아프리카 코끼리가 서식지 감소와 밀렵 탓에 반세기 만에 70% 이상 감소한 것으로 보인다는 연구 결과가 나왔다. 11일(현지시간) 로이터 통신 등에 따르면, 국제 연구팀은 53년(1964~2016년)간 37개국(475개 지역)에서 실시한 아프리카 코끼리 개체수 조사 데이터를 사용해 이에 속하는 두 종의 코끼리인 사바나 코끼리와 숲 코끼리 수에 대한 역대 가장 포괄적인 평가를 이날 발표했다. 이 연구는 대부분 조사 장소 면적이 시간이 지남에 따라 변경됐다는 점에서 현장 개체수가 아니라 밀집도를 모델링하는 방식으로 이뤄졌다. 그 결과, 사바나 코끼리와 숲 코끼리 개체수는 조사 지역에서 각각 70%, 90% 감소한 것으로 나타났다. 이를 합치면 77% 줄어들었다는 것이다. 이와 별도로 환경 단체들이 추청한 아프리카 코끼리 개체수는 연구 마지막 해인 2016년 당시 41만5000~54만 마리였다. 이들 코끼리가 감소한 주요 원인으로는 밀렵과 서식지 감소가 꼽혔다. 밀렵은 중국 등 일부 아시아 국가의 상아 수요 탓이고, 서식지 감소는 농경지 확대가 가장 큰 요인이었다. 흥미로운 점은 아프리카 코끼리 개체수의 감소가 대륙 전체에서 균일하게 나타나지 않았다는 것이다. 일부 지역에선 완전히 사라지기도 했지만, 또 다른 지역에서는 보호 노력 덕에 빠른 회복세를 보였다. 말리와 차드, 나이지리아 등 아프리카 북부 사헬 지역의 코끼리들이 특히 타격을 입었지만, 보츠와나와 짐바브웨, 나미비아 등 아프리카 남부의 코끼리 수는 오히려 42% 늘었다. 이는 정부와 외부 단체들의 적극적인 개입과 관리 덕분이라고 연구팀은 지적했다. 연구 저자 중 한 명으로 코끼리 보호단체 ‘세이브 더 엘리펀트’의 과학위원회 의장이자 미 콜로라도주립대 야생동물보존학과 교수인 조지 위테마이어 박사는 “(아프리카 코끼리의) 많은 개체군이 지속적인 압박에 직면해 있다. 앞으로 더 많은 개체수를 잃을 가능성이 크다”면서 “우리가 이룬 성공을 인식하고 계속 발전시켜나가는 것이 중요하다”고 말했다. 그는 이어 “코끼리 보호 방법을 배우는 것은 코끼리가 겪은 쇠퇴의 심각성을 인식하는 것만큼이나 중요하다”고 덧붙였다. 자세한 연구 결과는 미국 국립과학원 회보(PNAS) 11일자에 실렸다.

코로나19 팬데믹 시대를 지나면서 플라스틱 폐기물이 급증해 전 세계가 골머리를 앓고 있다. 분해되지 않는 플라스틱 때문에 생태계에 악영향을 끼칠 것이 분명하기 때문이다. 이런 가운데, 국내 연구진이 기존 페트병을 대체할 생분해 플라스틱을 미생물로 만드는 방법을 개발해 주목받고 있다. 카이스트 생명화학공학과 이상엽 특훈교수팀은 시스템 대사공학으로 페트병 대체 유사 방향족 폴리에스터 단량체를 고효율로 생산할 수 있는 미생물 균주 개발에 성공했다고 7일 밝혔다. 이 연구 결과는 미국 국립과학원에서 발행하는 국제 학술지 ‘PNAS’에 실렸다. 유사 방향족 다이카복실산은 고분자로 방향족 폴리에스터(PET·페트)보다 물성이 좋고 생분해성이 높아 친환경 고분자 단량체로 주목받고 있다. 문제는 화학 합성할 경우 생산 수율이 낮고 복잡한 반응조건이 필요하며, 유해 폐기물이 만들어진다는 점이다. 이에 연구팀은 대사 물질의 생산경로를 조작해 목적하는 물질 생산을 최적화하는 대사공학과 시스템생물학, 합성생물학, 진화공법 등을 융합해 미생물 대사를 재설계해 목표하는 화학물질을 대량생산할 수 있는 시스템 대사공학을 활용했다. 연구팀은 아미노산 생산에 주로 사용되는 세균인 코리네박테리움에서 ‘2-피론-4,6-다이카복실산’과 피리딘 다이카복실산 4종(2,3-, 2,4-, 2,5-, 2,6-피리딘 다이카복실산)을 포함한 5종 유사 방향족 다이카복실산을 고효율로 생산하는 미생물 균주를 개발했다. 그 결과, 2,4-, 2,5-, 2,6-피리딘 다이카복실산을 세계 최고 농도로 생산하는 데 성공했다. 특히 2,4-, 2,5-피리딘 다이카복실산은 기존에 극미량(㎎/ℓ) 생산되던 것을 g/ℓ 규모로 생산할 수 있게 됐다. 실제로 미생물을 이용해 2-피론-4,6-다이카복실산은 76.17g/ℓ을 생산했고, 3종의 피리딘 다이카복실산 생산 대사회로를 신규 발굴 및 구축해 2.79g/ℓ의 2,3-피리딘 다이카복실산, 0.49g/ℓ의 2,4-피리딘 다이카복실산, 1.42g/ℓ의 2,5-피리딘 다이카복실산을 생산하는 데 성공했다. 또, 2,6-피리딘 다이카복실산은 15.01g/ℓ을 생산할 수 있게 됐다. 연구를 이끈 이상엽 특훈교수는 “이번 연구는 미생물을 기반으로 유사 방향족 폴리에스터 단량체를 고효율로 생산하는 친환경 기술을 개발했다는 점에 의의가 있다”며 “이번에 활용한 방법은 다양한 폴리에스터 생산 산업공정으로의 응용이 기대되며, 유사 방향족 폴리에스터 생산에 관한 연구에도 적극 활용될 수 있을 것”이라고 말했다.

