해결할 수 있는 방법을 제시해 주목받고 있다.광학 분야에 정보개념을 도입해 기하학적 정보의 손실을 이론적으로 규명하고 이를 이용해 현미경 난시라고 불리는 ‘수차현상’을 줄여 해상도를 개선하는 방법을 제시했다고 27일 밝혔다. 이번 연구결과는 미국국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’ 최신호에 실렸다. 이번 연구결과는 현미경 뿐만 아니라 전자기파, 빛, 소리 같이 파동을 활용하는 모든 분야에서 정보손실을 막을 수 있을 것으로 기대되고 있다. 카메라나 현미경 등 광학기기는 초점이 얼마나 작은 영역에 보이는가에 따라 해상도가 결정되는데 초점을 맞추고 결정하기 위해서는 곡률과 형태 등 모양정보에 해당하는 파동의 기하학 정보가 필요하다. 연구팀은 파동이라는 정보가 어떻게 사라져 초점을 변하게 하는지 확인하기 위한 실험을 진행했다. 그 결과 렌즈의 휘어짐을 나타내는 곡률 때문에 초점 차이가 만들어져 이미지가 흐려진다는 사실을 확인했다. 이에 연구팀은 렌즈의 곡률을 일부러 다르게 만들어 초점을 이동시킴으로써 해상도를 높이는 비교적 단순한 방법으로 광학장비의 난시 현상을 해결했다. 프랑소와 암블라흐 연구위원은 “이번 연구는 초정밀 광학장비의 해상도를 향상시키기 위한 근본적 방법을 제시한 것”이라며 “기초과학은 물론 위성 및 우주선과 장거리 통신을 비롯해 파동을 이용하는 모든 기술의 설계를 바꿀 정도로 획기적인 성과”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

과거에 비해 지구의 하루가 길어졌으며, 이 같은 현상은 앞으로도 지속될 것이라는 연구결과가 나왔다. 미국 명문 주립대인 위스콘신주립대학 매디슨 캠퍼스의 스테판 메이어스 교수 연구진은 천체이론을 지질관측과 연계시키는 천체화학분석법을 이용해 지구와 달, 시간의 과거와 연관관계를 추적했다. 연구진은 중국 북부에서 발견한 14억년 전 퇴적층과 나미비아 서쪽에 있는 월비스해령의 5500만년 전 퇴적층을 분석했다. 지질학적 기록을 통해 암석의 나이를 측정하고, 당시 지질학적 특성을 바탕으로 당시 달과 지구 사이의 거리를 분석했다. 그 결과 14억 년 전 지구의 하루는 현재 24시간보다 6시간 짧은 18시간이었지만, 달과 지구 사이의 거리가 멀어지면서 하루가 더욱 길어진 것으로 나타났다. 달이 지구에서 꾸준히 멀어지면서 중력의 힘이 약해지고, 이것이 지구의 회전속도를 줄여 하루를 더욱 길게 만들고 있다는 것이 연구진의 설명이다. 즉 지구가 360도 자전하는 속도가 느려지면서 14억 년 동안 지구의 하루가 더 길어졌다는 것. 연구진에 따르면 달과 지구 사이의 거리는 매년 평균 3.82㎝씩 멀어지고 있다. 이 같은 추세라면 먼 미래의 지구는 현재보다 더 긴 하루를 보낼 가능성이 있다. 메이어스 교수는 “우주에서 행성의 움직임은 다른 행성과 위성을 포함한 여러 천체에 영향을 미친다. 특히 지구를 포함해 각 행성이 축을 중심으로 화전하는 방식에 변화를 줄 수 있다”면서 “달과 지구 사이의 거리 및 중력 변화로 지구에 태양빛이 분포되는 시간과 장소가 달라질 수 있으며, 이런 변화는 지구의 기후 상태를 변화시킬 수도 있다”고 설명했다. 이어 “14억 년 전에는 달과 지구의 거리가 매우 가까워서 중력적 상호작용이 매우 컸을 것”이라면서 “퇴적층과 같은 지질학적 기록은 초기 태양계를 추측해볼 수 있는 천문관측소와 같다”고 덧붙였다. 자세한 연구결과는 미국 국립과학원 회보(PNAS: Proceedings of the National Academy of Sciences) 최신호에 실렸다. 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

국내 연구진이 시스템 생물학 기법을 활용해 식물 노화와 관련된 유전자 간 상호작용을 분석하고 핵심 유전자를 찾아냈다.기초과학연구원(IBS) 식물노화·수명연구단 황대희 부단장팀은 애기장대라는 식물에서 노화 속도 조절에 관여하는 유전자를 찾고 이 유전자들의 관계를 네트워크로 분석하는 데 성공했다고 24일 밝혔다. 이번 연구 결과는 미국국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’ 최신호에 발표됐다. 식물의 노화 정도와 형태는 다양한 종류의 유전자가 어떻게 연결되는가에 따라 달라지는데 지금까지 분자유전학적 방법으로 노화 현상을 이해하는 데 한계가 있었다. 이에 연구팀은 유전자나 단백질 간 상호작용을 시간에 따라 분석할 수 있는 기법을 활용했다. 