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  • [와우! 과학] 서울 면적 10배 크기 A68 빙산, 분리 원인 찾았다

    [와우! 과학] 서울 면적 10배 크기 A68 빙산, 분리 원인 찾았다

    4년여 전인 2017년 7월 남극에서 네번째로 규모가 큰 라르센C 빙붕에서 서울 10배 크기에 해당하는 면적 5800㎢의 A68 빙산이 분리된 원인은 얼음의 균열을 복구해주는 ‘아이스 멜랑주’(Ice mélange) 층이 얇아진 탓으로 나타났다. 미 캘리포니아대 어바인캠퍼스·미 항공우주국(NASA) 제트추진연구소(JPL)의 빙하학자로 이뤄진 공동연구진은 아이스 멜랑주 층이 빙붕 밑의 해수 순환은 물론 기후 변화라는 두 가지 영향 탓에 약해지고 있다는 사실을 알아냈다. 아이스 멜랑주는 빙하 말단부에서 바스러진 유빙의 일종으로 빙산과 눈의 혼합물을 말한다.연구진은 이번 연구에서 라르센C 빙붕에 있는 균열 지역 11곳을 관찰하면서 세 가지 시나리오를 만들었다. 첫째는 빙붕 자체가 녹아 얇아진 경우, 그다음은 아이스 멜랑주 층이 얇아진 경우 그리고 나머지는 빙붕과 아이스 멜랑주 층 모두가 얇아진 경우다. 그 결과 일단 아이스 멜랑주 층이 얇아지면 균열은 76m에서 112m까지 확대하는 것으로 나타났다. 반면 빙붕과 아이스 멜랑주 층이 모두 얇아지면 균열은 확대하는 수준이 줄어들었다. 그리고 아이스 멜랑주 층이 빙붕의 균열을 복구하는 데 도움을 줬을 때 그 틈은 79m에서 22m로 줄어드는 것으로 확인됐다. 이에 대해 연구 주저자인 에릭 러로어 JPL 선임연구원은 “아이스 멜랑주 층의 두께가 10m에서 15m밖에 되지 않을 때 그것은 물과 비슷해 빙붕의 균열은 더 커지기 시작한다”면서 “세 가지 시나리오 조건의 차이는 물질의 성질이 서로 다르기 때문”이라고 설명했다. 남극에서는 겨울에 따뜻한 바닷물이 하부에서 아이스 멜랑주 층을 덮쳐 균열이 빙붕 전체로 확장하게 할 수 있다. 이 점에 대해 연구 공동저자인 에릭 리그놋 JPL 연구원은 “남극 반도의 빙산이 분리하는 사건이 증가한 배경에 있는 지배적인 이론은 표면의 용융 웅덩이에 있는 물이 빙붕의 갈라진 틈으로 스며들어 그 물이 다시 얼면서 팽창하는 수압 파쇄(hydrofracturing) 현상 탓”이라고 설명했다. 이어 “그렇지만 이 이론은 용융 웅덩이가 없던 겨울 남극의 A68 빙산이 라르센 빙붕에서 어떻게 분리됐는지는 설명하지 못한다”고 덧붙였다.지난 2월 NASA의 인공위성 이미지는 A68 빙산이 개개의 파편으로 분해돼 남극 이북 바다를 떠다니는 모습을 보여줬다. 빙붕이 빙산이 떨어져 나오는 것을 막아주는 역할을 한다는 점을 고려하면 아이스 멜랑주 층의 약화는 해수면 상승을 가속화해 빙붕을 더욱더 불안정하게 만들 수 있다. 리그놋 연구원에 따르면, 빙붕의 커다란 균열을 복구하는 아이스 멜랑주 층이 얇아지는 현상의 또 다른 원인으로는 기후 변화가 꼽히고 있는데 이는 남극 빙붕의 빠른 후퇴를 유도할 수 있다. 이 점을 염두에 둬 우리는 극지 얼음의 소실에 의한 해수면 상승의 시기와 정도에 대해 예상보다 더 빠르고 큰 충격을 줄 가능성이 있다는 예측을 다시 생각할 필요가 있을지도 모른다고 리그놋 연구원은 덧붙였다. 연구진은 이번 관측에 NASA와 유럽의 인공위성 관측 자료뿐만 아니라 NASA의 항공 빙하 관측 프로젝트 ‘오퍼레이션 아이스브릿지’(OIB·Operation IceBridge), ‘빙상·해수면 모델’(ISSM)의 자료를 사용했다. 자세한 연구 성과는 미국 국립과학원회보(PNAS) 최신호에 실렸다.
  • 뾰족한 주삿바늘 공포 그만… 착! 붙이는 백신칩 나왔다

    뾰족한 주삿바늘 공포 그만… 착! 붙이는 백신칩 나왔다

    뾰족한 주삿바늘에 대한 두려움 없이 면역 효과도 훨씬 높은 백신접종 기술이 나왔다. 미국 노스캐롤라이나 채플힐대 통합암센터, 약학부, 미생물 및 면역학과, 스탠퍼드대 의대 방사선학과, 화학공학과 공동연구팀은 3차원(3D)프린팅 기술을 이용해 미세한 침이 촘촘히 박혀 있는 반창고 형태의 ‘마이크로니들 백신’ 기술을 개발했다고 26일 밝혔다. 이번 백신기술은 현재 쓰이는 주사 접종 방식보다 면역 효과는 높고 보관, 운반은 쉽다는 평가를 받고 있다. 이 같은 연구 결과는 미국국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’ 9월 25일자에 실렸다. 연구팀은 3D프린터를 이용해 고분자물질을 원료로 미세한 침이 촘촘하게 있는 반창고 형태의 백신칩을 만들었다. 연구팀은 백신칩 한 면을 젤이나 반고체 형태로 된 약물을 코팅해 반창고처럼 붙이면 체온에 의해 녹으면서 미세침을 통해 피부 안쪽으로 흡수되도록 했다. 연구팀은 세포 및 동물실험으로 백신칩이 기존 주사 방식보다 약물 전달률은 10배 이상 높고 T세포 같은 면역세포 활성화와 항체반응 유도 효과는 50배 이상 우수하다는 것을 확인했다. 주사 접종으로 투여하는 약물보다 적은 양으로도 똑같은 면역 효과를 낼 수 있다는 것이다. 또 이번에 개발된 기술은 약물이 고체 형태로 코팅돼 있기 때문에 기존 백신처럼 냉장고나 냉동고에 저온 보관할 필요가 없어 운송과 보관이 편하다는 장점이 있다. 연구팀은 화이자와 모더나의 코로나19 백신과 같은 RNA 백신을 백신칩으로 만들기 위한 상용화 연구에 착수한 상태다.
  • [달콤한 사이언스] 반창고처럼 붙이면 끝나는 코로나19 백신 기술 개발

    [달콤한 사이언스] 반창고처럼 붙이면 끝나는 코로나19 백신 기술 개발

    뾰족한 주사바늘에 대한 두려움 없이 면역효과도 훨씬 높은 백신 기술이 나왔다. 미국 노스캐롤라이나 채플힐대 통합암센터, 약학부, 미생물 및 면역학과,스탠포드대 의대 방사선학과, 화학공학과 공동연구팀은 3D프린팅 기술을 이용해 미세한 침이 촘촘히 박혀 있는 반창고 형태의 ‘마이크로니들 백신’기술을 개발했다고 26일 밝혔다. 이번 백신기술은 현재 쓰이는 주사접종 방식보다 면역효과도 높고 보관, 운반도 용이하다는 평가를 받고 있다. 이 같은 연구결과는 미국국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’ 9월 25일자에 실렸다. 연구팀은 고분자물질을 원료로 미세한 침이 촘촘하게 있는 반창고 형태의 백신칩을 3D프린트로 만들었다. 연구팀은 백신칩 한 면을 젤이나 반고체 형태로 된 약물을 코팅해 반창고처럼 붙이면 체온에 의해 녹으면서 미세침을 통해 피부 안쪽으로 흡수되도록 했다. 연구팀은 세포 및 동물실험으로 백신칩이 기존 주사방식보다 약물전달률은 10배 이상 높고 T세포 같은 면역세포 활성화와 항체반응 유도 효과가 50배 이상 우수하다는 것이 확인됐다. 주사 접종으로 투여되는 약물보다 적은 양으로도 똑같은 면역효과를 낼 수 있다는 것이다. 또 이번에 개발된 기술은 약물이 고체형태로 코팅돼 있기 때문에 기존 백신들처럼 냉장고나 냉동고에 저온보관할 필요가 없어 운송과 보관이 편하다는 장점이 있다. 또 주사방식이아니기 때문에 의료기관에서 백신칩을 받아서 피부 위에 붙이기만 하면 되기 때문에 예방접종률을 높이는데도 도움이 될 것으로 연구팀은 보고 있다. 연구팀을 이끈 조셉 드시몽 노스캐롤라이나대 교수는 “백신칩은 3D프린팅 기술을 이용하기 때문에 독감, 홍역, 간염, 코로나19 등 백신의 종류와 필요에 따라 신속하게 대량생산이 가능하다”며 “화이자와 모더나의 코로나19 백신과 같은 RNA 백신을 백신칩으로 만들기 위한 상용화 연구에 착수한 상태”라고 설명했다.
  • [달콤한 사이언스] 지중해産 참치, 수은 오염정도 가장 심하다