서기 79년 8월 24일, 고대 로마의 도시 폼페이는 베수비오 화산 폭발로 15분 만에 도시 전체가 화산재에 묻혔다. 순식간에 덮친 재앙으로 인해 도시 전체가 그대로 화석으로 변해 당시 환경을 엿보는 창이 되기도 한다. 중국 랴오닝성 차오양시에 있는 중생대 백악기에 해당하는 약 1억 2000만~1억 3000만 년 전에 형성된 지층인 ‘익시안 층’(Yixian Formation)은 마치 폼페이처럼 공룡을 비롯한 생물체가 그대로 보존된 고생물학적 보고다. 익시안 층에는 공룡, 새, 포유류, 곤충, 거북이, 개구리 등 다양한 생물체가 내부 장기, 깃털, 비늘, 털, 위 속 내용물까지 거의 완벽한 형태로 보존돼 있다. 여기서는 세계 최초로 비(非) 조류 깃털 공룡이 거의 완벽하게 보존돼 과학자들이 공룡 깃털을 파악하는 등 고생물학 혁신을 가져온 발견들이 많았다. 화석이 이렇게 완벽하게 보존된 이유에 대해 지금까지는 폼페이의 베수비오 화산처럼 갑작스러운 화산 폭발로 인한 매몰 때문으로 추정했다. 그래서 익시안 층을 ‘중국의 폼페이’로 부르기도 했다. 그런데, 남아프리카공화국 비트바테르스란트대 지구과학부, 미국 프린스턴대 지구과학부, 컬럼비아대 라몬-도허티 지구 관측대, 중국 난징 지리학·고생물학 연구소, 베이징 척추동물 고생물학·고인류학 연구소 공동 연구팀은 폼페이 아이디어는 매력적이지만, 사실은 굴이 무너지는 것 같은 더 평범한 사건이나 비가 많이 오는 동안 쌓인 퇴적물 때문에 보존될 수 있었다고 추정했다. 이 연구 결과는 미국 국립과학원에서 발행하는 국제 학술지 ‘PNAS’ 11월 5일 자에 실렸다. 익시안 층 화석은 두 종류로 나눌 수 있다. 주로 육상 퇴적물에서 발견된 완전하게 연결된 3차원(3D) 골격 화석과 호수 퇴적물에서 발견된 연조직까지 포함된 화석이다. 화석 자체와 화석 발굴지 주변 암석에서 채취한 지르콘 미세 입자를 분석했다. 방사성 우라늄과 납의 비율을 측정했으며 ‘화학적 마모 동위원소 희석 열 이온화 질량 분석법’(CA-ID-TIMS)이라는 정밀 측정법으로 연대를 측정했다. 그 결과, 화석과 주변 물질은 공통으로 1억 2500만 년 전으로 연대 측정됐으며, 화석 형성 기간은 9만 3000년 이하의 짧은 기간으로 분석됐다. 추가 계산에 따르면, 당시는 지구 궤도 변화에 의한 환경 변화가 발생한 세 기간에 포함돼 있었고, 기후는 상대적으로 습했던 것으로 나타났다. 이런 이유로 퇴적물이 호수와 육상에서 이전에 생각했던 것보다 훨씬 더 빠르게 축적됐다. 많은 사체가 신속하게 매몰됐고, 부패를 촉진하는 산소가 차단됐다. 이런 차단 효과는 호수에 빠르게 나타나 연조직이 그대로 보존될 수 있었다. 연구팀에 따르면 화산이나 용암, 마그마의 침입 층이 있긴 하지만 폼페이와는 다른 모습이 많았다. 화산폭발로 인한 화쇄류 때문이었다면 열 때문에 깃털, 피부 등은 타버리거나 보존 상태가 좋지 않았을 것이라고 덧붙였다. 또 폼페이 주민들이나 동물들은 화산재가 덮쳤을 때 일반적으로 주먹을 쥐고 구부러진 자세를 보이고 있지만, 익시안 층에 생물들은 많은 경우 팔과 꼬리를 아늑하게 감싸고 있는 모습이어서 죽을 때 잠자고 있었던 것처럼 보이기까지 한다. 그렇기 때문에 동물들이 잠을 자고 있던 굴이 많은 양의 비로 인해 무너지거나, 취약한 지반 상태에서 거대 공룡들이 위를 지나다니다 굴을 무너뜨렸을 가능성도 있다고 연구팀은 추정했다. 연구를 이끈 고생물학자 폴 올슨 컬럼비아대 교수는 “이번 연구는 지난 120년 동안 가장 중요한 공룡 관련 발견일 것이라 할 수 있고, 이번에 밝혀낸 화석 보존 방법은 인간의 중요한 편견을 볼 수도 있다”라며 “보통 어떤 사건을 이해하지 못할 때 평범한 사건에 비범한 원인이나 기적이라는 이야기를 덧붙이지만, 이 화석들을 자세히 분석해 보면 정상적인 조건에서 일어난 일상적 죽음의 한순간을 포착한 것임을 알 수 있다”라고 말했다.

수십억 년 전, 지구에 생명체가 등장하기 훨씬 이전에는 소행성이나 운석, 혜성 같은 천체가 자주 충돌했다. 중생대 백악기 말 지구를 지배하고 있던 공룡들이 순식간에 사라진 것도 지름 10㎞ 정도의 소행성 충돌 때문이라는 것이 정설이다. 그런데 최근 약 32억 6000만년 전 현재 에베레스트산 4개 크기의 소행성이 지구와 충돌하면서 지구 환경을 획기적으로 바꿨다는 연구 결과가 나와 눈길을 끈다. 미국 하버드대 지구·행성과학과, 스탠퍼드대 지구·행성과학과, 해양학과, 스위스 취리히 연방 공과대(ETH) 지구과학과 공동 연구팀은 32억 6000만년 전 ‘S2’라는 천체가 단세포 박테리아와 고세균만 존재했던 지구와 충돌하면서 생명의 진화를 촉발했다고 밝혔다. 이 연구 결과는 미국 국립과학원에서 발행하는 국제 학술지 ‘PNAS’ 10월 22일 자에 실렸다. 연구팀은 에베레스트산 네 개 크기의 운석이 날아들어 지금까지 가장 큰 지상 운석 충돌 지역으로 알려진 남아프리카 바버튼 녹암지대(Barber ton Greenstone Belt)에서 ㎝ 간격으로 암석 표본을 수집한 다음, 퇴적학, 지구화학, 탄소 동위원소 조성을 분석했다. 실제로 S2 충돌은 공룡을 멸종시킨 소행성보다 최대 200배 더 크고, 초속 20㎞로 날아와 지구와 충돌하면서 엄청난 양의 에너지를 방출하고 수천 m 높이의 쓰나미를 유발했으며 지구 전체에 규모 10.8 지진을 일으킨 것으로 알려져 있다. 충돌로 인한 열은 해수면을 끓어오르게 했고, 대기 역시 뜨겁게 가열됐으며, 두꺼운 먼지구름이 발생해 광합성을 중단시킨 것이라고 과학자들은 본다. 분석 결과, 충돌 이후 박테리아는 빠르게 살아났고, 인(P), 철(Fe) 성분을 먹고 사는 단세포 유기체의 개체수가 급증한 것으로 확인됐다. 철 성분은 쓰나미 현상으로 깊은 바다에서 얕은 물로 휩쓸려 올라왔고, 인은 우주 천체에서 직접 전달됐으며 육지에서 풍화와 침식 증가로 공급된 것으로 분석됐다. 연구팀에 따르면 철 대사 박테리아는 짧은 기간이었지만 충돌 직후 번성했는데, 지구 초기 생명 번성을 알려주는 중요한 퍼즐 조각이다. 연구를 이끈 나드야 드라본 하버드대 교수(고지구생태학)는 “바버튼 녹암지대에는 S2를 포함해 최소 8개의 천체 충돌 사건에 대한 증거가 있다”라며 “S2를 비롯한 운석 충돌은 대멸종을 일으키지만, 또 다른 측면에서 본다면 생명에 대한 긍정적 측면을 갖고 있다”라고 말했다. 드라본 교수는 “천체 충돌은 최초의 바다 등장, 대륙의 등장, 판 구조, 생명 진화를 가속한 것으로 보인다”라며 “초기 생명체에 운석의 충돌이 생명이 번성할 수 있게 했을 것”이라고 덧붙였다.

세계적인 미스터리 중 하나인 거대 지상그림(geoglyph)이 페루 남부 사막에서 무더기로 발견됐다. 지난 27일(현지시간) 미국 CNN 등 외신은 페루 고고학자와 일본 연구팀이 페루의 광활한 나스카 사막에서 인공지능(AI)의 도움으로 무려 303개의 나스카 라인을 새롭게 찾아냈다고 보도했다. 지난 1927년 처음 하늘에서 존재가 확인된 거대한 지상그림인 나스카 라인은 태평양과 안데스 산맥 사이에 위치한 나스카 평원 곳곳에 그려져 있다. 고대 나스카인들이 그렸을 것으로 추정되며 원숭이, 도마뱀, 고래 등 동물을 비롯 각종 기하학적 도형까지 현재까지 수백여 개가 발견됐다. 이번에 새롭게 발견된 나스카 라인 역시 주로 야생 동물이 그려져 있는데, 새, 거미, 머리 장식을 한 인간 모양의 인물, 범고래, 식물 등 다양하다. 흥미로운 점은 이번 나스카 라인 발견의 1등 공신이 바로 AI라는 사실이다. 과거에는 광대한 지역을 담은 항공사진을 육안으로 보면서 나스카 라인을 찾아냈으나 최근 몇 년 사이 AI 딥러닝 기술을 통해 인간보다 약 21배 빠르게 지상화를 식별해 낼 수 있다. 실제로 이번에도 AI는 해당 지역에서 4만 7000곳 이상의 잠재적인 장소를 선별했으며, 연구진은 이중 순위를 매겨 가장 가능성이 높은 지역 1309곳을 뽑아냈다. 이 과정을 통해 연구팀은 단 6개월 만의 현장 조사로 총 303개의 나스카 라인을 찾아냈다. 지난 100년 동안 총 430개의 나스카 라인을 발견했다는 점을 고려하면 AI 기술이 얼마나 큰 도움을 줬는지 알 수 있는 대목이다. 연구를 이끈 일본 야마가타대학 사카이 마사토 교수는 “AI 활용은 검색 범위를 좁하는데 필요한 노동량을 줄이는 측면에서 게임체인저”라면서 “상태가 좋은 나스카 라인을 바로 무엇인지 알아볼 수 있었지만 그렇지 않은 경우 자세한 현장조사를 통해 조사했다”고 밝혔다. 이어 “아직도 가능성 높은 후보지 968곳을 조사하지 못해 앞으로 최소 248개가 더 발견될 수 있을 것”이라고 덧붙였다. 한편 고대인들이 왜 하늘에서 봐야 제대로 모습이 보이는 나스카 라인을 만들었는지는 여전히 미스터리로 남아있다. 이 때문에 달력설, 목초지 경계선 심지어 외계인 관련설까지 다양한 추측이 난무하고 있다. 다만 최근들어 고고학자들은 나스카 라인이 종교적 의식을 위해 그려진 것으로 추측하고 있다. 이번 연구결과는 미 국립과학원회보(PNAS) 최신호에 발표됐다.