단백질 합성에 관여하는 RNA에 형광 처리를 해 그 밝기에 따라 유전자 발현을 시각적으로 보여 줄 수 있는 이 방법으로 식물 노화에 관여하는 유전자 49종의 상호 관계를 연계 분석했다. 그 결과 다른 유전자들과 가장 상호작용을 많이 하는 유전자 3종을 골라내는 데 성공했다. 이 유전자 3종은 노화를 촉진시키는 활성산소와 살리실산 반응을 억제하는 역할을 하는 것으로 밝혀졌다. 연구팀은 이들 3종 유전자 중 하나라도 없을 경우 잎이 말라가는 황화현상이 빨라지고 활성산소가 정상 식물보다 급격히 증가하면서 조기 노화 상태를 보인다는 사실을 확인했다. 황대희 부단장은 “식물 노화에 관련된 다양한 유전자들이 시간 변화에 따라 어떻게 네트워크를 구성하고 노화 속도를 조절하는지에 대해 알게 됨에 따라 노화를 늦추거나 촉진시키는 방법을 개발하는 데 도움이 될 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

영양 부족에 사춘기 성장 멈춰 대중매체들에서 날씬한 몸매의 연예인들이 주목받으면서 청소년들 사이에서도 마른 몸매를 갖기 위해 다이어트를 하는 경우가 많다. 그렇지만 한창 커야 할 사춘기 청소년들이 무리하게 다이어트를 할 경우 성장 장애가 나타날 수 있다는 연구결과가 발표돼 주목받고 있다. 현서강 중앙대 생명과학과 교수팀이 초파리 유충의 영양상태가 악화될 경우 성호르몬이 증가돼 성장 관련 호르몬을 억제하면서 신체 성장속도가 늦춰진다는 사실을 규명했다고 24일 밝혔다. 이번 연구결과는 미국국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’ 21일자에 실렸다. 사람들뿐만 아니라 생물체 대부분이 유년기 급격한 성장을 위해서는 많은 에너지원이 필요하기 때문에 영양분 공급이 제한될 경우 개체 성장에 큰 영향을 미친다는 것은 잘 알려져 있다. 그렇지만 어떤 분자유전학적 과정을 거치는지에 대해서는 정확히 밝혀진 바 없다. 연구팀은 사람과 비슷한 성장 과정을 거치는 초파리를 이용해 성장과 영양상태의 상관관계를 실험했다. 초파리는 청소년기에 해당하는 유충 때 신체가 급격히 성장하다가 사춘기 후반부터 성장 속도가 서서히 늦춰진다. 연구팀은 사람의 사춘기와 같은 제3령기에 접어든 초파리 유충에게 영양분 공급을 제한했다. 그 결과 체내에 성호르몬인 엑다이손이 증가했고, 엑다이손이 증가하면서 인슐린 성장인자를 억제하는 호르몬 양이 늘어나는 것을 발견했다. 인슐린 성장 신호가 억제되면서 초파리의 신체 성장속도는 느려져 정상적으로 영양분을 공급받은 초파리들보다 크기가 작은 상태로 성충이 되는 것을 확인했다. 연구팀은 앞서 2012년 초파리 실험을 통해 성호르몬이 몸의 크기를 조절한다는 사실을 밝혀내기도 했다. 현 교수는 “이번 연구는 사춘기 시기 영양 부족이 성호르몬과 성장호르몬 신호를 변화시키는 과정을 처음으로 규명한 것”이라며 “사춘기 성장 장애에 대한 새로운 치료 및 예방법을 개발하는 데 도움을 줄 것으로 기대한다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

●대장균 이용해 60종 나노재료 합성 카이스트 생명화학공학과 이상엽 특훈교수와 중앙대 화학과 박태정 교수 공동연구팀은 기존 물리적, 화학적 방법으로 합성할 수 없는 새로운 나노재료를 대장균을 이용해 생물학적으로 합성하는 데 성공하고 미국 국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’ 22일자에 발표했다. 연구팀은 유전자 재조합 대장균을 이용해 주기율표에 나와 있는 35개 원소로 이뤄진 60가지의 다양한 나노재료를 친환경적으로 합성할 수 있는 기술을 개발했다. 이번에 합성된 60종의 나노재료들은 입자, 막대, 판상형 등 다양한 모양을 가지고 있다. ●분자 단위 물질 비추는 나노등대 연세대 전기전자공학과 김동현 교수팀은 일반 광학현미경에 장착해 분자 단위의 생체물질을 보다 명확히 관찰할 수 있도록 해 주는 나노등대 기술을 개발했다. 이번 연구결과는 광학 분야 국제학술지 ‘어드밴스드 옵티컬 머티리얼스’ 22일자 표지논문으로 실렸다. 연구팀은 현미경에 금속 나노칩을 부착해 등대처럼 거의 모든 부분에 빛을 쪼일 수 있는 다채널 광변조 시스템을 만들었다. 특히 이번 기술은 연구실에서 흔히 사용하는 일반 현미경에 쉽게 접합시킬 수 있기 때문에 바이러스나 단백질은 물론 특정 세포 안에서 움직이는 단분자들을 손쉽게 관찰할 수 있게 해 준다.