    [달콤한 사이언스] 지중해産 참치, 수은 오염정도 가장 심하다

    참치는 다랑어 중 참다랑어를 지칭하는 것으로 북대서양에 서식하는 종의 경우 최대 몸길이 3m, 몸무게 560㎏까지 성장하는 등 가장 크기 때문에 ‘바다의 귀족’이라 불리기도 한다. 부드러운 식감 때문에 횟감이나 통조림으로도 만들어져 유통되는데 한국 원양어업의 주요 어획종으로 수산물 어획량과 수출 1위 품목으로 알려져 있다. 그런데 이런 참다랑어는 나이가 들면서 수은을 체내에 축적하는 경향 때문에 전 세계 해양의 중금속 오염 정도를 살펴볼 수 있는 기준점으로 활용할 수 있다는 연구결과가 나왔다. 대만 국립대만대 해양학연구소, 미국 캘리포니아 산타크루즈대(UCSC) 해양과학연구소, 럿거스대 환경과학과 공동연구팀은 참다랑어는 나이가 들수록 근육조직에 메틸수은이라는 환경독소 물질을 축적하게 되는데 이를 통해 해양 수은오염 변화를 확인할 수 있는 생물지표로 쓸 수 있다고 20일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 미국 국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’ 9월 14일자에 실렸다. 메틸수은은 수은이 수산물의 체내에 들어가 대사를 일으키는 과정에서 생성되는 신경독성을 일으키는 물질로 알려져 있다. 다랑어나 새치, 상어류에는 메틸수은이 쉽게 축적되는데 간혹 사람이 섭취하기 안전한 수준을 초과하는 경우도 있다. 특히 참다랑어는 해양 수은오염의 생물학적 지표로 활용하려는 시도는 많지만 연령과 크기에 따라 다르고 먹이그물에서의 위치, 먹이의 종류와 양 등에 따라서도 달라져 직접 비교가 어렵다는 지적이 있었다. 연구팀은 1998년부터 2019년까지 참다랑어의 메틸수은 축적과 관련한 기존 연구결과와 실제 북태평양, 인도양, 북대서양, 지중해 4곳에 서식하는 참다랑어의 근육조직 샘플 분석을 통해 지역별 수은농도 변화를 측정했다. 그 결과 참다랑어의 체내 수은 축적률은 지중해에서 가장 높고 북태평양, 인도양, 북대서양 등 원양지역에서는 감소한다는 사실을 확인했다.수은 축적률은 참다랑어의 먹잇감인 동물성 플랑크톤의 메틸수은 농도와 서식지의 바닷물 속 수은 농도와 정확히 비례하는 것으로 나타났다. 특히 지중해, 북태평양, 인도양은 금속 채굴과 재련, 화석연료 연소와 같은 과정에서 바닷 속 수은 농도가 높아지는 것으로 확인됐다. 연구를 이끈 천마오 쳉 국립대만대 교수(생물지구화학)는 “이번 연구는 참다랑어의 수은 축적률이 해양 수은 오염과 자연적 또는 인간에 의한 농도증가, 지역적 환경적 특성을 정확히 반영하는 만큼 세계 해양오염지표로 사용할 수 있다는 것을 보여줬다”라고 설명했다. 쳉 교수는 “참다랑어를 통해 해양 먹이그물에서 수은의 이동을 확인하고 해산물의 수은 노출에 대한 공중보건 위험을 좀 더 정확하게 파악할 수 있게 될 것”이라고 덧붙였다.
  • 동남아는 사냥·유럽은 농업 탓…동물 위협 분석한 지도 나왔다

    동남아는 사냥·유럽은 농업 탓…동물 위협 분석한 지도 나왔다

    20년 내 육지 동물 500종 멸종 위기지역별로 6개 주요 요인 영향 분석호주·남아공 등 기후변화 영향 커국지적 평가 통해 해결책 모색 가능세계자연기금(WWF)이 지난해 발표한 ‘지구생명보고서 2020’에 따르면 1970년 이후 최근까지 지구의 척추동물 개체수가 68% 정도 급감했다. 지난해 미국국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’에는 앞으로 20년 내에 육지 척추동물 약 500종이 멸종하게 될 것이라는 미국 스탠퍼드대 소속 과학자들의 연구 결과가 발표됐다. 생물다양성은 지구온난화, 기후변화와 함께 생태학 분야에서 최근 가장 많이 언급되는 이슈다. 종(種) 다양성, 유전자 다양성, 생태 다양성을 포괄하는 생물다양성은 오랜 진화의 결과이기 때문에 한번 파괴되면 복구가 사실상 불가능하다. 문제는 생물다양성이 국가별, 지역별로 어떻게 위협받고 있는지 정확히 알려지지 않아 국제적 대응에 한계가 있다는 점이다. 이런 가운데 유엔환경계획·세계보전감시센터(UNEP·WCMC), 케임브리지대 동물학과, 런던대(UCL) 생물다양성 및 환경연구센터, 국제조류보호협회, 미국 코넬대 조류학연구실, 캘리포니아 버클리대(UC버클리) 환경과학·정책학과, 덴마크 코펜하겐대 거시생태·진화·기후학 연구센터, 포르투갈 리스본대 해양환경과학센터, 국제자연보존연맹(IUCN), 오스트리아 국제응용시스템분석연구소 공동연구팀은 새로운 모델링을 이용해 육지 동물의 다양성에 대한 주요 위협요인과 강도를 도식화한 지도를 처음 작성했다고 1일 밝혔다. 이번 연구는 생물학 분야 국제학술지 ‘네이처 생태·진화학’ 지난 8월 31일자에 실렸다. 이번 연구 결과는 내년 4월 25일~5월 8일 중국 쿤밍에서 열리는 유엔 생물다양성회의(COP15)에서 채택될 새로운 국제자연계획인 ‘국제 생물다양성 프레임워크’ 작성에 활용될 예정이다.연구팀은 IUCN 레드리스트(Red List)를 바탕으로 육지 척추동물인 양서류, 파충류, 조류, 포유류의 생존에 영향을 미치는 ▲농업 ▲사냥 및 포획 ▲벌목 ▲환경오염 ▲외래종 ▲기후변화 등 6가지 주요 요인에 대한 전 지구 지도 작성에 나섰다. IUCN 레드리스트는 국제자연보존연맹이 지구에 존재하는 동식물의 보존 상태를 나타낸 목록으로 1964년에 처음 작성돼 2~5년 주기로 갱신되고 있다. 레드리스트는 종의 숫자 감소, 서식지 감소 등 5가지의 과학적 기준을 바탕으로 절멸, 자생지 절멸, 심각한 위기, 멸종 위기, 취약, 준위협, 최소 관심, 정보 부족, 미평가 등 9단계로 구분한다. 연구팀은 생물종의 보고로 알려진 동남아시아, 히말라야산맥, 마다가스카르섬, 아프리카 전역, 남미 아마존과 안데스산맥 등지를 특히 주목해 분석했다. 그 결과 포유류와 조류에게 가장 큰 위협요인은 사냥(73%) 및 포획(50%)으로 나타났다. 또 양서류의 생존을 위협하는 것은 농업(44%)으로 조사됐다. 연구팀은 마다가스카르섬, 수마트라섬, 보르네오섬과 동남아시아에서는 6가지 위협요인이 모두 나타나고 있어 심각한 상황이라고 지적했다. 유럽은 농업과 환경오염, 외래종 때문에 특히 양서류의 생물다양성이 위협받는 것으로 조사됐다. 호주 동부해안과 남아프리카공화국을 비롯해 극지방과 가까운 지역들은 기후변화 영향이 크고 조류의 생존을 특히 위협하는 것으로 나타났다. 아마존 지역을 포함한 열대지역에서는 농지 확보를 위한 벌목행위가 포유류와 조류에게 위협이 되는 것으로 조사됐다. 이번 연구를 주도한 영국 케임브리지대 조너스 겔트먼 박사는 “이번 연구 결과는 인간이 생물다양성에 미치는 영향에 대해 명확히 보여 주는 한편 특정 위협의 국지적 평가를 통해 육지 생물다양성 보존을 위한 최소한의 해결책을 제시해 주고 있다”고 말했다.
  • [유용하 기자의 사이언스 톡] 59년 내 코로나 같은 감염병 또 온다

    [유용하 기자의 사이언스 톡] 59년 내 코로나 같은 감염병 또 온다

    역사학자 윌리엄 맥닐(1917~2016) 전 미국 시카고대 교수는 ‘전염병과 인류의 역사’라는 기념비적 저서에서 “인간의 창의성, 지식, 제도가 아무리 발전하고 개선된다고 하더라도 인간은 질병에 취약한 존재일 수밖에 없다”고 말했습니다. 20세기 들어 위생과 영양 상태가 개선되는 동시에 과학과 의학이 발달하면서 1960년대를 기점으로 감염병은 지속적으로 줄었습니다. 이 때문에 인류는 21세기 초가 되면 더이상 감염병에 고통을 받지 않을 것이라는 희망을 품기도 했습니다. 그렇지만 1990년대 말부터 감염병이 다시 증가해 2002년 사스(중증호흡기증후군), 2009년 신종인플루엔자(H1N1), 2013년 살인진드기, 2014년 서아프리카 에볼라바이러스, 2015년 메르스(중동호흡기증후군)를 비롯해 웨스트나일바이러스, 지카바이러스를 거쳐 2019년 코로나19까지 그야말로 21세기는 ‘신·변종 감염병의 시대’가 됐습니다. 현재 감염병만 놓고 본다면 1960년대 수준으로 되돌아갔다는 평가까지 나오고 있습니다. 코로나19 대유행 상황이 언제 끝날지 모르겠지만 의과학자들은 벌써 ‘포스트 코로나’에 나타날 또 다른 감염병을 예측하고 대비해야 한다고 강조하고 있습니다. 이탈리아 파도바대, 미국 듀크대, 마케트대 공동연구팀은 감염병 발생 통계 분석을 통해 코로나19와 같은 규모의 감염병 발생 가능성이 매년 높아지고 있으며, 앞으로 59년 내에 코로나와 유사한 규모의 감염병이 다시 발생할 가능성이 크다고 25일 밝혔습니다. 이 같은 연구 결과는 미국 국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’ 8월 24일자에 실렸습니다. 연구팀은 1600년부터 1945년까지 발생한 감염병 182건의 확산 강도에 대한 확률 분포를 계산했습니다. 각각의 감염병이 확산된 지리적 범위와 지속 기간, 사망자와 감염자 규모, 당시 사회의 인구사회학적 데이터를 분석해 대유행 감염병의 발생 가능성을 예측한 것입니다. 연구팀에 따르면 전 세계 약 2500만~5000만명의 목숨을 빼앗아 간 스페인 독감이 유행했던 1918~1920년까지 비슷한 규모의 전염병 발병 확률은 연간 0.3~1.9% 수준이었습니다. 그렇지만 최근 코로나19와 비슷한 규모의 감염병 발생 확률은 2%를 훌쩍 넘었고 시간이 갈수록 점점 높아진다고 합니다. 이 같은 계산에 따르면 앞으로 59년 이내에 코로나19와 비슷하거나 더 심각한 감염병이 발생할 것이라고 합니다. 인류 전체를 사라지게 만들 수 있는 감염병도 향후 1만 2000년 내에 발생할 가능성이 매우 높다고도 합니다. 연구팀은 인구 증가, 식품 공급 시스템 변화, 기후변화 등 환경 악화, 인간과 동물 간 빈번한 접촉을 통한 인수공통감염병 증가, 교통·운송 수단의 발달 등 모든 요소가 맞물려 작동하면서 대유행병 발생 확률을 높인다고 설명했습니다. 윌리엄 팬 듀크대 교수는 “이번 연구는 코로나19, 스페인 독감 같은 대규모 감염병이 발생할 가능성이 그 어느 때보다 높아지고 있다는 것을 경고하고 있다”며 “59년 내에 대유행병이 발생할 수 있다는 통계학적 예측은 대유행병이 59년 뒤에 찾아올 것이라는 말이 아니라 지금 당장 또는 내년에라도 또 다른 대유행 감염병이 찾아올 수도 있다는 말”이라고 밝혔습니다.
  • [유용하 기자의 사이언스 톡] 고추 ‘매운맛 지도’로 세계 한 바퀴