세계적인 미스터리 중 하나인 거대 지상그림(geoglyph)이 페루 남부 사막에서 무더기로 발견됐다. 지난 27일(현지시간) 미국 CNN 등 외신은 페루 고고학자와 일본 연구팀이 페루의 광활한 나스카 사막에서 인공지능(AI)의 도움으로 무려 303개의 나스카 라인을 새롭게 찾아냈다고 보도했다. 지난 1927년 처음 하늘에서 존재가 확인된 거대한 지상그림인 나스카 라인은 태평양과 안데스 산맥 사이에 위치한 나스카 평원 곳곳에 그려져 있다. 고대 나스카인들이 그렸을 것으로 추정되며 원숭이, 도마뱀, 고래 등 동물을 비롯 각종 기하학적 도형까지 현재까지 수백여 개가 발견됐다. 이번에 새롭게 발견된 나스카 라인 역시 주로 야생 동물이 그려져 있는데, 새, 거미, 머리 장식을 한 인간 모양의 인물, 범고래, 식물 등 다양하다. 흥미로운 점은 이번 나스카 라인 발견의 1등 공신이 바로 AI라는 사실이다. 과거에는 광대한 지역을 담은 항공사진을 육안으로 보면서 나스카 라인을 찾아냈으나 최근 몇 년 사이 AI 딥러닝 기술을 통해 인간보다 약 21배 빠르게 지상화를 식별해 낼 수 있다. 실제로 이번에도 AI는 해당 지역에서 4만 7000곳 이상의 잠재적인 장소를 선별했으며, 연구진은 이중 순위를 매겨 가장 가능성이 높은 지역 1309곳을 뽑아냈다. 이 과정을 통해 연구팀은 단 6개월 만의 현장 조사로 총 303개의 나스카 라인을 찾아냈다. 지난 100년 동안 총 430개의 나스카 라인을 발견했다는 점을 고려하면 AI 기술이 얼마나 큰 도움을 줬는지 알 수 있는 대목이다. 연구를 이끈 일본 야마가타대학 사카이 마사토 교수는 “AI 활용은 검색 범위를 좁하는데 필요한 노동량을 줄이는 측면에서 게임체인저”라면서 “상태가 좋은 나스카 라인을 바로 무엇인지 알아볼 수 있었지만 그렇지 않은 경우 자세한 현장조사를 통해 조사했다”고 밝혔다. 이어 “아직도 가능성 높은 후보지 968곳을 조사하지 못해 앞으로 최소 248개가 더 발견될 수 있을 것”이라고 덧붙였다. 한편 고대인들이 왜 하늘에서 봐야 제대로 모습이 보이는 나스카 라인을 만들었는지는 여전히 미스터리로 남아있다. 이 때문에 달력설, 목초지 경계선 심지어 외계인 관련설까지 다양한 추측이 난무하고 있다. 다만 최근들어 고고학자들은 나스카 라인이 종교적 의식을 위해 그려진 것으로 추측하고 있다. 이번 연구결과는 미 국립과학원회보(PNAS) 최신호에 발표됐다.

코로나19가 한창 유행하던 몇 년 전, 코로나19 바이러스가 여름철 실내 에어컨 바람을 타고 확산할 수 있다는 연구들이 있었다. 이 때문에 실내에서도 마스크 착용은 필수였다. 그런데, 지구 전체를 거대한 닫힌계(Closed system)라고 볼 때, 지구를 둘러싼 대기들이 움직이면서 병원균을 포함한 각종 미생물이 이동할 수 있다는 사실이 확인됐다. 스페인 카탈루냐 고등연구소(ICREA), 바르셀로나 국제 보건연구소, 바르셀로나대 의대 부속병원, 카를로스 3세 보건연구소, 카탈루냐 공과대, 일본 가나자와대 대기·환경연구부, 국립 환경연구소 공동 연구팀은 병원균과 곰팡이를 포함한 다양한 미생물이 대기 흐름을 타고 먼 거리까지 움직인다고 밝혔다. 이 연구 결과는 미국 국립과학원에서 발행하는 국제 학술지 ‘PNAS’ 9월 17일 자에 실렸다. 병원체가 공기 중에는 존재할 수 있지만, 매우 높은 고도에서도 생존할 수 있는지, 그리고 이동이 가능한지는 명확히 밝혀지지 않았다. 이에 연구팀은 고(高)고도에서 미생물 다양성을 확인하는 실험을 계획했다. 연구팀은 일본 도쿄 조후비행장에서 출발해 1000~3000m 상공에서 10회에 걸쳐 공기 조사를 했다. 연구팀은 중국 본토에서 상승한 공기가 도쿄까지 이동할 수 있는 겨울에 실험했고, 에어로졸 표본 22개를 채취해 화학적, 생물학적 조성을 분석했다. 연구팀은 DNA 염기서열 분석을 통해 266종 이상의 곰팡이와 305종의 세균을 확인했다. 이 중 일부는 대장균을 비롯해 여러 종류의 포도상구균 같은 세균, 질병을 유발하는 칸디다, 클라도스포리움 등 곰팡이처럼 병원성을 띠고 있는 것들로 밝혀졌다. 연구팀은 표본들을 실험실에서 배양한 결과, 높은 고도에서도 생존이 충분히 가능할 뿐만 아니라 일반적으로 사용되는 항생제에 내성을 보이기는 것으로 나타났다. 연구팀에 따르면 고고도에서 채취한 표본에는 비료와 농약에서 일반적으로 사용되는 황산아연, 칼륨 같은 특정 원소들과 연관된 것으로 나타났다. 이들 원소의 지문을 추적한 결과 중국의 북동 지역 농경지의 것과 일치한 것으로 조사됐다. 또 연구팀은 지상에서 수집한 표본과 비행기에서 수집한 표본의 미생물 종류와 크기가 거의 일치한다고 밝혔다. 이는 연구팀이 컴퓨터 가상 실험을 통해 살펴본 입자 이동 모델과 같았다. 즉 중국에서 출발한 입자가 약 2000㎞ 떨어진 일본까지 그대로 이동할 수 있다는 설명이다. 연구를 이끈 자비에르 로도 ICREA 교수(대기과학)는 “이번 연구 결과는 다양한 미생물과 병원체가 지구 대기 순환을 통해 먼 거리까지 이동할 수 있음을 보여준다”라며 “지상 환경에서 번식하는 병원체가 인간의 건강에 어떻게 영향을 미칠 수 있는지에 대한 이해를 높일 것”이라고 말했다.