기계장치에 있어서 모터와 배터리는 핵심 장치이다. 그런데 미국 연구진이 모터와 배터리 없이 물에서 움직이는 신기한 로봇을 개발해 화제다.스위스 취리히연방공과대(ETH) 기계및공정공학과, 미국 캘리포니아공과대(칼텍) 공학및응용과학부 공동연구팀이 구동장치와 전원공급 장치 없이 온도 변화로만 움직일 수 있는 로봇 장치를 개발했다고 17일 밝혔다. 이번 연구결과는 미국 국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’15일자(현지시간)에 실렸다. 이번에 만들어진 구동장치 없이 움직이는 로봇은 세계 최초로 만들어진 것으로 기존 로봇이라는 개념의 기계장치를 뛰어넘은 신소재와 로봇의 경계에 놓여있다는 평가다. 연구팀은 차가울 때는 휘어지고 따뜻할 때는 늘어나는 일종의 형상기억 고분자 재료를 만들어 활용했다. 연구팀은 형상기억 고분자 조각의 두께를 달리해 보트의 노처럼 만들어 로봇 양쪽에 배열시켰다. 이렇게 만든 ‘수영 로봇’을 따뜻한 물에 넣으면 고분자 조각이 차례로 늘어나면서 노를 저어 앞으로 움직이게 만들어 준다. 고분자 조각이 두꺼울수록 온도 변화를 감지하는데 시간이 오래걸린다는 원리를 활용해 로봇이 움직이는 속도나 방향을 조정할 수 있게 했다. 현재로서는 물의 온도가 일정한 곳에서는 작동 시간에 한계가 있어 움직이다가 멈춰버릴 수 있다는 단점이 있다. 이 때문에 연구팀은 로봇 몸통에 신호를 전송하고 작동을 제어할 수 있는 일종의 논리연산칩을 장착해 온도 변화를 로봇 스스로 제어해 작동하는 연구를 진행하고 있다. 키아라 다라이오 칼텍 교수는 “이번 연구는 환경의 변화에 따라 달라지고 변형되는 재료를 사용해 로봇을 제어하고 추진할 수 있음을 보여주고 있다”라며 “온도 뿐만 아니라 염분이나 산도(pH) 같은 다른 환경적 요인에 따라 움직이는 기술도 개발 중”라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

많은 사람들이 사회적 관계에서 나타나는 갈등은 사회적 지위나 경제적 능력 등이 서로 다른 경우 나타난다고 알고 있다. 그렇지만 국내 연구자가 포함된 국제공동연구팀이 상식과는 달리 사회적 지위와 정체성이 비슷할 경우 폭력적이고 파국적인 갈등 현상이 나타난다는 사실을 밝혀내 주목받고 있다.카이스트 문화기술대학원 이원재 교수, 독일 베를린 유럽기술경영대(ESMT) 매튜 보트너 교수, 프랑스 인시아드MBA 헤닝 피준카 교수, 미국 재부무 리처드 하인즈 박사 공동연구팀은 국제자동차연맹에서 여는 세계 최고 자동차경주대회 ‘포뮬러 원’(F1) 경기 데이터 45년치를 분석해 사회적 지위와 정체성이 비슷할수록 갈등이 더 많이 발생한다는 것을 확인했다고 19일 밝혔다. 이번 연구는 미국 국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’ 최신호에 실렸다. 지금까지 사회적 관계와 갈등에 대한 연구들은 제한된 인간 집단이나 실험실이라는 조건화된 환경에서 이뤄진 동물실험을 바탕으로 한 뇌과학이나 생화학적 지표로만 이뤄졌다. 그렇지만 이번 연구는 스포츠경기에서 나타난 실제 갈등 구조를 분석했다는데 관심을 끌고 있다. 연구팀은 회사나 조직에서 경쟁관계나 우위에 관한 객관적인 데이터는 구하기 쉽지 않지만 스포츠 경기는 종속변수인 선수의 성과가 객관적으로 기록된다는데 착안해 F1 자료를 선택했다. 연구팀은 지난 45년 동안 이뤄진 F1 경기에 출전했던 355명 사이에서 발생한 506회의 충돌 사고 데이터를 분석했다. 우선 순위, 날씨 같은 객관적인 성과지표와 함께 선수간 우열 관계를 토대로 선수별, 시즌별로 프로파일을 구성했다. 