    [유용하 기자의 사이언스 톡] 고추 ‘매운맛 지도’로 세계 한 바퀴

    폭염의 기세가 한풀 꺾였다고는 하지만 낮 기온은 여전히 30도를 웃돌면서 덥습니다. 날씨가 더우면 사람들이 쉽게 입맛을 잃게 됩니다. 이 때문에 여름에는 더위도 잊게 해 주고 입맛을 돌게 해 주는 매운 음식을 찾는 이들이 많습니다. 매운맛은 잘 알다시피 혀의 미뢰 세포가 느끼는 단맛, 신맛, 짠맛, 쓴맛, 감칠맛과 달리 혀의 통각이 느끼는 감각입니다. 혀에 통증을 가해 매운맛을 느끼게 해 주는 물질은 캡사이신, 알리신, 피페린 등입니다. 이들 성분은 고추, 마늘, 후추에 포함돼 있습니다. 특히 고추는 매운맛을 낼 때 다른 식재료들보다 널리 사용됩니다. 이 때문에 고추는 요리 문화를 바꾼 식물로 평가받고 있기도 합니다. 김치라는 한국의 독특한 발효식품을 만들어 낼 수 있었던 것도 고추 덕분인 것은 확실합니다. 그렇지만 한반도에서 마늘은 단군신화에 나올 정도로 오랫동안 사용됐지만 고추가 유입된 시기는 명확하지 않습니다. 외국의 과학자들도 고추라는 독특한 식재료의 역사가 궁금했던 모양입니다. 유전자 분석을 통해 고추 유통 역사를 찾아나선 것입니다. ●5대륙 130개국 1만여종 유전자 분석 이탈리아 채소·관상작물연구센터, 토리노대, 독일 라이프치히 식물유전학·작물연구소, 괴팅겐 게오르그 아우구스트대, 대만 세계야채센터, 스페인 발렌시아 기술과학대 농업다양성연구소, 프랑스 국립농업연구소, 네덜란드 바헤닝언대, 터키 바티 아크데니즈 농업연구소, 불가리아 농작물연구소, 이스라엘 식물과학연구소 공동연구팀은 고추가 지역의 음식문화를 바꾸고, 음식문화는 지역별 다른 맛의 고추가 재배될 수 있도록 만들었다고 18일 밝혔습니다. 이 같은 연구 결과는 미국 국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’ 8월 17일자에 실렸습니다. 연구팀은 5대륙 130개국에서 수집한 고추 1만여종에 대한 유전자를 분석하고 각국의 유전자은행이 가진 고추 관련 자료를 바탕으로 유전자의 유사성과 차이, 분리 시기를 정량화했습니다. 식물 유전자은행은 재래종, 계통, 품종, 야생종, 유전계통 등에 따라 수집·보존함으로써 다양한 유전자를 장기간 보존하고 필요에 따라 이용자에게 제공하는 역할을 합니다. ●유럽·아시아 등 1618개 유전적 동일 성 확인 분석 결과 서로 다른 지역에서 수입된 1만여종의 고추 중 1618개는 형태와 맛은 다르지만 유전적으로 동일한 것으로 확인됐습니다. 유럽과 아시아 지역에서 재배되는 고추는 유전자를 공유하고 있으며 아프리카와 유럽 일부 지역의 고추는 북미 대륙의 고추와 유전자를 공유하는 것으로 나타났습니다. 유라시아의 경우는 실크로드를 오가는 대상을 통해 전파됐고, 북미 지역과 유럽, 아프리카 고추는 신대륙 발견과 대서양 횡단 무역으로 전해지면서 유전자를 공유할 수 있었던 것으로 연구팀은 해석했습니다. 또 남미대륙과 동유럽, 아프리카에서는 고유한 유전자를 가진 고추가 많은 것으로 조사되기도 했습니다. ●음식문화가 식재료 유전적 다양성 만들어 연구를 이끈 독일 라이프치히 식물유전학·작물연구소 닐 슈타인 교수는 “식재료의 전파에 따라 음식문화가 변하고 음식문화가 식재료의 유전적 다양성을 만들어 낼 수 있다는 것을 이번 연구로 알 수 있었다”며 “음식뿐만 아니라 인간이 만드는 다양한 문화에 영향을 미칠 수 있는 생물종 다양성의 보존과 관리에 좀더 관심을 기울여야 할 것”이라고 말했습니다.
  • [와우! 과학] 북미 야생화 종 알고보니 곤충 잡아먹는 ‘식충식물’로 확인

    [와우! 과학] 북미 야생화 종 알고보니 곤충 잡아먹는 ‘식충식물’로 확인

    북아메리카 도시 근교에서 널리 서식하는 야생화 종이 곤충을 포획해 양분을 흡수하는 식충식물이라는 사실이 과학자들 덕에 140여 년 만에 밝혀졌다. 뉴욕타임스 등 외신에 따르면, 캐나다 브리티시컬럼비아대(UBC)와 미국 위스콘신대 매디슨캠퍼스 공동연구진은 웨스턴 폴스 아스포델(western false asphodel)이라는 이름을 가진 야생화 종이 줄기에 난 끈적끈적한 선모로 초파리 등 작은 곤충을 포획한다는 사실을 알아냈다.택사목 꽃장포과에 속하는 이 꽃은 북아메리카 대륙의 서해안과 내륙 몬태나주 등에 널리 분포하는 종으로, 늪지나 습지에서 주로 자란다. 밴쿠버 등 주요 도시와 가까운 곳에서 자라는 이 종은 1879년 처음 과학 문헌에 기재됐지만, 지금까지 식충식물이라고는 전혀 생각되지 않았다. 그런데 캐나다 식물학자 숀 그레이엄 UBC 교수팀이 식물유전학에 관한 프로파일 작업 중 이 식물의 유전자에서 식충식물에서 흔히 볼 수 있는 유전적 변이를 발견했다. 이 발견과 함께 이 식물이 자라는 곳은 식충식물이 자라는 조건을 충족한다는 점과 줄기에 점착성이 있고 작은 곤충이 잘 달라붙는다는 점을 추가로 확인한 연구자들은 이 종이 식충식물일 가능성이 있다고 의심하기 시작했다.연구진이 공개한 사진에서 하얀색 꽃을 피우고 있는 이 식물의 굵은 줄기에는 점착성이 있어 이 부분에 작은 곤충이 붙기 쉽다. 연구진은 이 식물이 식충식물인지를 확인하기 위해 초파리에게 질소의 안정 동위원소인 질소 15를 흡수하게 해 이 식물의 줄기에 부착하는 실험을 시행했다. 이후 이 식물에 함유된 질소를 분석한 결과 초파리가 흡수한 질소 15가 발견돼 실제로 곤충의 양분을 흡수하는 것이 확인됐다는 것이다. 연구진의 추정에 따르면, 이 식물은 질소의 약 64%를 곤충에게서 얻는다.연구진은 또 이 식물의 줄기에 나 있는 점착성 털이 포스파타아제(인산가수분해효소)라고 하는 소화 효소를 분비한다는 점도 발견했다. 포스파타아제는 다른 식충식물도 사용하는 소화 효소로 먹이가 되는 인이 함유된 양분을 분해한다. 이에 대해 연구논문 주저자인 첸시 린 UBC 연구원은 “이 식물의 특이한 점은 곤충에 의해 꽃가루를 매개하는 꽃 부분 근처에서 먹이를 잡는 것”이라면서 “보통 파리지옥 등의 식충식물은 곤충에 의한 꽃가루 매개를 방해하지 않도록 꽃 부위로부터 먼 곳에 덫이 있다”고 설명했다. 그런데 이 식물은 줄기의 점착성이 꽃가루 매개에 그리 유익하지 않은 작은 곤충을 잡을 수 있지만, 꽃가루 매개자로 기능하는 꿀벌과 나비 등 큰 곤충은 잡을 수 없어 꽃가루를 매개하지 않는 곤충만을 선별해서 잡는다는 것이다. 연구 책임저자인 그레이엄 교수도 “택사목 식충식물이 발견된 사례는 이번이 처음으로 이 식물이 설마 육식성일 줄은 몰랐다”고 말했다. 연구에는 관여하지 않은 미국의 저명한 식물학자로 하버드대의 에런 엘리슨 박사는 “이번 발견은 과학적 사고의 멋진 연쇄 결과”라면서 “기존 식충식물은 특수한 잎으로 벌레를 잡기 때문에 줄기를 이용해 벌레를 잡는 이 식물의 발견은 상당한 놀라운 일”이라고 말했다. 자세한 연구 결과는 미국국립과학원회보(PNAS) 최신호에 실렸다. 사진=UBC
  • [달콤한 사이언스] 열심히 공부하는데 왜 수학성적 오르지 않을까, 알고보니...