찰스 다윈은 이타적 행동, 상호 협력, 그리고 성 선택은 자연 선택, 적자생존 등의 개념만으로는 설명이 쉽지 않아 한동안 골머리를 앓았습니다. 이후 윌리엄 해밀턴이라는 진화생물학자가 ‘근연도’라는 개념을 바탕으로 한 해밀턴 법칙을 제시하면서 이타성을 깔끔하게 설명했습니다. 이후 상호 협력은 진화론적 게임이론으로 충분히 설명할 수 있다는 것을 많은 수학자가 밝혀냈습니다. 그런데 캐나다 브리티시컬럼비아대(UBC) 수학과, 동물학과, 헝가리 부다페스트 기술물리·재료과학 연구소, 진화연구소 공동 연구팀은 두 집단에서 협력 행위는 계속 증가하지 않고 일정 비율로 유지된다는 사실을 수학적으로 확인했다고 4일 밝혔습니다. 이 연구 결과는 미국 국립과학원에서 발행하는 융복합 분야 국제 학술지 ‘PNAS 넥서스’ 9월 3일자에 실렸습니다. 협력은 비용이 낮거나 이익이 클 때 나타납니다. 협력을 하는 데 비용이 너무 많이 들면 협력할 이유가 없는 것은 너무도 당연합니다. 이를 근거로 진화수학자들은 게임이론으로 자기 이익만 추구하려는 개체가 있을 때도 상호 협력이 유지되는 이유에 관해 설명했습니다. 이는 꿀벌, 나비와 같은 꽃가루 수분 곤충과 식물 간의 공생 관계로도 확인됐습니다. 이번 연구팀은 상호 협력이 언제 증가하고 감소하는지 알아보기 위해 ‘계산공간모형’(CSM)이라는 일종의 컴퓨터 모의실험을 했습니다. 두 종의 개체를 바둑판처럼 생긴 격자에서 서로 마주 보도록 한 뒤 협력 행동을 실험한 것입니다. 연구팀은 각 개체가 군집을 형성해 자기 이익만 챙기려는 사기꾼 개체를 쫓아내는 방식으로 협력을 확대하도록 컴퓨터 모델을 설계했습니다. 그 결과 협력 조건이 개선될 때마다 두 종 사이에서 상호 이익이 되는 방향으로 협력 행위가 증가하는 것이 확인됐습니다. 그런데 협력의 비율이 50%에 가까워지면 갑자기 분열이 발생하는 것이 관찰됐습니다. 공간적으로 한쪽에는 협력자들이, 다른 쪽으로는 비협조자나 배신자들이 모이면서 나타난 현상입니다. 연구팀에 따르면 협력과 비협력의 비율이 일정하게 유지된다는 것입니다. 연구를 이끈 크리스토프 하우어트 UBC 교수(진화 게임이론)는 “협력의 대칭 붕괴 현상은 복잡한 생명체 시스템에서 상호 작용에 중대한 영향을 미칠 수 있는 행동 변화를 설명할 수 있게 한다”고 말했습니다.

부동산 계약서는 물론 관공서에서 만나는 법률 관련 문서들은 문해력이 높다는 사람도 한 번에 이해하기가 쉽지 않다. 일제 강점기부터 쓰인 일본식 한자어와 문어체식 표현 등이 원인으로 꼽힌다. 이 때문에 국어학계를 중심으로 쉬운 법률 용어, 법률문장으로 바꾸자는 목소리가 터져 나오고 있지만 법조계에서는 요지부동이다. 그런데, 이런 어려운 법률 문서는 비단 한국만의 문제는 아닌 듯싶다. 미국에서도 1970년대 리처드 닉슨 대통령이 연방 규정이나 법률 문서는 ‘일반인의 용어’로 작성되어야 한다고 선언했지만, 지금까지 거의 변화가 없었다. 최근 뇌인지과학자들이 왜 법률문서는 어려운가를 근본적인 문제를 연구한 결과를 내놔 눈길을 끈다. 미국 시카고대 법학대학원, 미국 매사추세츠공과대(MIT) 뇌·인지과학과, 호주 멜버른대 심리과학부 공동 연구팀은 법률 문서가 복잡하고 어려운 법률 용어와 문장으로 구성되는 이유는 특별한 권위를 전달하려는 목적 때문이라고 23일 밝혔다. 이 연구 결과는 미국 국립과학원에서 발행하는 국제 학술지 ‘PNAS’ 8월 20일 자에 실렸다. 한국뿐만 아니라 외국에서도 법률 문서들은 법률 전문가인 변호사들도 이해하기 어려울 때가 많을 정도로 어려운 것으로 악명 높다. 이 때문에 법률 용어와 문장을 일상에서 쓰는 언어로 바꾸자는 목소리가 지속해 나왔다. 이에 뇌과학자와 인지과학자들도 법률 문서가 왜 어려운 스타일로 작성되는지 관심을 갖기 시작했다. 연구팀은 법률 문장이 복잡해진 이유에 대해 두 가지 가설을 세웠다. 우선 ‘복사·편집 가설’이다. 간단한 전제로 시작한 뒤, 기존 문장에 추가 정보와 정의, 조건을 계속 삽입하는 방식으로 복잡한 중심 삽입절을 만든다는 것이다. 또 다른 가설은 ‘마법의 주문 가설’이다. 일상 언어와 구별하고, 특별한 권위를 부여하기 위해 독특한 스타일로 문장을 작성하는 것을 말한다. 연구팀은 다양한 법률 문서와 계약서에서 추출한 350만 개 문장을 분석하고, 영화 대본, 신문 기사, 학술 논문 등 다른 글쓰기 유형과 비교했다. 그 결과, 법률 관련 문장 대부분은 중간에 긴 정의가 삽입되는 ‘중심 삽입’ 형식을 바탕으로, 권위를 부여하기 위해 오래된 문어체 형식의 단어와 문장을 구사하는 것으로 조사됐다. 언어학자들에 따르면 이런 구조는 문장을 길어지게 하고 텍스트를 이해하기 더 어렵게 만든다고 밝혔다. 즉, 법률 문서에 쓰는 문장들은 사람들이 일반적으로 쓰는 방식이 아닌 복잡하고 일상에서는 사용되지 않는 오래된 방식으로 문장을 만드는 경향이 있다는 설명이다. 연구팀은 추가로 두 가지 실험을 했다. 우선 200명의 비전문가에게 두 종류의 글을 작성하도록 했다. 하나는 음주 운전, 강도, 방화, 절도 등 범죄를 금지하는 법률안을 작성하도록 하고, 다른 하나는 이런 범죄에 관해 어떤 법률이 적용되어야 하는지 설명하는 글을 쓰도록 했다. 또 다른 실험은 80명의 비전문가를 대상으로 법률문서와 외국인에게 해당 법률을 설명하는 문서를 작성하도록 했다. 그 결과, 두 실험 모두에서 법률안에서는 중심 삽입 형식의 문장이 주로 쓰였고, 일반 설명문에서는 중심 삽입 문장이 전혀 사용되지 않은 것으로 나타났다. 이는 일반인들도 법률 관련 문장과 문서는 권위를 갖고 복잡하게 구성돼 있어야 한다는 선입견이 자리 잡은 것을 보여주는 사례라고 연구팀은 설명했다. 연구를 이끈 에드워드 깁슨 MIT 교수(정보처리·언어 인지학)는 “이번 연구에 따르면 사람들은 ‘법은 이렇게 들려야 해’라는 암묵적 규칙이 있다고 생각하는 것 같다”라며 “이번 연구를 통해 법률 언어가 왜 그렇게 복잡한지 알게 됐고, 이를 바탕으로 어떻게 바꾸는 것이 좋을지 파악할 수 있게 됐다”고 말했다.