그 결과 선수간 나이와 실력 같은 프로파일이 유사할 때 충돌사고를 일으킬 가능성이 높다는 사실을 확인했다. 그리고 흐린 날보다는 날씨가 맑은 날 갈등 현상은 더 커지는 것으로 확인됐다. 상호 경쟁관계에서 우위가 확실히 구분되지 않을 경우 개인들은 자신의 정체성에 혼란을 느끼게 돼 실력이 월등한 사람에게는 지더라도 본인과 비슷한 상대에게는 반드시 이기겠다는 생각 때문에 심각한 갈등 상황이 연출된다고 연구팀은 설명했다. 이원재 카이스트 교수는 “이번 연구 결과는 경쟁이 일상화된 시장이나 조직에도 적용이 가능하다”라며 “조직 내에서 극한의 갈등이 발생할 수 있는 사회구조적 조건을 밝혀냄으로써 갈등으로 인한 사고 방지를 위한 제도와 체계 설계에 방향을 제시할 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

플라스틱을 분해하도록 생물학적으로 제어한 효소가 재활용 쓰레기 대란에 혁명을 불러일으킬지도 모르겠다. 영국 포츠머스대와 미국 국립재생에너지연구소 공동 연구진이 2년 전 일본의 한 플라스틱 재처리 공장에서 발견된 플라스틱을 먹는 박테리아의 구조 등을 연구하던 끝에 우연히 플라스틱을 분해하는 더욱 강력한 효소를 만들어냈다. 특히 이 변이 효소는 레토르 음식이나 생수 등 식품과 음료 포장에 쓰이는 가장 인기있는 플라스틱인 폴리에틸렌 테레프타레이트(PET, 이하 페트)를 단 며칠 만에 원래의 화학 물질로 분해하는 것으로 나타났다. 이는 이 효소를 이용하면 폐기물 발생뿐만 아니라 플라스틱 제조에 쓰이는 원유 사용을 줄일 수 있다는 것이다. 현재 대부분의 재활용 공정에서 플라스틱 페트병은 재활용하면 품질이 떨어져 제조업체들은 원유에서 나온 새로운 페트를 사용하길 선호한다. 물론 재활용된 r페트(rPET)로 품질 좋은 제품을 제조하는 기술은 아직까지 없다. 따라서 가치가 떨어진 r페트는 플리스(양털 같이 부드러운 직물)로 만든 의료나 카펫같은 저품질의 제품으로 재활용되다가 결국 매립지로 보내진다. 연구를 이끈 존 매기언 포츠머스대 교수는 “우리 효소는 플라스틱을 원래 재료로 분해하는 것”이라면서 “이는 진정한 순환 과정”이라고 설명했다. 페트 분해 효소는 플라스틱을 초기 화학 물질로 분해하기 위해 특별히 고안된 효소다. 이는 재활용 플라스틱을 최고 등급의 플라스틱으로 다시 만들 수 있음을 뜻한다. 이번 연구 논문을 분석한 호주 로열 멜버른 공과대의 올리버 존스 박사는 “효소는 독성이 없고 생분해성이며 미생물에 의해 대량으로 생성될 수 있다. 이 논문은 가장 흔히 쓰이는 플라스틱을 효소 기술로 분해해 쓰레기 문제를 해결하는 데 도움이 될 수 있음을 보여준다”고 말했다. 한편 이번 연구 결과는 국제 학술지 미국국립과학원회보(PNAS) 최신호에 실렸다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

시대별 미국인 고정관념 확인 女 수식어 ‘연약한’ 男 ‘수완 좋은’ ‘테러’ ‘폭력’ 이슬람 연관 단어로 2016년 세계경제포럼(WEF)에서 화두로 던져진 ‘4차 산업혁명’에 대해 전문가들은 ‘컴퓨터, 디지털 혁명을 기반으로 모든 것이 연결되는 지능사회로의 진화’라고 설명하고 있다. 사이버 가상 세계와 물리적 현실이 네트워크로 연결되는 지능사회의 핵심은 인공지능(AI)이다.4차 산업혁명의 중심에 서 있는 인공지능 기술이 상상 밖 속도로 발전하면서 일부에서는 인류 문명에 심각한 위협이 될 것이라는 우려를 표하고 있다. 얼마 전에는 인공지능을 연구하는 외국 학자들이 카이스트에 공개서한을 보냈다. 