    [달콤한 사이언스] 열심히 공부하는데 왜 수학성적 오르지 않을까, 알고보니...

    초, 중, 고등학교를 다니는 자녀가 있는 부모들은 아이들이 자신들보다 공부를 잘 했으면, 특히 대학입시와 직결되는 수학과목을 잘 했으면 하는 바람을 갖고 있다. 방학을 맞아 서점을 찾거나 오프라인 서적 교육분야만 봐도 수학공부를 잘할 수 있는 ‘비법’(?)을 공개한 책들이 상당히 많다는 것을 알 수 있다. 공통적으로 공부를 잘 하기 위해서는 오랜 시간 자리에 앉아 집중해야 하며 수학시험에 익숙해지기 위해서는 기본 개념을 완벽하게 이해하고 문제를 많이 풀어보라고 조언하고 있다. 그렇지만 오랜 시간 책상 앞에 앉아 교과서와 문제집을 열심히 공부하는데도 생각만큼 성적이 오르지 않는 경우도 적지 않다. 책이나 전문가라는 사람들이 조언하는 것 말고 다른 것이 있는 것이 아닐까. 이런 상황에서 뇌신경과학자, 인지과학자, 심리학자들은 뇌 속 특정 신경전달물질이 많은 아이들이 수학성적이나 학업성취도가 높다는 연구결과를 내놨다. 영국 옥스포드대 실험심리학과, 스완지대 심리학과, 러프버러대 수학인지연구센터, 서리대 심리학과, 애스턴대 심리학부, 미국 퍼듀대 보건·인간과학부 공동연구팀은 학업성적, 특히 수학성적은 뇌 후두정엽의 두정엽내고랑 부분 ‘가바’(GABA)와 ‘글루타메이트’라는 신경전달물질의 양과 비율이 좌우한다는 사실을 확인했다. 이번 연구결과는 미국공공과학도서관에서 발행하는 생물학 분야 국제학술지 ‘플로스 생물학’ 7월 23일자에 실렸다. 연구팀은 20세 이상 성인과 6~19세 아동, 청소년 255명을 대상으로 수학시험(60분)과 일반 인지능력 평가(30분)를 실시했다. 또 1년 6개월이 지난 뒤 다시 수학과 인지능력 분야 평가를 했다. 이와 함께 연구팀은 시험 전후에 실험참가자들의 뇌를 기능적 자기공명영상(fMRI)으로 촬영했다. 연구팀은 fMRI를 통해 뇌신경전달물질 중 가바(GABA)와 글루타메이트 분비에 주목했다. 가바(GABA)는 억제성 신경전달물질이며 글루타메이트는 글루탐산으로 불리는 흥분성 신경전달물질이다. 흔히 가바는 수면 유도에 도움이 되며 글루타메이트가 체내에 과다분비될 경우는 치매나 각종 신경정신질환을 앓을 가능성이 높은 것으로 알려져 있다. 가바는 학습능력과 뇌 가소성에도 영향을 미친다는 연구결과들이 있다. 뇌 가소성은 개인이 평생동안 겪는 환경변화나 자극 등으로 조금씩 변할 수 있는 능력이다. 분석 결과부터 보면 가바와 글루타메이트의 농도가 수학과 같은 복잡한 학습능력과 밀접한 관계를 갖고 있으며 아동·청소년과 성인의 수리인지능력과 두 신경전달물질의 농도는 서로 다른 상관관계를 보이는 것으로 조사됐다. 연구팀에 따르면 20대 이하 아동, 청소년에게 있어서는 두정엽내고랑 부분의 가바 수치가 높을수록 수에 대한 인지능력이 뛰어나고 수학성적도 높은 것으로 조사됐다. 글루타메이트 수치가 아동, 청소년들의 수학성적은 그에 못 미치는 것으로 조사됐다. 반면 20대 이상 성인에게 있어서 두정엽내고랑 부분 가바 수치가 높으면 오히려 수학성적이나 수리인지능력이 떨어지는 것으로 나타났다. 오히려 글루타메이트 수치가 높은 성인들이 수리에 밝은 것으로 확인돼 전혀 반대의 결과를 보인 것이다.연구를 이끈 영국 옥스포드대 로이 코언 카도시 교수(인지신경과학)는 “이번 연구는 뇌 가소성에 관여하는 신경전달물질이 연령으로 표현되는 인간의 발달단계에 따라 관여하는 정도가 달라진다는 것을 보여주고 있다”라고 설명했다. 카도시 교수는 “신경전달물질이 학업성취도나 수학성적에 상당한 영향을 미치는 것도 사실이지만 수학공부를 중도에 포기하거나 하지 않는 경우는 수학을 더 못하게 되고 학업성적까지 떨어지게 된다”라며 “앞서 연구에서 수학공부를 중도 포기할 경우 전체적인 뇌인지기능이 떨어진다는 사실도 염두에 둬야할 것”이라고 덧붙였다. 카도시 교수는 수학·수리인지와 학습인지능력 분야에서 세계적인 학자이다. 카도시 교수가 이끄는 옥스포드대 연구진은 러프러버대 수학인지연구센터, 웰컴 통합신경이미지연구센터와 함께 아동, 청소년기에 수학 공부를 포기하거나 중단하면 뇌인지기능 발달에 부정적인 영향을 미친다는 연구결과를 지난 6월 8일 미국 국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’에 발표하기도 했다.
  • [핵잼 사이언스] 피카츄의 실제모델 ‘피카’의 생존비결은 야크의 ‘똥’

    [핵잼 사이언스] 피카츄의 실제모델 ‘피카’의 생존비결은 야크의 ‘똥’

    봉긋 솟은 귀와 뭉뚝한 코, 인형같은 눈을 가진 외모 덕에 인기를 끌고있는 피카의 놀라운 생존 비결이 밝혀졌다. 최근 스코틀랜드 애버딘 대학과 중국과학원 연구팀은 티베트 고원지대 등에 서식하는 피카의 생존 비결은 야크의 '똥'을 먹는 것이라는 연구결과를 미국 국립과학원 회보(PNAS) 19일 자에 발표했다. 세계적인 인기를 끈 애니메이션 포켓몬스터의 피카츄 실제 모델로 알려진 피카는 '고원우는토끼'(학명·Ochotona curzoniae)로 불리는데, 해발 5000m 전후의 티베트 고산지대에 살아 인간에게 잘 목격되지 않는다. 다 자랐을 때 몸무게가 약 140g 정도로 작지만 놀랍게도 피카는 -30℃를 오르내리는 극한의 환경에서도 살아남아 '가문'을 이어왔다. 일반적으로 토끼같은 포유동물의 먹잇감은 풀인데 이 정도 환경이면 풀을 찾기도 어렵고 찾아도 상태가 좋지않다. 특히 최악의 환경인 겨울철이 되면 대부분의 동물은 겨울잠에 들지만 먹을 것이 별로 없는 피카에게는 언감생심이다. 그렇다면 어떻게 피카는 극한의 환경에서 살아남을 수 있었던 것일까? 이에대한 해답은 총 156마리의 피카를 대상으로 한 장기간의 추적 관찰을 통해 밝혀졌다. 연구팀은 156마리의 일일에너지 소비량을 측정했으며 27마리에게는 온도 센서를 이식했다. 이를 통해 연구팀은 피카가 겨울철에 에너지를 절약하기 위해 활동을 제한하며 신진대사를 29.7%나 줄인다는 것을 알아냈다. 이는 동면하지 않는 다른 동물과는 반대다. 대부분의 비동면성 동물들은 겨울철에는 더 많은 에너지를 소모하면서 따뜻함을 유지하기 위해 노력하기 때문이다. 특히 극한의 환경에 사는 피카의 에너지원은 야크의 똥이었다. 논문의 제1 저자인 존 스피크맨은 "피카와 토끼를 포함한 많은 동물들이 자신의 배설물을 먹는데 이는 처음에 소화하지 못한 영양분을 흡수하는데 도움을 줄 수 있다"면서 "다만 다른 종의 배설물을 먹는 것은 상대적으로 드물다"고 설명했다. 이어 "피카가 야크의 똥을 먹는 것이 다른 음식을 찾는 것보다 에너지 소모를 줄일 수 있다"면서 "야크의 배설물을 통해 부족한 영양소와 물을 보충할 수 있으나 장내 기생출에 노출되는 잠재적 위험요소가 있다"고 덧붙였다. 한편 피카는 중국이 애지중지하는 판다보다 더욱 희귀하며 심각한 멸종 위기에 놓여있다. 지구 온난화로 인해 서식지가 줄어든 것은 물론 환경오염과 사람들 사이에 고가로 거래되는 탓에 포획이 늘었기 때문이다. 
  • [핵잼 사이언스] 7만 년 전 슈퍼화산 폭발에도 초기 인류 생존…이유는?

    [핵잼 사이언스] 7만 년 전 슈퍼화산 폭발에도 초기 인류 생존…이유는?