많은 사람이 무더위를 피해 바다로, 계곡으로 떠난다. 울창한 숲이 있는 산 역시 피서지로 인기를 끈다. 요즘처럼 푹푹 찌는 더위에도 나무들이 터널을 이루고 있는 도심 공원이나 오래된 아파트 단지 입구에 들어서면 시원한 느낌이 드는 것만 봐도 숲이 피서지로 인기인 이유를 알 수 있다. 더군다나 요즘 같은 온난화 시대에 숲의 중요성은 날로 커지고 있다. 영국 버밍엄대, 스완지대, 뱅거대, 브리스톨대, 옥스퍼드대, 엑서터대, 랭커스터대와 미국 오크리지 국립연구소, 호주 웨스턴 시드니대, 파키스탄 아자드 자무 여자대 공동 연구팀은 베어 쓸 수 있을 만큼 충분히 성장한 나무들로 구성된 성림지(成林地)가 기후변화 대응에 중요한 역할을 한다고 14일 밝혔다. 이 연구 결과는 기후과학 분야 국제 학술지 ‘네이처 기후변화’ 8월 12일자에 실렸다. 연구팀은 수령 180년 이상, 평균 높이 26m인 참나무들이 모여 있는 영국 중부의 숲에서 실시한 ‘장기 자유 공기 이산화탄소 농도 증가’(FACE) 실험 데이터를 정밀 분석했다. 연구팀은 30m 단위의 격자로 6개 구역을 나눈 뒤 이산화탄소가 높은 환경에 노출시킨 세 곳과 나머지 다른 세 곳의 탄소 흡수 능력 및 목재 생산 능력을 비교했다. 그 결과 오래된 나무들도 대기 중 이산화탄소가 늘어남에 따라 목질 바이오매스 생산을 증가시키며 이산화탄소를 배출하는 잎이나 미세 뿌리 같은 부분은 발달하지 않는 것으로 확인됐다. 이는 기존 연구 결과들과는 달리 성림지가 대기 중 이산화탄소를 포집해 가두는 역할을 하는 동시에 목재 생산량 증가에도 도움이 된다는 의미다. 보통 숲 1㏊당 탄소 저장량은 런던에서 뉴욕까지(5569㎞) 편도 비행하는 여객기가 배출하는 이산화탄소 1% 정도로 알려졌다. 그런데 성림지는 ㏊당 연간 흡수 탄소량이 이보다 10배 크다고 연구팀은 설명했다. 그런가 하면 영국, 호주, 네덜란드, 인도, 미국, 벨기에 6개국 11개 대학과 연구기관으로 구성된 국제 공동 연구팀은 숲을 복원하는 것이 인간에게 이익을 줄 뿐만 아니라 생물 다양성을 증진하고 기후변화에도 대응할 수 있는 ‘1석3조’의 효과를 가진다는 연구 결과를 미국 국립과학원에서 발행하는 국제 학술지 ‘PNAS’ 8월 13일자에 발표했다. 연구팀은 기후 위기에서 파생되는 극단적 기상 현상, 생물 다양성 변화가 인간 웰빙에 미치는 영향까지 고려하는 ‘인간에 대한 자연의 기여’(NCP)라는 종합 분석 틀로 숲 복원을 인간과 자연 모두에 도움을 주는 전체론적 측면에서 살펴봤다. 그 결과 통합 숲 복원 계획은 평균적으로 기후변화 완화도를 83.3%, 생물 다양성 가치를 89.9%, 사회경제적 이익을 93.9% 높이는 것으로 나타났다. 트리샤 고팔라크리슈나 영국 엑서터대 박사(지리학)는 “생태계 복원 계획을 세울 때 어느 하나의 목적에만 초점을 맞추지 말고 종합적으로 봐야 한다는 사실을 이번 연구가 알려 준다”고 말했다.

화성의 깊은 곳에 액체 상태의 물이 고여 있는 저수지가 있다는 연구결과가 나왔다고 CNN, USA투데이 등 현지 언론이 12일(이하 현지시간) 보도했다. 미국 샌디에이고 캘리포니아대(UCSD) 연구진은 화성의 지진파 자료를 토대로 화성 표면 아래 11.5~20㎞ 지점의 암석을 분석한 결과, 암석 내부에 막대한 양의 액체 상태의 물이 있을 것으로 추정했다. 화성의 중간 지각에 있는 액체 상태의 이 물은 화성 전체를 1마일(약 1.6㎞)의 깊이로 채울 수 있을 정도의 방대한 양일 것으로 추산됐다. 이에 연구를 이끈 UCSD 해양학 연구소의 바샨 라이트 박사는 “화성의 물 추정치는 고대 화성의 바다를 채웠을 것으로 추정되는 물의 양보다 더 많다”면서 “만약 이번에 분석한 데이터가 화성 전체를 대표한다면, 암석 안에 있는 물의 양은 1~2km 깊이의 바다에 달할 것”이라고 설명했다. 이어 “화성에서도 지구와 마찬가지로 지표면의 물 등이 스며들어 지하수를 형성하는 과정이 있었을 것”이라면서 “상부 지각이 오늘날보다 더 따뜻했던 시기에 물이 스며드는 침투 현상이 일어났을 것”이라고 추정했다. 액체 상태의 물이 존재할 가능성이 커짐에 따라 화성 생명체 존재 가능성에도 관심이 쏠리고 있다. 라이트 박사는 “물의 존재가 생명체가 있다는 것을 의미하지는 않지만, 물은 생명체에 있어 중요한 요소로 여겨진다”면서 “우리는 물이 있는 지구의 깊은 지표 아래에 생명체가 존재할 수 있다는 걸 알고 있다”고 말했다. 이번 연구에 참여하지 않은 ‘켁 우주 연구소’의 행성 과학 교수인 베서니 엘만은 “구의 경우 액체 상태의 물이 있는 곳에 생명체가 존재하기 때문에 화성에 액체 상태의 대수층(지하수를 품고 있는 지층)이 존재한다면 생명체 탐사의 주요 목표가 될 것”이라고 내다봤다. 과학자들은 30억 년 전의 화성에는 호수와 강, 바다가 있었을 것으로 추정하고 있다. 한편 이번 연구는 2018~2022년 화성 지질탐사 임무를 수행한 미 항공우주국(NASA) 탐사선 ‘인사이트’가 수집한 지진파 자료와 화성의 중력 데이터 분석을 통해 이뤄졌다. 연구 결과는 미국립과학원회보(PNAS) 최신호에 실렸다.

화성의 깊은 곳에 액체 상태의 물이 고여 있는 저수지가 있다는 연구결과가 나왔다고 CNN, USA투데이 등 현지 언론이 12일(이하 현지시간) 보도했다. 미국 샌디에이고 캘리포니아대(UCSD) 연구진은 화성의 지진파 자료를 토대로 화성 표면 아래 11.5~20㎞ 지점의 암석을 분석한 결과, 암석 내부에 막대한 양의 액체 상태의 물이 있을 것으로 추정했다. 화성의 중간 지각에 있는 액체 상태의 이 물은 화성 전체를 1마일(약 1.6㎞)의 깊이로 채울 수 있을 정도의 방대한 양일 것으로 추산됐다. 이에 연구를 이끈 UCSD 해양학 연구소의 바샨 라이트 박사는 “화성의 물 추정치는 고대 화성의 바다를 채웠을 것으로 추정되는 물의 양보다 더 많다”면서 “만약 이번에 분석한 데이터가 화성 전체를 대표한다면, 암석 안에 있는 물의 양은 1~2km 깊이의 바다에 달할 것”이라고 설명했다. 이어 “화성에서도 지구와 마찬가지로 지표면의 물 등이 스며들어 지하수를 형성하는 과정이 있었을 것”이라면서 “상부 지각이 오늘날보다 더 따뜻했던 시기에 물이 스며드는 침투 현상이 일어났을 것”이라고 추정했다. 액체 상태의 물이 존재할 가능성이 커짐에 따라 화성 생명체 존재 가능성에도 관심이 쏠리고 있다. 라이트 박사는 “물의 존재가 생명체가 있다는 것을 의미하지는 않지만, 물은 생명체에 있어 중요한 요소로 여겨진다”면서 “우리는 물이 있는 지구의 깊은 지표 아래에 생명체가 존재할 수 있다는 걸 알고 있다”고 말했다. 이번 연구에 참여하지 않은 ‘켁 우주 연구소’의 행성 과학 교수인 베서니 엘만은 “구의 경우 액체 상태의 물이 있는 곳에 생명체가 존재하기 때문에 화성에 액체 상태의 대수층(지하수를 품고 있는 지층)이 존재한다면 생명체 탐사의 주요 목표가 될 것”이라고 내다봤다. 과학자들은 30억 년 전의 화성에는 호수와 강, 바다가 있었을 것으로 추정하고 있다. 한편 이번 연구는 2018~2022년 화성 지질탐사 임무를 수행한 미 항공우주국(NASA) 탐사선 ‘인사이트’가 수집한 지진파 자료와 화성의 중력 데이터 분석을 통해 이뤄졌다. 연구 결과는 미국립과학원회보(PNAS) 최신호에 실렸다.