지난 2월 카이스트와 민간기업이 발족시킨 ‘국방 AI 융합연구센터’에서 영화 ‘터미네이터’에 등장하는 킬러로봇을 개발할 수 있다고 지적하고 나선 것이다. 총장이 적극 해명에 나섬으로써 일단락되기는 했지만 인공지능 활용 가능성이 다양해지면서 전문가와 일반인들의 우려가 커지고 있음을 보여 주는 단면이라고 할 수 있다. AI 장착 킬러 로봇의 등장은 먼 미래 이야기일 수 있겠지만 현재 인공지능은 연구자들이 대량의 데이터를 빠르게 처리할 수 있는 좋은 수단으로 자리매김하고 있다.미국 스탠퍼드대 전기공학과, 역사학과, 컴퓨터공학과, 언어학과, 바이오메디컬 데이터과학과 공동연구팀이 미국 국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’ 3일자에 발표한 논문도 인공지능을 활용한 독특한 연구성과이다. 연구팀은 계량언어학적 방법으로 20세기에 미국에서 발행된 책과 논문, 뉴스들을 분석해 여성과 소수 인종에 대한 미국인들의 고정관념(stereotype)과 태도를 분석했다. 이번 연구에는 스탠퍼드대에서 가장 인기 있는 교양강의 ‘음식의 언어’를 가르치는 계량언어학자 댄 주래프스키 교수도 참여했다. 주래프스키 교수를 포함한 연구팀은 컴퓨터가 대용량 데이터를 분석하고 특정 패턴을 자동으로 찾을 수 있는 심화학습(딥러닝) 알고리즘을 설계했다. 연구팀은 구글 북스, 구글 뉴스 데이터셋, 뉴욕타임스 데이터베이스를 바탕으로 1910년대부터 2005년까지 100년 가까이 발행된 인쇄매체에 등장한 1000억개의 단어를 분석했다. 디지털화되지 않은 20세기 초·중반 인쇄물들을 분석하기 위해 지금까지는 많은 연구자들이 오랜 시간에 걸쳐 마이크로필름을 일일이 읽어보면서 문장과 단어를 찾아 분석해야 했다. 이제는 AI 덕분에 연구자가 원하는 문장이나 단어를 오류 없이 빠른 속도로 찾을 수 있게 됐다. 연구팀은 남성과 여성, 그리고 히스패닉과 아시아인 같은 소수인종을 수식하는 단어들을 찾았다. ‘감정적인’ ‘섬세한’ 등의 단어가 남성보다는 여성을 꾸미는 단어로 많이 등장한다면 이는 해당 시기 미국인의 고정관념이고 인쇄매체에 반복적으로 등장함으로써 편견을 강화시키는 역할을 한다고 봤기 때문이다. 그 결과 20세기 초반에는 여성을 묘사할 때 ‘매력적인’ ‘사랑스러운’ ‘연약한’ 같은 단어들이 주로 쓰였다. ‘수완이 좋은’ ‘똑똑한’ 같은 단어들은 남성들에게만 쓰였지만 시대가 변하면서 중성적인 단어로 변했다는 사실을 확인했다. 또 1910년대에는 주로 감정적인 부분에 초점을 맞춰 여성을 묘사했지만 1990년대를 거쳐 21세기가 가까워 오면서는 외적이고 육체적인 매력을 강조하는 단어로 여성을 표현했다고 연구팀은 설명했다. 아시아인에 대해서는 20세기 초·중반까지만 해도 ‘이방인’에게 갖는 부정적인 고정관념이 강했지만 1950년대 이후 아시아 이민자들이 늘어나기 시작하면서 긍정적인 단어들도 쓰이기 시작했다. 한편 1993년 뉴욕 세계무역센터 차량 폭탄 테러와 2001년 9·11테러를 거치면서 신문과 잡지, 책에서 테러리즘을 연상시키는 폭탄, 테러, 폭력이라는 단어와 이슬람, 모스크 등이 연관 단어로 등장했고 이 때문에 미국인들에게 ‘이슬람=테러’라는 편견을 강화시켰다고 연구팀은 분석했다. 주래프스키 교수는 “이번 연구에서도 알 수 있듯이 인공지능과 계량언어학은 문헌의 전승 과정, 방언을 비롯한 언어의 변화를 빠르게 분석해 줘 사회 변화를 시간적, 공간적으로 쉽게 이해할 수 있도록 해 준다”고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