    인도네시아의 슈퍼 화산인 토바 화산이 7만4000년 전 폭발해 세계적으로 심각한 기후 변화를 일으켰지만, 초기 인류가 살아남을 수 있었던 이유를 과학자들이 제시했다. 미국과 영국의 공동연구진은 지난 200만 년간 발생한 화산 분화 사례 중 규모가 가장 큰 것으로 손꼽히는 7만4000년 전 토바 화산 폭발이 지구의 기후 변화에 미친 영향을 조사했다. 이들 연구자는 이번 연구에서 토바 화산 폭발 규모와 화산재 도달 고도 그리고 당시 기후 상태 등 다양한 조건을 토대로 42차례에 걸쳐 지구 기후 모형 시뮬레이션을 분석했다.그 결과, 토바 화산의 폭발로 인한 기후 변화는 지역에 따라 상당한 차이가 있었던 것으로 나타났다. 시뮬레이션에서는 기후 모형의 매개변수에 따라 북반구의 기온은 4℃까지 떨어졌고 국지적으로는 10℃까지 떨어진 것으로 예측했다. 반면 토바 화산의 가장 심각한 폭발 조건에서도 아프리카 남부나 인도와 같은 지역에서는 화산 폭발로 인한 황 배출로 강수량이 줄어들긴 했지만, 초기 인류가 거주한 지역을 포함한 남반구에서는 기온이 4℃ 미만으로 떨어지지 않았다. 이는 토바 화산의 대규모 분화가 아프리카에서 태동한 초기 인류의 발달에 미미한 영향을 미쳤다는 독립적이고 고고학적인 증거를 뒷받침한다. 이에 대해 연구 주저자인 미국 뉴욕시립대의 밴저민 블랙 박사는 “우리는 많은 기후 모형의 시뮬레이션을 통해 역설처럼 보이는 문제를 해결할 수 있었다”면서 “기후 모형화로 과거 화산 폭발이 일어나 기후에 심각한 영향을 줬을지도 모르지만, 아프리카의 고고학적이고 고기후에 관한 기록은 그렇게 극적인 반응을 보이지 않았다는 점을 알았다”고 설명했다. 또 “아프리카나 인도와 같은 지역은 (화산 폭발로 인한 기후 변화에 대해) 상대적으로 대처할 수 있는 지역이었기에 기존의 과학자들은 잘못된 장소에서 원인을 찾고 있었을지도 모른다”면서 “고대 조상인 네안데르탈인과 데니수아인 역시 당시 유럽과 아시아에서 살고 있었으므로 토바 화산의 폭발이 이들 인종에게 미친 영향을 평가할 가치가 있다”고 지적했다. 이어 “현생 인류는 대부분 온화한 기후를 지닌 지역에서 거주하고 있었다. 따라서 화산 폭발이 일어났을 때 가장 심한 기온 저하를 겪더라도 그렇게 추운 날은 많지 않았을 것”이라고 덧붙였다.일부 전문가는 토바 화산이 당시 폭발로 미시간 호수보다 더 큰 용적인 약 5300㎦의 마그마를 분출하고 이로 인한 화산재는 최고 40㎞의 고도에 도달했는데 이는 태양을 가려 몇 년간 지구를 대폭 춥게 만들었다고 추정한다. 이 거대한 폭발은 화산 겨울을 일으켰고 이는 거의 10년간 지속된 것으로 여겨진다. 이는 인류의 진화 과정에서 크게 영향을 줘 어쩌면 거의 멸종에 이를 뻔한 결과를 가져와 당시 세계 인구가 최소 1만 명에서 최대 3만 명밖에 되지 않았다고 추정한다. 반면 2018년 발표된 연구를 포함한 또 다른 몇몇 연구에서는 토바 화산의 폭발이 인류를 위험에 빠뜨리지는 않았던 것으로 나타났다. 이에 대해 이번 연구 공동저자로 영국 케임브리지대의 안자 슈미트 박사는 “우리 연구는 약 7만 4000년 전 토바 화산 폭발의 여파에 관한 법의학적인 분석일 뿐만 아니라 오늘날에도 이런 대규모 폭발이 미칠 수 있는 불균형적인 영향을 이해하는 수단이 되기도 한다”면서 “궁극적으로 이는 앞으로 화산 폭발로 인한 환경과 사회의 위험을 줄이는 데 도움이 될 것”이라고 말했다. 자세한 연구 결과는 국제 학술지 ‘미국국립과학원회보’(PNAS) 최신호(7월 5일자)에 실렸다.
  • 호주서 멸종한 토착 쥐, 150년 만에 외딴 섬 생존 확인 (연구)

    호주서 멸종한 토착 쥐, 150년 만에 외딴 섬 생존 확인 (연구)

    호주에서 지금까지 멸종된 줄로만 알았던 토착 쥐 한 종이 150여 년이 지나서야 외딴 섬에 살고 있는 것으로 확인됐다고 CNN 등 외신이 전했다. 보도에 따르면, 호주국립대 등 연구진은 오래전 호주에서 멸종한 오스트레일리아쥐속 설치류 8종과 오늘날까지 살아남은 같은 속 설치류 42종의 DNA 표본을 비교 분석했다. 그 결과, 멸종한 설치류인 굴드쥐(학명 Pseudomys gouldii)가 현존하는 샤크만쥐(학명 Pseudomys fieldi)와 유전적으로 구분할 수 없는 것으로 나타났다. 이는 두 설치류가 같은 종으로, 굴드쥐가 멸종한 것이 아니라는 점을 보여준다. 굴드쥐는 서호주 남서부에서부터 뉴사우스웨일스까지 호주 전역에서 발견됐지만, 1857년을 끝으로 지금까지 발견되지 않았던 것으로 전해졌다. 1788년 유럽인의 호주 정착 뒤 호주 토착종의 쇠퇴를 연구해온 연구진은 “외래종의 유입과 농경지 개간 그리고 새로운 질병이 토착종을 죽게 했다”면서도 “기후 변화와 화재 관리 소홀 또한 개체 수 감소에 영향을 줬다”고 설명했다. 살아남은 굴드쥐는 샤크만 지역에 있는 면적 약 42㎢의 버니어 섬에서 확인됐다. 이에 따라 연구진은 이 토착종이 멸종하지 않으려면 하나의 작은 집단만으로 충분하지 않다고 판단해 일부 개체를 다른 두 섬으로 옮겨 살 수 있도록 했다. 이에 대해 연구 주저자로 호주국립대의 진화생물학자 에밀리 로이크로프트 박사는 “1788년 유럽인이 호주에 정착한 뒤 호주 설치류의 멸종률은 상위 포유류 멸종의 41%를 차지할 만큼 비정상적으로 높기에 굴드쥐의 부활은 좋은 소식이 된다”고 말했다. 로이크로프트 박사는 또 “굴드쥐가 여전히 살아있다는 사실은 놀랍지만, 호주 본토에서 사라졌다는 점은 과거 호주 전역에 살던 이 종이 어떤 이유로 급격히 줄어 외딴 섬에서밖에 살 수 없게 됐다는 것을 보여준다”면서 “이는 개체 수 붕괴 규모 중 가장 큰 것”이라고 설명했다. 이밖에도 연구진은 멸종 직전에 유전적 다양성이 높았던 것으로 밝혀진 다른 멸종 토착 7종을 연구해 이들 종이 유럽인이 정착하기 전 널리 분포했다는 점을 보여줬다. 이 부분에 대해 로이크로프트 박사는 “이 결과는 유전적 다양성이 멸종에 대비할 수 있는 보장성 보험을 제공하지 못한다는 점을 보여준다”고 지적했다. 자세한 연구 결과는 국제 학술지 미국국립과학원회보(PNAS) 7월호에 실릴 예정이다. 사진=호주야생동물관리국(AWC)
  • [유용하 기자의 사이언스 톡] ‘수포자’ 되면 뇌 인지력 떨어져요

    [유용하 기자의 사이언스 톡] ‘수포자’ 되면 뇌 인지력 떨어져요

    10여년 전 ‘북유럽 배우기’가 유행이었을 때 핀란드와 스웨덴, 노르웨이, 독일의 수학·과학 교육 현장을 취재하러 간 적이 있습니다. 우리와는 다른 사회적, 역사적 배경을 가진 나라의 수업현장을 한 번 본다고 뭘 알 수 있었겠냐마는 입시를 목표로 한 문제풀이 중심의 한국 수학수업 분위기와는 달랐습니다. 교사는 새로운 개념을 가르칠 때 현실에서는 어떻게 사용되는지 다양한 사례를 들면서 흥미와 학습동기를 부여하려 노력하고 있었습니다. 그러다 보니 수업 중에 졸거나 딴짓하는 아이들은 볼 수 없었습니다. ●한국 학생 수학 흥미·자신감 최하위권 지난해 말 발표된 ‘수학·과학 성취도 국제비교연구 2019’를 보면 한국 학생들의 과목 점수는 최상위권이었지만 흥미도와 자신감은 최하위권으로 나타났습니다. 부모들만 모를 뿐 성적이 상위권인 학생들 중에서도 수학을 좋아하는 아이들은 찾아보기 힘들고, 수학을 안 배웠으면 좋겠다는 생각을 하는 아이들도 많다고 합니다. 사회생활 때 별로 써먹을 것 같지도 않은 수학, 진짜로 그냥 포기해 버리면 어떨까요. 영국 옥스퍼드대 실험심리학과, 웰컴 통합신경이미지연구센터, 러프버러대 수학인지연구센터 공동연구팀도 이런 궁금증을 갖고 있었나 봅니다. 결론부터 말하자면 아동·청소년기에 수학 공부를 포기하거나 중단하면 뇌인지기능 발달에 부정적 영향을 미치게 된다고 합니다. 이 같은 연구 결과는 미국 국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’ 6월 8일자에 실렸습니다. ●英대학 실험, 수학 중단 → 뇌 활성화 저하 많은 국가들과는 달리 영국을 포함한 일부 나라에서는 학생이 16세에 수학 공부 중단을 결정할 수 있다고 합니다. 연구팀은 수학교육의 중단이 뇌인지기능 발달에 어떤 영향을 미치는지 알아보기 위해 14~18세 남녀 청소년 133명을 대상으로 ‘H자기공명분광법’으로 좌측중전두회의 ‘가바’라는 신경전달물질 농도를 측정했습니다. 좌측중전두회와 가바는 의사결정과 추론, 문제해결, 학습능력은 물론 뇌 가소성에도 영향을 미친다고 합니다. 연구 결과 수학교육을 의무적으로 받는 15세까지는 수학 성적과 상관없이 아이들의 좌측중전두회 활성 정도와 가바 농도의 편차가 크지 않았지만 16세 이후 수학 공부를 중단한 아이들은 좌측중전두회 활성 정도가 급격히 떨어지고 가바 농도도 큰 폭으로 감소하는 것으로 나타났습니다. ●억지 공부 도움 안 돼… 추론교육 등 필요 연구팀에 따르면 가바의 양과 좌측중전두회 측정만으로도 인지능력과 무관하게 수학을 공부하고 있는지 중단했는지를 구분할 수 있었으며 이미 배웠던 학습 내용에 대한 수학시험 점수 변화까지도 성공적으로 예측할 수 있었다고 합니다. 수학 공부를 꾸준히 한 학생들은 성적과 상관없이 수학을 중단한 아이들에 비해 뇌 가소성과 문제해결능력 등이 우수한 것으로 나타났습니다. 연구를 이끈 로이 코언 카도시 옥스퍼드대 교수(인지신경과학)는 “청소년기에 자의든 타의든 수학공부를 중단하는 것은 인생 전체에서 중요한 격차를 만드는 시작점이 될 수 있다”고 지적했습니다. 카도시 교수는 “또 하나의 문제는 싫어하는 일을 억지로 하면 뇌가 저항하기 때문에 수학 공부를 강제로 시키는 것도 뇌 발달에는 큰 도움이 되지 않는다는 점”이라면서 “모든 학생이 수학을 좋아할 수 없는 만큼 수학 공부와 동일한 효과를 갖는 논리, 추론교육 등을 커리큘럼에 반영할 필요가 있다”고 조언했습니다. edmondy@seoul.co.kr
  • [달콤한 사이언스] 철새들 밤만 되면 건물에 부딪쳐 죽는 이유, 알고보니...