면적의 80% 이상이 얼음으로 뒤덮여 있는 그린란드에서 100만 년 전 꽃의 화석이 발견됐다. 이는 아주 오래 전 이 지역이 얼음이 거의 없는 푸른 툰드라였음을 시사한다. 미국 라이브사이언스 등 과학전문매체의 11일(이하 현지시간) 보도에 따르면, 최근까지 학계에서는 그린란드가 약 270만 년 전인 플라이스토세(홍적세)가 시작된 이래로 꾸준히 얼음이 덮여 있었다는 설이 지배적이었으나, 최근 100만 년 전 꽃 화석이 발견되면서 새로운 가설이 제기됐다. 미국 버몬트대 폴 비어만 교수 연구진은 그린란드 빙상 중심부를 3000ｍ 이상 뚫고 지반까지 채취한 빙핵 표본(GISP2)에서 나무와 포자, 곤충 사체, 양귀비 씨앗 등을 발견했다. 해당 표본은 1989~1993년 미국과학재단(NSF)의 지원으로 그린란드 빙상 중심부를 뚫어 채취한 빙핵 표본이다. 암반 1.55ｍ를 포함해 길이가 3053.44ｍ에 달한다. 비어만 교수 연구진은 GISP2 표본의 맨 아랫부분을 확보해 분석했고, 그 결과 이끼와 비슷한 식물인 부처손(spike moss)의 포자와 어린 버드나무의 새싹 비늘, 곤충 겹눈(compound eye), 북극 양귀비 씨앗 등이 발견됐다. 이러한 다양한 동식물 구성 물질은 해당 지역에 빙상이 형성되기 전 툰드라와 유사했음을 보여준다. 연구진은 해당 결과에 대해 “지질학적으로 비교적 근래인 110만 년 전 이내에 그린란드 빙상이 중심부까지 녹았고, 현재 빙상으로 덮여 있는 그린란드가 7월 평균기온 3~7℃의 녹색 툰드라였음을 보여주는 최초의 직접적인 증거”라고 밝혔다. 이어 “그린란드 얼음이 녹고 녹색으로 덮였던 시기는 과거 100만년 이내로 추정된다”면서 “이는 그린란드의 거대한 빙상이 지금까지 생각했던 것보다 더 취약하다는 것을 시사한다”고 덧붙였다.공동연구자인 펜실베이니아주립대 리처드 앨리 교수는 “이 연구 결과는 온난화 원인이 특별히 극단적이지 않은 시기에 그린란드 빙상이 녹았음을 확인해준다”면서 “이는 온난화를 멈추지 못하면 어떤 피해가 발생할 수 있는지에 대한 경고”라고 말했다. 전문가들은 온난화로 인해 남북극 얼음이 녹으면서 해수면이 10년마다 2.5㎝ 이상 상승하고 있으며, 특히 수천미터 두께의 그린란드 빙상이 빠르게 녹으면 해수면 상승 속도와 폭이 커질 수 있다는 우려를 내놓고 있다. 이번 연구를 이끈 비어만 교수 역시 “해수면 상승 속도는 점점 빨라지고 있어 금세기 말에는 수십㎝ 이상 높아질 수 있다”며 “온실가스 배출을 근본적으로 줄이지 않으면 수 세기 후에는 그린란드 얼음이 거의 완전히 녹아 해수면이 7m 정도 상승할 것”이라고 말했다. 자세한 연구결과는 미국립과학원회보(PNAS) 최신호(6일자)에 실렸다. 께가 수천미터에 이르는 그린란드 빙상(ice sheet)이 수백만년 간 현 상태를 유지했을 것이라는 통설과 달리 과거 100만년 이내에 중심부까지 녹았었다는 연구 결과가 나왔다. 연구진은 이는 그린란드 빙상이 알려진 것보다 온난화에 더 취약할 수 있음을 보여주는 증거라며 빙상이 녹을 경우 해수면 상승으로 인한 재앙 가능성을 경고하는 것이라고 우려했다.

면적의 80% 이상이 얼음으로 뒤덮여 있는 그린란드에서 100만 년 전 꽃의 화석이 발견됐다. 이는 아주 오래 전 이 지역이 얼음이 거의 없는 푸른 툰드라였음을 시사한다. 미국 라이브사이언스 등 과학전문매체의 11일(이하 현지시간) 보도에 따르면, 최근까지 학계에서는 그린란드가 약 270만 년 전인 플라이스토세(홍적세)가 시작된 이래로 꾸준히 얼음이 덮여 있었다는 설이 지배적이었으나, 최근 100만 년 전 꽃 화석이 발견되면서 새로운 가설이 제기됐다. 미국 버몬트대 폴 비어만 교수 연구진은 그린란드 빙상 중심부를 3000ｍ 이상 뚫고 지반까지 채취한 빙핵 표본(GISP2)에서 나무와 포자, 곤충 사체, 양귀비 씨앗 등을 발견했다. 해당 표본은 1989~1993년 미국과학재단(NSF)의 지원으로 그린란드 빙상 중심부를 뚫어 채취한 빙핵 표본이다. 암반 1.55ｍ를 포함해 길이가 3053.44ｍ에 달한다. 비어만 교수 연구진은 GISP2 표본의 맨 아랫부분을 확보해 분석했고, 그 결과 이끼와 비슷한 식물인 부처손(spike moss)의 포자와 어린 버드나무의 새싹 비늘, 곤충 겹눈(compound eye), 북극 양귀비 씨앗 등이 발견됐다. 이러한 다양한 동식물 구성 물질은 해당 지역에 빙상이 형성되기 전 툰드라와 유사했음을 보여준다. 연구진은 해당 결과에 대해 “지질학적으로 비교적 근래인 110만 년 전 이내에 그린란드 빙상이 중심부까지 녹았고, 현재 빙상으로 덮여 있는 그린란드가 7월 평균기온 3~7℃의 녹색 툰드라였음을 보여주는 최초의 직접적인 증거”라고 밝혔다. 이어 “그린란드 얼음이 녹고 녹색으로 덮였던 시기는 과거 100만년 이내로 추정된다”면서 “이는 그린란드의 거대한 빙상이 지금까지 생각했던 것보다 더 취약하다는 것을 시사한다”고 덧붙였다.공동연구자인 펜실베이니아주립대 리처드 앨리 교수는 “이 연구 결과는 온난화 원인이 특별히 극단적이지 않은 시기에 그린란드 빙상이 녹았음을 확인해준다”면서 “이는 온난화를 멈추지 못하면 어떤 피해가 발생할 수 있는지에 대한 경고”라고 말했다. 전문가들은 온난화로 인해 남북극 얼음이 녹으면서 해수면이 10년마다 2.5㎝ 이상 상승하고 있으며, 특히 수천미터 두께의 그린란드 빙상이 빠르게 녹으면 해수면 상승 속도와 폭이 커질 수 있다는 우려를 내놓고 있다. 이번 연구를 이끈 비어만 교수 역시 “해수면 상승 속도는 점점 빨라지고 있어 금세기 말에는 수십㎝ 이상 높아질 수 있다”며 “온실가스 배출을 근본적으로 줄이지 않으면 수 세기 후에는 그린란드 얼음이 거의 완전히 녹아 해수면이 7m 정도 상승할 것”이라고 말했다. 자세한 연구결과는 미국립과학원회보(PNAS) 최신호(6일자)에 실렸다. 께가 수천미터에 이르는 그린란드 빙상(ice sheet)이 수백만년 간 현 상태를 유지했을 것이라는 통설과 달리 과거 100만년 이내에 중심부까지 녹았었다는 연구 결과가 나왔다. 연구진은 이는 그린란드 빙상이 알려진 것보다 온난화에 더 취약할 수 있음을 보여주는 증거라며 빙상이 녹을 경우 해수면 상승으로 인한 재앙 가능성을 경고하는 것이라고 우려했다.