‘최초의 인류‘로 알려졌던 ’루시’(Lucy)보다 120만년이 빠른 440만 년 전에 아프리카 밀림지대에서 살았던 것으로 추정되는 ‘아디'(Ardi, 학명 아디피테쿠스 라미두스)와 관련해 새로운 사실이 밝혀졌다. 아디는 1992년 아프리카 이디오피아에서 발견된 원인 화석으로, 지난 수 십 년동안 전문가들이 방사선 동위원소 측정 등 다양한 연구 분석 작업을 통해 인류의 최초 조상에 대해 연구해 왔다. 아디는 주로 나무 위에서 생활했으며, 땅에 내려와서는 완전한 직립보행이 가능했다. 즉 나무에서는 고릴라나 침팬지 같은 유인원과 같았고, 땅에서는 직립보행이 가능한 인류였던 것. 키 120cm, 몸무게 50kg으로 추정되는 아디의 화석은 그 이후에 발견된 침팬지 화석에 비해 두개골과 이의 크기가 작아 여성으로 추정됐다. 긴 팔은 침팬지와 비슷하지만 완전한 직립보행이 가능해 유인원에서 인류로 진화하는 단계를 보여주는 중요한 자료로 평가받았다. 다만 아디가 어떻게 나무 위와 땅에서 자유자재로 움직일 수 있었는지에 대해서는 여전히 의문점으로 남아있었는데, 최근 뉴욕시립대학 연구진은 아디의 화석을 자세히 분석한 결과 아디의 골반 아랫부분이 인류의 골반보다 길이가 더 긴 것을 확인했다. 연구진은 인류보다 더 긴 골반이 아디를 직립 보행할 수 있게 하는 동시에, 인간보다 훨씬 발달한 엉덩이가 유인원처럼 나무에도 오를 수 있는 가장 강력한 힘을 준 것으로 추측했다. 이러한 구조는 현존하는 유인원이나 인류에게서는 찾아볼 수 없는 구조다. 최초의 인류로 알려졌던 루시에게서도 이러한 신체 구조는 찾아볼 수 없다. 루시는 320만년 전 살았던, 직립보행에 적응한 발을 가진 원시인류인데, 그럼에도 불구하고 신체구조상 땅에서의 직립보행보다는 나무를 타는 것에 더 익숙했다는 사실이 과거 연구를 통해 밝혀진 바 있다. 연구를 이끈 헤르만 폰처 박사는 사이언스뉴스와 한 인터뷰에서 “아디의 위쪽 골반이 아래쪽 골반의 뒤쪽에 위치해 있는데, 이는 인간처럼 다리와 허리를 쭉 펴고 걷는데 도움이 됐다”면서 “이러한 골반 구조는 인류의 다른 초기 조상이나 유인원과 다르며, 길이도 인간보다 길어서 나무를 타는 것과 직립 자세를 갖추는 것이 모두 가능했던 것으로 보인다”고 설명했다. 자세한 연구결과는 미국국립과학원회보(PNAS) 2일자 최신호에 실렸다. 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

2015년 봄 전국을 공포에 빠뜨린 메르스(중동호흡기증후군)와 2015~2016년 북미와 남미지역을 강타한 지카바이러스는 본래 지역 토착 질병이었지만 비행기를 통해 다른 지역으로 확산됐다.전 세계적으로 연간 30억명 이상이 비행기를 이용하면서 특정 지역의 토착 질병이 다른 지역으로 확산될 가능성도 높아지고 있다. 그렇다면 비행기를 탔을 때 바이러스에 노출되지 않기 위해서는 어디에 앉는 것이 좋을까. 미국 에모리대 간호대, 생물통계학 및 생물정보학과, 수학 및 컴퓨터과학과, 조지아공대 수학부, 보잉사 항공건강연구팀 공동연구진은 기내에서 바이러스 같은 병원균에 노출되지 않으려면 창가 쪽에 앉는 게 좋다는 연구 결과를 발표해 화제다. 이번 연구 결과는 미국 국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’ 19일자에 실렸다. 연구팀은 애틀랜타에서 출발해 3시간 31분~5시간 13분 정도 비행하는 항공기 10편에 나눠 탔다. 연구팀은 또 이코노미석에서 승객과 승무원 움직임을 정밀하게 태블릿PC에 기록하고 과거 기내에서 바이러스가 확산된 사례를 적용해 최악의 시나리오를 만든 뒤 이를 분석했다. 그 결과 1명의 환자는 0.7명의 새로운 환자를 만들어 낼 수 있으며 바이러스에 감염된 승무원은 4.6명을 추가 전염시킬 수 있다고 예측했다. 