    [달콤한 사이언스] 철새들 밤만 되면 건물에 부딪쳐 죽는 이유, 알고보니...

    고층빌딩이나 남산 같은 곳에서 서울 시내의 밤풍경을 보노라면 탄성을 자아낼 수 밖에 없다. 어둠을 뚫고 밝게 빛나는 건물들과 꼬리에 꼬리를 물고 있는 자동차의 불빛으로 불야성을 이루고 있는 서울의 밤은 한국을 찾은 외국인들이 가장 놀라워하는 광경이다. 1879년 토머스 에디슨이 미국 뉴저지 멘로파크 연구소에서 백열전구를 처음 공개하고 10여년 뒤인 1887년 3월 6일 조선의 왕궁인 경복궁 내 건청궁을 환하게 비춘 인공조명이 지금과 같은 서울의 밤풍경을 만들 것이라고 그 때는 아무도 상상하지 못했을 것이다. 이후 다양한 인공조명이 등장해 인간의 활동시간을 획기적으로 늘렸지만 야간 인공조명은 빛공해 수준에 이르러 갖가지 문제들을 만들어 내고 있다. 여러 문제 중 생물학자들은 불야성 같은 도시의 밤이 철새의 조기 사망원인이라는 연구결과를 내놔 충격을 주고 있다. 미국 코넬대 조류학연구실, 시카고 필드자연사박물관, 콜로라도주립대 수산·야생·보존생물학과, 매사추세츠 앰허스트대 정보컴퓨터과학부, 미시건 앤아버대 동물학박물관, 생태·진화생물학과 공동연구팀은 도심의 높은 건물과 밤을 대낮처럼 밝히는 불빛이 철새들이 건물에 부딪쳐 사망하게 만든다는 것을 밝혀내고 미국국립과학원에서 발행하는국제학술지 ‘PNAS’ 6월 8일자에 발표했다. 신라시대 화가 솔거가 황룡사에 그린 벽화 ‘노송도’를 보고 날아가던 새가 나뭇가지에 앉으려고 날아들었다가 죽은 것처럼 요즘 새들은 밝은 빛을 보고 고층 건물에 뛰어들어 죽는다는 것이다.연구팀은 시카고 필드자연사박물관에서 약 1.6㎞ 떨어진 북미 최대 컨벤션센터인 맥코믹 플레이스 레이크사이드센터에 매년 봄과 가을철 많게는 200마리 가까운 새들이 벽에 부딪쳐 죽는다는 사실을 알고 원인 분석에 나섰다. 연구팀은 맥코믹 플레이스가 운영하지 않는 때에는 건물에 부딪쳐 죽는 새들이 많지 않다는 사실에 착안했다. 연구팀은 2000~2020년까지 매년 봄(3~5월)과 가을(8~11월) 시카고 지역의 날씨조건, 철새들의 종류와 이동경로, 맥코믹 플레이스의 창문 숫자, 그 중에서 밤에 밖에서 빛이 관찰되는 창문의 숫자, 새들의 건물충돌건수 등 다양한 관련데이터들을 정밀 분석했다. 분석결과 약 20년 동안 1만 1567건의 조류 충돌사망사고가 있었으며 그 중 64.8%가 가을철에 주로 발생한 것으로 조사됐다. 새들의 충돌사고는 밤에 움직이는 새들의 개체수, 바람의 방향도 영향을 미치지만 가장 결정적인 원인은 빛이라는 사실을 연구팀은 밝혀냈다. 맥코믹 플레이스가 미시건 호수와 가까워 철새들의 이동경로에 있다는 점을 감안하더라도 새들의 충돌사망사고는 지나치게 많고 이는 다른 원인, 바로 빛 때문이라는 것을 지목한다고 연구팀은 강조했다.실제로 코로나19로 인해 맥코믹 플레이스에서 행사들이 거의 열리지 않아 사실상 건물이 셧다운돼 야간조명이 켜지지 않았던 지난해는 새들의 충돌사망사고가 거의 발생하지 않았다고 연구팀은 확인했다. 연구팀에 따르면 밤에 불켜진 창문의 갯수나 면적을 절반으로 줄이면 봄철에는 11번, 가을철에는 6번까지 충돌횟수를 줄일 수 있다고 조언했다. 특히 철새들이 이동하는 가을철 불빛의 절반을 줄이면 맥코믹 플레이스에 충돌해 죽는 새들의 숫자는 59% 이상 줄어들 것이라는 분석결과를 연구팀은 내놨다. 연구를 이끈 미시간 앤아버대 생태·진화생물학과 벤 윙거 교수(조류생태학)는 “북미지역 뿐만 아니라 전 세계 많은 고층, 대형건물들이 만들어 내는 빛 공해가 새들을 죽이는 원인이 되고 있다”라면서 “빛 공해는 조류충돌 뿐만 아니라 인간의 건강에도 악영향을 미치는 만큼 줄이는 것이 필요하다”고 설명했다. 이번 연구에 앞서 많은 과학자들이 인공조명에 의한 빛공해가 생체주기를 조절하는 역할을 하는 멜라토닌 수치를 감소시키고 야행성 동물들의 활동시간을 줄이는가 하면 주행 중인 자동차 불빛에 날아들었다가 죽는 곤충들도 늘고 있으며 햇빛과 착각해 각종 이상행동을 보이는 동물들도 증가하고 있다는 연구결과를 내놓기도 했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • [와우! 과학] 바위도 부수는 ‘쇳니’ 지닌 생물의 비밀…이빨에 희소광석 함유

    [와우! 과학] 바위도 부수는 ‘쇳니’ 지닌 생물의 비밀…이빨에 희소광석 함유

    해안선 암벽에서만 볼 수 있는 ‘산타바바라이트’(Santabarbaraite)라는 이름의 보기 드문 광석이 한 연체동물의 이빨에서 발견됐다. 이 동물은 식용이 가능한 말군부(학명 Cryptochiton stelleri)라는 종으로, 주로 북태평양 연안에 분포하며 우리나라 동해 연안 수심 50m 이상의 저층 암초 지대에서도 간혹 발견된다. 연구를 수행한 미국 노스웨스턴대 발표에 따르면, 산타바바라이트가 생물체에서 발견된 사례는 이번이 처음이다. 말군부는 몸길이 최대 36㎝의 타원형 몸을 갖고 있으며 연체동물문 다판강(Polyplacophora) 중에서는 세계 최대종이다. 적갈색 몸이 마치 다진 고기를 식빵 모양으로 구운 요리인 미트로프처럼 보여 '방랑하는 미트로프'라는 별명으로도 불린다. 지금까지의 연구에서 말군부는 혀처럼 가늘고 긴 돌기를 갖고 있으며 거기에는 치설이라고 부르는 작고 딱딱한 이빨이 빽빽하게 나 있는 것으로 확인됐다. 먹이를 먹을 때 이 치설로 바위를 긁어 조류 등을 벗겨 먹는다는 것이다. 노스웨스턴대 연구진은 이 튼튼한 이빨의 성분을 확인하기 위해 싱크로트론 광원이나 투과형 전자현미경 등 첨단 기술을 이용해 분석했다. 그 결과 이빨 안에는 산타바바라이트가 함유돼 있었던 것이다. 산타바바라이트는 2000년 이탈리아 토스카나 연안부에서 처음 발견된 광석이다. 이에 대해 연구 주저자인 더크 조스터 박사는 “산타바바라이트는 수분 함량이 높아 밀도가 낮은데도 견고함을 유지한다”면서 “말군부는 이를 치설에 함유함으로써 이빨을 강하게 만들 수 있을지도 모른다”고 지적했다.연구진이 공개한 사진은 말군부의 치설 모습으로, 중앙의 검은색 부분에 산타바바라이트가 함유돼 있다. 이 사진은 또 치설의 성장 과정을 보여주기 위해 합성한 것인데 왼쪽이 성장 초기, 오른쪽이 성숙기에 해당한다.조스터 박사는 “산타바바라이트는 지질학적인 표본조차 극히 미량 만이 관찰됐으며 생물 체내에 발견된 사례는 이번이 처음”이라면서 “이번 발견은 말군부의 이빨이 매우 단단한 이유 외에도 바위를 긁어 먹이를 떼어내는데 견딜 수 있는 내구성의 비밀에 대해서도 밝혀준다”고 말했다. 앞으로 연구진은 이빨에 포함된 광물을 바탕으로 매우 단단하고 내구성이 높은 소재를 개발하는 연구를 진행해 나갈 계획이다. 자세한 연구 성과는 미국 국립과학원회보(PNAS) 최신호에 실릴 예정이다. 사진=노스웨스턴대 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr
  • [달콤한 사이언스] 할머니가 들려주는 옛날이야기, 스트레스와 통증 줄인다