항생제 내성균 문제는 21세기 의학이 직면한 가장 큰 위기다. 20세기에 여러 항생제가 등장하면서 치명적인 감염균을 치료하고 많은 생명을 살렸지만, 이제 항생제 내성을 지닌 세균이 늘어나면서 세균의 역습이 시작된 것이다. 물론 새로운 항생제가 계속 개발되고 있지만, 항생제 개발 속도보다 내성균 진화 속도가 더 빨라 21세기 중반쯤 되면 항생제 내성균 문제가 지금보다 상당히 심각해질 것으로 우려되고 있다. 네덜란드 라이덴 대학의 나다니엘 마틴 교수가 이끄는 연구팀은 오래 전 개발했지만, 최근까지 이를 개량하기 위한 시도가 거의 이뤄지지 않았던 항생제에 주목했다. 바시트라신(bacitracin)은 1945년 고초균이라는 세균에서 분리된 항생제로 그람 양성균의 세포벽에 결합해 펩티도글리칸 같은 주요 물질의 생성을 방해해 세균을 억제한다. 바시트라신은 의학적으로는 연고 형태로 가장 많이 사용된다. 상처에 바르는 연구에 포함된 항생제로 가정상비약에도 흔히 들어가 있는 성분이다. 하지만 바로 그렇기 때문에 세균에 많이 노출되어 내성을 지닌 세균이 흔해지고 있다. 이대로라면 바시트라신 역시 효과가 거의 없어질 위험이 있다. 따라서 연구팀은 바시트라신이 그람 양성균의 세포벽에 어떻게 결합하는지 분석하고 결합력을 획기적으로 높일 방법을 연구했다. 연구팀에 따르면 바시트라신은 개발된 지 오래된 항생제임에도 불구하고 사실 그 작용기전이 최근까지도 잘 알려지지 않았다. 이 항생제가 세포벽의 분자와 다섯 곳에서 결정 형태로 결합한다는 사실도 최근에 알려졌다. 연구팀은 바시트라신이 세포벽에 더 단단히 결합할 수 있게 구조를 약간 수정했다. 그 결과 기존의 바시트라신보다 세포벽에 대한 결합력이 수백 배 강한 개량형 바시트라신을 개발하는 데 성공했다. 연구팀은 이 개량 바시트라신을 중요한 항생제 내성균인 반코마이신 내성균에 테스트해 효과적으로 세균을 파괴할 수 있다는 사실을 알아냈다. (사진) 물론 이렇게 만든 개량형 바시트라신이 인체에서 큰 부작용 없이 효과적으로 항생제 내성균을 억제할 수 있는지 알기 위해서는 몇 단계에 걸친 임상 시험이 필요하다. 하지만 최후의 항생제 중의 하나인 반코마이신 내성균을 잡을 수 있다면 항생제 내성균으로 위기감이 고조되고 있는 상황에서 큰 도움이 될 수 있다. 사실 바시트라신은 세균에서 분리된 후 거의 개조 없이 70년 가까이 사용됐다. 거의 70년 만에 개량을 통해 오래된 항생제인 바시트라신이 다시 세균과의 전쟁에서 큰 활약을 할 수 있을지 앞으로 연구가 주목된다. 이 연구는 미국 국립과학원 회보(PNAS) 최신호에 실렸다.

지구 온난화 탓에 하루의 길이가 더 빨리 늘어나는 것으로 나타났다. 영국 일간 가디언은 스위스 취리히 연방공과대학 연구진이 기후변화가 지구의 자전 속도에 미치는 영향을 조사한 결과를 과학 저널 미국 국립과학원회보(PNAS)에 발표했다고 15일(현지시간) 전했다. 이 연구는 얼음이 녹는 것이 하루의 길이에 미치는 영향을 평가하기 위해 실시됐다. 분석 결과 빙하가 녹은 물이 자전 속도에 미치는 영향 때문에 하루의 길이는 2000년 이후 100년간 1.3ms(밀리초·1000분의 1초) 늘어나는 것으로 분석됐다. 앞서 1900년부터 2000년까지 100년간 하루의 길이가 0.3~1.0ms 증가한 것을 훨씬 뛰어넘는 속도다. 그 과정은 이렇다. 지구 온난화로 남극과 그린란드 빙하가 녹으면서 고위도에 저장된 물이 전 세계 바다로 재분배되면서 적도 부근에 더 많은 물이 공급된다. 이는 지구를 더 편평하게 만들거나 더 뚱뚱하게 만들어 행성의 자전을 늦추고 낮을 더 길게 한다. 실제로 물이 재분배되면서 지구의 자전축인 북극과 남극이 움직였다는 연구 결과도 있다.달의 인력에 따른 해수 변화 등 지구 표면의 해수량의 증가와 감소는 지구 자전 속도에 영향을 미치는 요인 중 하나다. 2000년 이후 지구 온난화로 빙하가 더 많이 녹게 되면서 자전 속도가 더 늦춰졌다는 게 연구진의 설명이다. 연구진은 온실가스 배출을 억제하더라도 향후 수십년간 하루의 길이가 늘어나는 속도가 1.0ms로 유지될 것으로 보고 있다. 또한 탄소 배출을 줄이지 않으면 2100년까지 감속 속도가 2.6ms로 증가하고 이는 달이 미치는 영향을 초월해 일수 기간의 장기적 변화에 가장 큰 요인이 될 것이라고 밝혔다. 이렇게 되면 위성항법장치(GPS)의 정확성에 부정적인 영향을 미치고 정확한 시간에 근거해 체결되는 금융거래에서도 예상치 못한 피해가 발생할 것으로 연구진은 보고 있다. 연구팀의 일원인 산티아고 벨다 박사는 “이번 연구는 그린란드와 남극 대륙이 겪고 있는 걱정스러운 얼음 손실이 낮의 길이에 직접적인 영향을 미쳐 우리의 낮을 길어지게 한다는 것을 확인했다는 점에서 큰 진전”이라며 “낮의 길이에 대한 이러한 변화는 우리가 시간을 측정하는 방법 뿐만 아니라 현대 생활을 지배하는 GPS 및 기타 기술에도 중요한 영향을 미친다”고 설명했다.

다 녹으면 지구에 재앙적인 위기를 가져올 수 있는 남극의 초대형 빙하가 예상보다 더 격렬하게 녹고있다는 주장이 나왔다. 최근 미국 캘리포니아 대학교 어바인 캠퍼스(UCI) 연구팀은 스웨이츠 빙하(Thwaites glacier)가 과학자들의 예상보다 ‘훨씬 빠르고 격렬하게’ 녹고 있는 것으로 보인다는 논문을 발표했다. 스웨이츠 빙하는 서남극해에 위치해 있으며 한반도 전체 면적보다 조금 작은 19만1659㎢ 크기로, 현재도 매년 약 500억t의 얼음을 바다로 유입시키며 해수면 상승의 4%를 유발하고 있다. 전문가들은 이 빙하가 붕괴해 완전히 녹으면 해수면을 60㎝가량 끌어올릴 것으로 분석하고 있다. 이 때문에 스웨이츠 빙하는 지구에 재앙을 가져올 수 있다는 의미에서 ‘지구 종말의 날 빙하’(Doomsday Glacier)라는 무시무시한 별칭으로 불리기도 한다.UCI 연구팀은 지난해 3월부터 6월 사이 고해상도 위성레이더를 통해 스웨이츠 빙하를 분석했다. 그결과 빙하의 얼음 아래로 기존 예상보다 훨씬 많은 수㎞에 걸친 따뜻한 바닷물이 매일 조수에 따라 밀고 들어왔다가 나가고 있다는 사실을 확인했다. 연구책임자인 에릭 리그노 교수는 “이같은 바닷물의 침입은 빙하를 온난화에 더욱 민감하게 만들고 바다가 따뜻해짐에 따라 붕괴 가능성을 높인다”면서 “광범위하고 거대한 해수 침입은 남극 대륙의 해수면 상승 예측을 증가시킬 것”이라고 설명했다. 특히 교수는 “스웨이츠 빙하가 완전히 녹는데 수세기가 아니라 수십 년이 걸릴 수 있다”면서 “그 답은 기후가 계속 따뜻해지는지 여부에 있으며, 이는 전적으로 우리가 지구를 관리하는 방법에 달려있다”고 덧붙였다. 논문의 공동저자인 캐나다 워털루 대학 크리스트 다우 교수도 “스웨이츠 빙하는 남극에서 가장 불안정한 곳으로 해수면을 60㎝가량 끌어올릴 수 있다”면서 “걱정되는 점은 우리가 빙하의 변화속도를 과소평가하고 있다는 점으로 이는 전세계 해안 지역 국가에 엄청난 피해를 줄 것”이라고 밝혔다. 이번 연구결과는 미 국립과학원회보(PNAS) 최신호에 발표됐다.

미국 마이애미대 의대, 마이애미 실베스터 종합 암센터 공동 연구팀은 혈액-뇌 장벽(BBB)을 통과할 수 있는 나노 입자를 개발했다고 8일 밝혔다. 이 연구 결과는 미국 국립과학원에서 발행하는 국제 학술지 ‘PNAS’ 5월 7일 자에 실렸다. 2차 종양은 유방암, 폐암, 대장암 같은 고형암에서 흔하게 나타나는 증상으로 암이 뇌로 전이되는 현상이다. 종양이 뇌에 침범하면 혈액-뇌 장벽으로 인해 약물 치료가 쉽지 않아, 2차 종양은 예후가 좋지 않은 경우가 많다. 혈액-뇌 장벽은 혈액으로 운반될 수 있는 병원균이 뇌에 침입하는 것을 차단하는 역할을 한다. 연구팀은 전통적 화학 항암제인 시스플라틴을 변형해 약물이 염색체와 게놈을 구성하는 핵 DNA가 아니라 세포 에너지 공장이라고 불리는 미토콘드리아의 DNA를 공격하도록 만들었다. 미토콘드리아 외막뿐만 아니라 혈액-뇌 장벽도 쉽게 통과할 수 있다는 장점도 있다. 연구팀에 따르면 이번에 개발한 나노 입자는 생분해성 고분자로 만들어 인체에 해가 되지 않고, 암세포의 에너지 공장을 직접 공격하기 때문에 다른 건강한 세포를 파괴하지 않고 종양만 선택적으로 제거할 수 있다. 연구를 이끈 샨타 다르 마이애미대 의대 교수(생화학·분자생물학)는 “이번에 개발한 암 치료용 나노 입자의 궁극적 목표는 단 한 번으로 원발성 종양과 뇌 전이 종양을 동시에 제거하는 것”이라며 “이번 연구에서도 알 수 있듯이 나노 의학은 암 치료의 새로운 미래”라고 말했다.

젠트리피케이션이라고 하면 홍대 앞이나 경리단길, 경복궁 인근 서촌, 성수동 등을 떠올린다. 임대료가 저렴한 지역에 독특한 분위기의 카페나 공방 등이 들어서면서 유동 인구가 증가하고 상권이 활성화되면서 자본이 유입되면서 초기 분위기를 만들었던 기존 소규모 상인들이 내몰리는 현상을 말한다. 외국에서는 약간 다른 의미로 쓰이고 있다. 중산층이 도시 바깥으로 이주하면서 낙후되고 슬럼화하던 구도심이 활성화되면서 다시 중산층 이상 계층이 유입되는 현상을 말한다. 치솟은 주거 비용을 감당하지 못해 기존 저소득층 원주민이 살던 곳에서 떠나면서 지역 전체의 구성과 성격이 변하게 되는 것을 말한다. 과학자들은 젠트리피케이션이 도시 야생동물의 구성에도 영향을 미칠까에 궁금증을 가졌다. 미국 시카고 링컨 파크 동물원 도시 야생동물 연구소를 중심으로 미국 내 대학 및 연구기관 24곳과 캐나다 토론토대 생태·진화 생물학과 공동 연구팀이 도시의 젠트리피케이션 지역이 그렇지 않은 지역보다 도시 야생동물 수가 월등히 많다고 20일 밝혔다. 연구팀에 따르면 젠트리피케이션이 미치는 이런 영향 때문에 소외된 지역사회가 자연과 소통할 기회를 더욱 제한하는 결과를 가져온다. 이 연구 결과는 미국 국립과학원에서 발행하는 국제 학술지 ‘PNAS’ 4월 16일 자에 실렸다. 이번 연구는 생물 다양성을 보호하고 도시의 인간과 야생동물 관계를 재정립하기 위한 과학자, 생태학자, 교육자들의 모임인 ‘도시 야생동물 정보 네트워크’(UWIN)가 이끌었다. 韓 젠트리피케이션, 상업적 측면 강조美, 인구분포 등 도시구조 변화에 초점 부유한 중산층 이상 인구가 유입되면서 기존 주민을 쫓아내는 젠트리피케이션은 도시 인구 전체가 도시 자연에 불평등하게 접근하는 결과를 초래한다는 지적이 있었다. 이에 연구팀은 2019년부터 2021년까지 생물다양성 모니터링을 위해 미국 내 23개 도시, 999개 지점에 움직임 감지 야생동물 카메라를 설치했다. 연구팀은 다람쥐, 사슴, 여우, 살퀭이, 비버 등 11과 21종의 포유류를 중심으로 조사했다. 분석 결과에 따르면, 평균적으로 도시의 젠트리피케이션 지역에 서식하는 야생동물의 수가 같은 도시에서 젠트리피케이션 되지 않은 지역보다 약 13% 많은 것으로 나타났다. 젠트리피케이션이 진행된 지역에는 평균 1~2종의 생물이 더 서식하는 것으로 확인됐다. 젠트리피케이션 지역에 사는 사람들은 큰 노력 없이도 도시 야생동물을 더 쉽게 접할 수 있지만, 소외된 지역에 사는 사람은 자연과 점점 거리가 멀어진다는 결론이다. 캘리포니아 같은 서해안 지역에서는 동부와 달리 젠트리피케이션이 생물 다양성에 미치는 영향이 큰 것으로 조사됐다. 젠트리피케이션이 진행되면서 자투리 공원이나 정원 등 녹색 인프라가 많이 생기는 것도 도시 야생동물 다양성을 높이는 데 영향을 미치는 것으로 나타났다. 非젠트리피케이션 지역, 생쥐 등 유해 동물 ↑ 또, 젠트리피케이션이 진행되는 곳은 새나 토끼 같은 야생동물이 증가하는 데 반해 젠트리피케이션이 진행되지 않고 슬럼화되는 곳은 생쥐 같은 인간에게 해를 끼치는 동물들이 늘어나는 것으로도 확인됐다. 연구를 이끈 링컨 파크 동물원 메이슨 피디노 박사(정량 생태학)는 “이번 연구는 이웃의 인구 구성을 변화시키는 젠트리피케이션이 도시에 사는 다른 생물종에도 영향을 미친다는 사실을 보여준다”라며 “토지 개발 및 관리에 있어서 모든 도시 공동체의 사회적 형평성과 자연 공간에 대한 접근성을 우선시할 필요가 있다”라고 말했다.

방광암은 방광 내부 상피세포에서 처음 발생하는 질환이다. 발병 원인은 정확히 알려지지 않지만 60~70대에서 주로 발생한다. 방광암이 발생하면 절제술이 시행되는데 기능 회복 여부를 정확하게 파악하기가 쉽지 않다. 이에 국내 연구진을 중심으로 한 과학자들이 방광 기능을 안전하게 모니터링하는 생체전자 시스템을 개발해 주목받고 있다. 카이스트 전기및전자공학부, 미국 노스웨스턴대 공동 연구팀은 방광의 크기와 압력 변화를 정확하게 측정할 수 있는 디지털 헬스케어 기술을 개발했다고 16일 밝혔다. 이 연구 결과는 미국 국립과학원에서 발행하는 국제 학술지 ‘PNAS’에 실렸다. 방광암이 발생하면 방광에 종양이 있는 부위를 잘라내고 나머지 방광을 이어 붙이는 부분적 방광절제술을 실시한다. 수술 후에는 긴 회복 기간이 필요하며, 이 기간에는 요로 동역학 검사(UDS)를 통해 체외로 소변을 배출하는 기능을 평가한다. 이를 위해 방광에 고무나 금속제의 가는 관인 카테터를 삽입한다. 문제는 카테터를 삽입할 경우 요도 감염 위험이 있고, 고위험 환자에게는 신우신염이 생길 수 있다. 이 때문에 요로에 카테터 삽입 없이 방광 상태를 모니터링할 수 있는 기술이 필요하다. 연구팀은 방광의 상태와 관련된 기계적 변형 변화를 무선 원격 측정할 수 있는 이식형 방광 플랫폼을 개발했다. 실 형태의 생분해성 스트레인 센서를 이용해 방광의 크기와 압력 변화를 실시간으로 측정할 수 있다. 또 회복 기간이 끝나면 외과 수술을 통해 센서를 제거할 필요 없이 체내에서 녹아 없어지게 된다는 장점도 있다. 추가 수술과 합병증 위험을 낮출 수 있어, 환자의 불편함과 회복 시간을 줄이게 된다. 연구팀은 개코원숭이와 생쥐에게 이 장치를 이식한 다음 최대 30일까지 실시간 변화를 측정할 수 있다는 점을 확인했다. 연구를 이끈 권경하 카이스트 교수는 “개코원숭이 실험을 통해 이번 장치가 방광 기능에 대한 정확하고 신뢰할 수 있는 데이터를 제공할 수 있다는 점을 확인했다”며 “방광 절제술 환자의 회복 시간을 단축하고 전반적인 수술 결과를 개선하는 데도 도움이 될 것”이라고 말했다.