연구팀은 특히 사람들이 오가는 통로와 떨어져 있는 창가 쪽 좌석에 앉거나 화장실 사용을 최소화하는 한편 승무원과의 접촉을 줄이는 게 기내 전염을 막는 최선의 방법이라고 조언했다. 이와 관련, 생물통계학자들은 “기내 바이러스 확산에 대해 새로운 분석방법을 제시한 것은 훌륭하지만 단지 수학적 시뮬레이션에 불과해 역학적으로는 시사점이 크지 않다”고 평가했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

스크럽·치약 속 미세플라스틱 바닷새·굴·새우 체내에 저장 에비앙 등 유명 생수 93% 검출1868년 미국의 발명가 존 웨슬리 하이엇이 값비싼 상아 당구공을 대신하기 위해 발명한 셀룰로이드는 세계 최초로 만들어진 플라스틱이다. 처음엔 당구공 제조에나 사용됐으나 1906년 벨기에 출신 미국 화학자 리오 핸드릭 베이클랜드가 페놀계 합성수지 베이클라이트를 개발하며 본격적인 플라스틱 세상이 열렸다.철이나 유리보다 저렴하게 만들 수 있고 유연하며 탄력성도 있고 강도와 내구성은 물론 투명도까지 조절할 수 있게 되면서 다양한 분야에서 유리, 나무, 철, 섬유 대신 플라스틱을 사용하게 됐다.문제는 분해가 쉽지 않기 때문에 한 번 만들어 낸 플라스틱은 어딘가에 남아 심각한 환경오염 원인이 되고 있다는 점이다. 실제로 태평양에는 바다로 모여든 플라스틱 쓰레기들로 거대한 섬을 이뤄 떠다니고 있는 것이 인공위성을 통해 관측되기도 했다. 2015년 호주 연방과학원, 뉴사우스웨일스대, 영국 임페리얼칼리지런던대 공동연구팀은 135종의 바닷새를 대상으로 컴퓨터 시뮬레이션을 한 결과 바닷새의 90% 이상이 플라스틱을 먹이로 착각하고 있다는 연구 결과를 미국국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’에 발표했다. 플라스틱 조각들을 먹이로 착각하고 삼켜 위와 내장 속에 쌓여 고통을 겪다가 죽은 바닷새의 사진이 함께 공개돼 충격을 주기도 했다. 연구팀은 1960년대 초반까지만 해도 플라스틱을 먹이로 착각해 삼키는 바닷새들은 전체 개체 중 5%에 불과했지만 2010년에는 80%, 2050년이 되면 99%에 가까운 바닷새들이 플라스틱을 먹게 될 것이라는 우울한 예측을 내놓기도 했다. 미국 캘리포니아 샌타바버라대 롤랜드 게이어 교수는 “현재 인류가 매년 배출하는 플라스틱 쓰레기는 너무 많아 육지는 물론 바다까지 지구 전체를 되돌릴 수 없을 정도로 오염시키고 있다”고 강조했다. 최근 환경오염의 새로운 골칫거리로 부상하고 있는 것은 마이크로비드(microbead)라고도 불리는 미세플라스틱이다. 피부 각질을 제거하기 위해 사용하는 스크럽 제품이나 치석을 제거하는 데 효과적인 치약을 보면 푸른색이나 붉은색으로 된 작고 까끌까끌한 알갱이가 있는데 그것이 미세플라스틱이다. 미세플라스틱은 크기가 5㎜ 이하로 하수처리 과정에서 걸리지지 않아 하수구를 통해 그대로 강과 바다로 흘러 들어가기 때문에 문제가 되는 것이다. 바다로 흘러 들어간 미세플라스틱은 바닷새는 물론 물고기들이 먹이로 착각해 먹게 된다. 뿐만 아니라 미역이나 김 같은 해조류, 산호초, 굴 같은 어패류들도 플라스틱을 삼켜 멸종에 이르게 될 가능성이 커진다는 연구 결과가 나오기도 했다. 프랑스 국립해양연구소 아르노 후베 박사팀은 미세플라스틱이 가득한 물에 굴을 키우는 실험을 한 결과 굴의 난세포가 정상보다 35%가 줄었고 정자의 활동 빈도도 23% 가까이 느려지는 한편 굴의 성장 속도가 느려진다는 사실도 확인했다. 