    [달콤한 사이언스] 할머니가 들려주는 옛날이야기, 스트레스와 통증 줄인다

    어렸을 적 아플 때 엄마나 할머니가 ‘엄마손은 약손’ ‘할머니 손은 약손’이라고 하면서 아픈 곳을 문질러주면서 옛날 이야기를 들려주셨던 기억이 한 번쯤은 있을 것이다. 신기하게도 옛날 이야기를 듣고 있다보면 아팠던 것이 실제로 사라지는 경우도 많다. 의학자와 심리학자들이 아픈 사람에게 옛날 이야기를 들려주는 것이 병으로 인한 스트레스와 통증을 줄여주는데 도움이 된다는 사실이 확인됐다. 브라질 ABC연방대 자연·인문과학연구센터, 모지다스크루즈대 교육학과, 기술연구센터, 상파울로 연방대 실험심리학과, 무리아에 암 병원, 아르헨티나 부에노스아이레스대 컴퓨터과학연구소, 리오데자네이루 도르연구교육연구소, 뉴질랜드 웰링턴 빅토리아대 심리학부, 미국 팔로알토 과학연구소 공동연구팀은 아픈 사람에게 옛날 이야기를 들려주거나 줄거리 있는 책을 읽어주는 것이 통증과 스트레스를 줄이는데 도움이 된다고 31일 밝혔다. 이번 연구결과는 미국국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’ 5월 25일자에 실렸다. ‘이야기하기’(storytelling)는 오래 전부터 인류가 가지고 있었던 특성 중 하나로 종교나 신화, 전설부터 현대 영화나 소설도 이야기하기에서 비롯된 것이다. 좋은 이야기는 하나의 현실에서 다른 현실로 옮겨가는 것으로 고통을 분산시키고 심리적 불안감을 완화시키는데 도움이 있는 것으로 알려져 있다. 그렇지만 이 같은 이야기를 들려주고 듣는 것에 대한 심리적, 육체적 장점에 대해 과학적으로 증명된 바가 없었다. 이에 연구팀은 천식, 기관지염, 폐렴 등 각종 중증질환으로 집중치료실(ICU)에 입원해 있는 2~9세 남녀 어린이 81명을 대상으로 실험했다. 연구팀은 이들을 두 집단으로 나눠 하루 25~30분씩 한 집단은 동화구연사가 아이들에게 옛날 이야기나 동화책을 실감나게 읽어주도록 했고 다른 그룹은 수수께끼를 내거나 코미디를 보여주거나 스토리가 없는 웃기는 이야기를 들려줬다. 연구팀은 실험 대상아동들에게 이야기를 들려주기 전과 후에 침을 채취해 스트레스 호르몬인 코르티솔과 사랑호르몬으로 알려져 진통효과가 있는 옥시토신 호르몬의 수치를 측정하고 통증과 스트레스의 정도에 대한 설문조사를 실시했다. 실험 결과, 두 그룹 모두 코르티솔 수치는 낮아지고 옥시토신은 늘어나는 것이 관찰됐지만 동화구연가들에게서 줄거리가 있는 이야기를 들은 아이들이 수수께끼나 코미디를 들은 아이들보다 통증이나 스트레스 지수는 절반 이하로 낮아졌으며 옥시토신 분비는 두 배 이상인 것으로 확인됐다. 연구팀은 이에 대해 스토리텔링을 통한 상호작용이 환자의 육체적, 정신적 통증을 분산시키고 심리적 고통을 완화시킬 수 있다는 속설이 증명된 것이라고 설명했다. 윌리엄 브루킹턴 브라질 ABC연방대 교수는 “아이들은 이야기를 듣고 이에 반응을 보이는 과정에서 ‘서술전달’(narrative transportation)이라는 현상을 통해 자신이 있는 병실, 입원이라는 상황과 다른 감각을 경험할 수 있게 된다”라고 설명했다. 브루킹턴 교수는 “이번 연구는 병원에서 환자의 통증과 스트레스를 줄여주기 위해 비용이 저렴하고 안전성이 높은 방법이 이야기하기라는 것을 보여주고 있다”라며 “추가 연구가 필요하겠지만 아이들 뿐만 아니라 성인 환자들도 이야기를 나누고 들어줄 대상이 있다면 치료효과가 훨씬 높아질 수 있을 것”이라고 덧붙였다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • [유용하의 사이언스 브런치] 온난화 가속화시키는 영구동토층, 온난화 늦추는 숲

    [유용하의 사이언스 브런치] 온난화 가속화시키는 영구동토층, 온난화 늦추는 숲

    SF영화 ‘인터스텔라’에는 기후변화로 인해 곳곳이 사막화되고 그로 인한 거대한 모래폭풍이 마을을 덮치는 장면이 나온다. 전문가들은 지구온난화가 가속화된다면 영화 속 이야기라고만 할 수 없을 것이라고 경고하고 있다. 이런 가운데 영구동토층이 기후변화를 가속화시킬 수 있는 심각한 위협이라는 지적과 함께 숲이 기후변화를 막을 수 있는 효과적인 방패가 될 수 있다는 분석과 극단적 환경 위협에도 살아남을 수 있는 식물 유전자를 발견했다는 연구 결과들이 동시에 나왔다.미국 우드웰 기후연구센터, 하버드대 과학·국제문제연구센터 공동연구팀은 지구온난화로 인해 극지방과 주변의 영구동토층이 녹으면서 땅속 온실가스가 대기 중으로 대규모 배출돼 기후변화를 가속화시킬 것이며 이 같은 상황은 현재의 기후변화 대응방식만으로는 막기가 쉽지 않을 것이라는 분석 결과를 23일 제시했다. 이번 연구 결과는 미국국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’ 5월 18일자에 실렸다. 최근 10년간 극지방, 특히 북극지역의 급격한 온난화는 북극 빙하와 영구동토층 해빙, 시베리아의 기록적 폭염, 잦은 산불의 원인이 되고 있다. 연구팀에 따르면 북극 영구동토층은 지난 수천년 동안 탄소를 축적해 왔으며 그 양이 현재 대기 중 탄소량의 2배가 넘는다. 그런데 최근 영구동토층의 해빙 때문에 땅속 탄소가 대기 중으로 대량 방출되고 있다. 그렇지만 전 지구적인 지구온난화 대응방안이나 연구들에서는 영구동토층에서 배출되는 탄소의 양을 제대로 반영하고 있지 못하다고 연구팀은 지적하고 있다. 이런 상황을 고려하지 않을 경우 지구 기온상승을 1.5도 이하로 막기 위한 현재의 각종 대응방안은 실패할 위험이 크다는 것이다.이런 상황에서 영국 리즈대 지리학부, 요크대 환경지리학과를 중심으로 13개국 54개 연구기관이 참여한 국제공동팀은 지구온난화로 인해 더위와 가뭄이 심해지고 있음에도 아프리카 열대우림의 탄소 흡수능력은 줄지 않고 있다는 연구 결과를 내놨다. 이들은 대기 중 온실가스를 효과적으로 제거하기 위해서는 건조한 날씨를 견딜 수 있는 유전자를 가진 나무들로 숲을 꾸미는 것도 필요하다고 지적했다. 이번 연구는 ‘PNAS’ 5월 18일자에 실렸다. 연구팀은 가나, 가봉, 라이베리아, 우간다, 카메룬, 콩고 등 아프리카 6개국 열대우림 100곳 4만 6000그루 나무의 이산화탄소 제거 능력을 분석했다. 그 결과 아프리카 열대우림은 연간 11억t의 탄소를 흡수하는 능력을 갖고 있는데 이는 2019년 영국의 이산화탄소 배출량의 3배에 해당한다고 연구팀은 밝혔다. 또 아마존이나 동남아시아 지역 열대우림보다 탄소흡수 능력이 우수한 것으로 확인됐는데 이는 아프리카 열대우림의 나무들이 보다 건조한 환경에서도 살아남을 수 있기 때문으로 분석됐다. 한편 미국 캘리포니아 데이비스대(UC데이비스), UC리버사이드, 포트밸리주립대, 에모리대, 네덜란드 위트레흐트대, 캐나다 토론토대, 이탈리아 파도바대, 노르웨이 국립생명과학대 공동연구팀은 지구온난화로 인한 각종 환경위협에 대응해 식량작물이 효과적으로 생존할 수 있고 수확량도 늘릴 수 있는 유전자를 발견하고 생물학 분야 국제학술지 ‘셀’ 5월 19일자에 발표했다. 연구팀은 실내와 외부에서 자란 토마토 뿌리의 서로 다른 세포에서 추출한 유전자를 결합시켜 염분과 가뭄, 열 등 환경스트레스에 효과적으로 대응할 수 있는 토마토를 개발했다. 이 같은 생존 메커니즘은 쌀을 비롯한 다른 식물에서도 적용될 수 있어 지구온난화에 대응할 수 있는 식량작물 개발에 도움이 될 것으로 연구팀은 보고 있다. ‘지구의 여섯 번째 대멸종’은 인간으로 인한 기후변화 때문일 것이라는 우울한 전망들이 나오고 있지만 과학자들의 노력과 기후변화 완화를 위한 인류의 적극적인 참여가 있다면 반드시 대응방법을 찾아낼 수 있을 것이다. 영화 ‘인터스텔라’에서 나오는 유명한 대사처럼 말이다. “우리는 답을 찾을 것이다. 항상 그랬듯이.”
  • [유용하 기자의 사이언스 톡] 동물 바이러스 0.001%도 모르는 인류… 감염병 예측 가능할까

    [유용하 기자의 사이언스 톡] 동물 바이러스 0.001%도 모르는 인류… 감염병 예측 가능할까

    올 초 세계보건기구(WHO)의 코로나19 진원지 조사가 중국에 면죄부를 주는 식으로 흐지부지 마무리됐지만 많은 과학자들은 코로나19의 시작이 중국 우한의 한 재래시장에서 시작됐다고 보고 있습니다. 정확한 감염 경로도 여전히 수수께끼로 남아 있지만 박쥐에서 출발해 중간 숙주를 거쳐 사람에게 전달됐다는 것이 정설입니다. 인간은 백신과 치료제를 개발하고 바이러스는 변이를 만들어 내는 방식으로 전쟁이 계속되고 있지만 인류는 코로나19를 이겨 낼 수 있을 것입니다. 연구자들의 관심은 점점 코로나19 이후로 향하고 있습니다. 인류를 위협할 수 있는 또 다른 바이러스와 감염병이 무엇인지 예측하고 미리 대응하기 위한 것이지요. ●현재 위험도 1위는 ‘라사바이러스’ 이달 초 미국 캘리포니아 데이비스대(UC데이비스) 수의학부, 국제환경보건연합, 컬럼비아대 공중보건학부, 스미스소니언 보존생물학연구소, 국제야생보존협회, 캐나다 생명과학기업 메타바이오타 공동연구팀은 코로나19처럼 인간에게 전염될 수 있는 동물 보유 바이러스(스필오버 바이러스) 887개의 위험도를 분석·평가해 미국국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’에 발표한 것도 같은 이유입니다. 이 연구에 따르면 현재 가장 위험한 바이러스는 라사바이러스이며 두 번째가 코로나19 바이러스였습니다. 3위는 에볼라바이러스, 4위는 한타바이러스의 한 종류인 서울바이러스, 5위는 니파바이러스로 분석됐습니다. 연구팀은 숙주, 환경, 바이러스 자체 위험도 등 32개 항목을 종합 평가해 예측한 것이라고 밝혔습니다. 그런데 연구팀이 공개한 바이러스들이 인류를 가장 위협하는 유일한 것들일까요. 과학자들이 위험성을 간과하고 있거나 아직 알려지지 않은 치명적 바이러스는 없는 것일까요. 호주 시드니대 의대, 생명환경과학부, 시드니대 감염병 및 생물안전연구소, 뉴질랜드 오타고대 미생물·면역학과, 웰링턴 환경과학연구소 공동연구팀은 코로나19 이후 인류를 위험에 빠뜨릴 가능성이 큰 감염병을 예측하는 것은 생각만큼 쉬운 일이 아니라는 분석 결과를 미국공공과학도서관에서 발행하는 국제학술지 ‘플로스 생물학’ 4월 21일자에 발표했습니다. 동물 유래 바이러스는 인류 시작과 함께 오랫동안 감염병 대유행의 원인이 돼 왔습니다. 과학자들은 사람과 동물 모두 감염시킬 수 있는 잠재적 바이러스군과 숙주집단을 파악하기 위한 ‘동물병원성 위험 예측’을 해 왔습니다. 연구팀은 이 예측에서 간과하기 쉬운 문제들 몇 가지를 제시했습니다. ●야생동물·인간, 단 한번의 접촉도 조사해야 우선 인류는 오랫동안 연구를 해 왔음에도 숙주가 될 수 있는 동물들이 갖고 있는 바이러스의 0.001%도 파악하지 못하고 있다는 점입니다. 현재 파악된 인수공통 바이러스도 대부분 인간이나 가축 중심으로만 연구되고 있다는 점이 문제라고 지적했습니다. 또 이미 발견된 바이러스에 대한 지식을 기반으로 연구하고 있기 때문에 변이 가능성과 감염성을 정확히 파악할 수 없다는 것도 걸림돌입니다. 연구팀은 야생의 동물과 인간이 우연히, 한 번이라도 접촉한 경우가 있다면 모두 조사해야 한다고 제안했습니다. 모래사장에서 바늘 찾기처럼 지나치게 광범위하고 어려운 조사가 되겠지만 이런 방식의 연구와 감시가 아니라면 또다시 코로나19와 같은 치명적인 바이러스를 만날 가능성이 높다는 것입니다. edmondy@seoul.co.kr
  • “미세플라스틱, 바람 타고 대기 중에 떠다닐 수 있다” (연구)

    “미세플라스틱, 바람 타고 대기 중에 떠다닐 수 있다” (연구)

    페트병이나 포장지에서 나온 미세플라스틱은 바람에 실려 대기 중에 떠다닐 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 미국 유타주립대와 코넬대 등 국제연구진은 플라스틱 쓰레기의 대부분이 매립이나 소각 또는 재활용되고 있지만 나머지 최대 18%는 결국 환경에 버려지고 있으며 이는 쉽게 분해되지 않아 점차 작은 조각으로 쪼개져 공기 중에 떠다닐 만큼 작게 변한다는 사실을 알아냈다. 이에 대해 연구진은 “현재 미세플라스틱은 지구 화학적 순환(biogeochemical cycle)과 비슷한 형태로 전 세계를 둘러싸고 있다”고 설명했다. 이는 바다나 땅에 버져린 플라스틱의 상당수가 잘게 쪼개져 공기 중으로 방출돼 생태계에 잠재적인 위험을 초래한다는 것이다. 물론 최근에는 생분해성 중합체의 개발로 이런 문제를 어느 정도 해결하는데 도움이 되고 있지만, 이미 지난 몇십 년 동안 버려진 미세플라스틱이 앞으로도 계속해서 지구의 시스템을 순환할 것이라고 연구진은 지적했다. 이 연구를 위해 이들 연구자는 2017년부터 2019년까지 미국 서부 지역에서 대기 중에 부유하는 미세플라스틱에 관한 자료를 수집, 분석했다. 그 결과, 매년 약 2만2000t의 미세플라스틱이 미 전역에 축적되는 것으로 나타났다. 미국의 경우 플라스틱이 대기 중에 방출되는 주된 원인은 도로 교통 시스템 탓이다. 자동차 타이어와 브레이크뿐만 아니라 도로 표면에도 플라스틱이 들어있고 이런 것이 마모되면 미세플라스틱이 돼 대기 중에 떠다니게 된다는 것이다. 이번 연구에 따르면, 도로 위 자동차들에 의한 난류, 즉 타이어의 움직임과 제동 과정 그리고 배출되는 배기 가스 등은 모두 지상의 플라스틱을 공기 중으로 흩날리는 원인이 된다. 이런 현상은 대량의 플라스틱 쓰레기가 모여 섬을 이루는 바다에서도 일어난다. 이런 플라스틱은 쪼개져 해수면을 떠돌다가 파도나 바람에 의해 공기 중에 던져진다. 이밖에도 대도시에서는 바람, 농촌에서는 농사 중 토양에서 일어나는 먼지를 통해 미세플라스틱이 대기 중에 유입된다. 일단 대기 중에 유입된 미세플라스틱은 최대 6일 반 동안 떠 있을 수 있다. 문제는 이 기간 특정 조건이 갖춰지면 주요 해양과 대륙을 가로질러 이동할 수도 있다. 연구진은 “미국과 유럽, 중동, 인도 그리고 동아시아에서는 주로 미세플라스틱이 땅에서 부유한다. 반면 미국의 서해안과 지중해 그리고 호주 남부 등 해안가에서는 주로 바다에서 미세플라스틱이 떠오른다”면서 “북아프리카와 유라시아의 미세플라스틱은 토양 먼지 등 농업 활동이 기반이고 세계적으로 인구가 많은 지역에서는 도로 교통에 의해 미세플라스틱이 부유한다”고 설명했다. 연구진은 또 “미세플라스틱은 토양과 식물의 생산에 영향을 미치고 식물과 동물에 의해 소비되며 오염 물질의 매개 역할도 한다”고 지적했다. 기존 여러 연구에서는 미세플라스틱이 인간의 건강에 위협이 되는 것을 발견하지 못했지만, 이번 연구를 수행한 연구진은 “미세플라스틱은 생태계와 인간의 건강에 부정적인 영향을 미칠 수 있을 뿐만 아니라 아직 알려지지 않은 결과를 가져올 수도 있다”고 지적했다. 이와 함께 “미세플라스틱 입자의 흡입은 폐 조직에 자극을 줄 수 있고 심각한 질병으로 이어질 수 있지만 이런 플라스틱이 다른 에어로졸보다 독성이 더 강한지는 아직 제대로 알려지지 않았다”면서 “인구 밀도와 해양 순환 등 다양한 요인의 영향을 이해하기 위해 추가적인 연구도 필요하다”고 말했다. 끝으로 연구진은 플라스틱 쓰레기의 관리 방식을 개선할 것을 요구했다. 이들은 “환경에서 플라스틱의 농도가 급증했는데도 이런 결과에 관한 우리의 상대적인 무지는 플라스틱 쓰레기 관리 문제를 개선하거나 해양 플라스틱을 포획해 환경 시스템에서 제거하는 것의 중요성을 강조한다”고 말했다. 자세한 연구 결과는 국제 학술지 ‘미국국립과학원회보’(PNAS) 최신호(4월 12일자)에 실렸다. 사진=재니스 브레니 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr
  • 통증·스트레스 줄여주는 ‘자연의 소리’

    통증·스트레스 줄여주는 ‘자연의 소리’

    캐나다 칼턴대, 오타와대, 미국 미시간주립대, 콜로라도주립대, 미국립공원관리청(NPS) 공동연구팀은 자연의 소리를 듣는 것이 통증과 스트레스를 감소시키고 인지능력을 향상시키는 등 건강에 도움을 준다고 24일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 미국국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’ 22일자에 실렸다. 연구팀은 북미지역 68개 국립공원 내 221곳에서 다양한 자연의 소리를 녹음해 환자들에게 일정 기간 들려주면서 치료 효과를 관찰했다. 일반인들에게도 자연의 소리를 들려주고 심리측정을 했다. 그 결과 자연의 소리를 규칙적으로 들은 사람들은 긍정적 감정이 더 높게 나타났고 환자들의 치료기간은 짧아진 것으로 확인됐다. 특히 물소리는 긍정적 감정과 치료효과를 높이고 새소리는 스트레스를 줄인다고 연구팀은 밝혔다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
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