호주 연구진이 남극새우라고도 불리는 크릴새우가 바다로 흘러 들어간 미세플라스틱을 삼키고 체내에서 저장한다는 사실을 확인하고 이 같은 연구 결과를 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션스’의 지난 8일자에 발표했다. 크릴새우는 많은 해양 동물들이 즐겨 먹는 먹잇감이기 때문에 먹이사슬을 타고 결국 사람들의 밥상 위까지 올라올 수 있다고 연구팀은 지적했다. 지난 14일에는 미국 프레도니아 뉴욕주립대 연구팀이 ‘오브 미디어’라는 비영리단체 의뢰를 받아 미국, 멕시코, 중국 등 9개국 11개 브랜드 생수를 259병씩 조사한 결과 에비앙, 퓨어라이프 같은 유명 제품을 포함한 93%에서 미세플라스틱이 검출됐다는 조사 결과를 발표했다. 이에 세계보건기구(WHO)가 위해성에 대한 조사를 하겠다고 밝히기도 했다. 이에 앞서 지난해 미국 연구팀은 전 세계 수돗물 83%에 미세플라스틱이 포함돼 있다는 연구 결과를 발표해 충격을 주기도 했다. 해양 과학자들은 “플라스틱을 만드는 재료나 과정을 고려해 미세플라스틱이 인체에 어떤 영향을 미칠지에 대한 구체적인 연구가 없는 상태”라면서도 “환경에 미치는 영향은 명백한 만큼 미세플라스틱 사용을 자제해야 할 필요는 있다”고 입을 모으고 있다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

고대 마야문명 때 마야인들이 개와 같은 동물을 무역의 수단으로 삼았다는 사실이 연구를 통해 밝혀졌다. 스미소니언 열대연구소(Smithsonian Tropical Research Institute) 연구진은 2500년 전 마야문명 당시 마야인들은 개나 다른 동물들을 무역의 수단으로 삼았으며, 이는 종교적인 의식을 위해서였을 가능성이 높다고 밝혔다. 연구진은 고대 마야 도시 중 한 곳인 과테말라의 세이발에서 동물의 화석을 발견하고 동위원소연대측정법을 이용해 동물의 생존 시기를 추정했다. 그 결과 해당 동물의 뼈와 치아 화석은 마야 중기 시대인 기원전 700~350년 당시의 것으로 밝혀졌다. 또 이 동물들은 주로 풀이나 옥수수 등을 먹었으며, 연구진은 이 같은 결과를 토대로 고대 마야인들이 현대의 애완동물이나 가축처럼 동물에게 먹이를 주며 사육했던 것으로 보인다고 밝혔다. 특히 이번 연구는 마야인들이 개를 물물교역과 같은 무역의 수단으로 삼았다는 증거를 최초로 발견했다는 점에서 학계의 관심을 받았다. 연구진은 크고 깊은 구덩이에서 개 두 마리의 턱뼈를 발견했는데, 여기에서 서로 각기 다른 토양 성분의 탄소동위원소가 발견됐다. 연구진은 “각기 다른 지역에 살았던 개가 한 곳에서 발견됐다는 사실은 개의 서식지가 옮겨졌다는 것을 의미한다”며 이것이 고대 마야인들의 동물거래를 의미한다고 설명했다. 또 애초 마야인들에게 개는 단순히 ‘식량’으로 활용됐을 것이라는 주장이 지배적이었지만, 이번 연구를 통해 각기 다른 종(種)의 개 흔적이 발견됐으며 이는 ‘먹기 위한’ 개와 ‘사냥용’ 개가 따로 있었음을 의미한다고 덧붙였다. 당시 마야인들이 사육한 동물은 개 하나만은 아니다. 과테말라 정글 속에 있는 마야의 피라미드 인근에서는 재규어 또는 퓨마로 보이는 동물의 흔적이 발견됐다. 연구를 이끈 스미소니언 열대연구소의 애슐리 샤프 박사는 “이번 연구는 고대인들이 동물을 단순한 식량용으로만 키운 것이 아니며 일부는 의식을 치르기 위한 용도로서 활용한 것으로 보인다”면서 “이는 생각보다 훨씬 이전부터 동물이 인류 역사에서 매우 다양한 역할을 해 왔다는 것을 의미한다”고 설명했다. 자세한 연구결과는 19일 미국 국립과학원회보(PNAS)에 실렸다. 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr