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.

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)

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

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

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

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

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.”

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

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

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

지난해 5월 사하라 사막에서 발견된 운석은 지구가 탄생하기 전에 만들어진 한 원시행성의 파편이라는 사실이 밝혀졌다. ‘에르그 셰시 002’(이하 EC 002)라는 이름이 붙여진 이 고대 운석은 46억 년 전쯤 생성된 것으로 대부분 화산암의 일종인 안산암으로 이뤄져 있어 한 초기 행성의 마그마 분화 활동으로 지각에서 떨어져 나온 것이라고 전문가들은 추정한다. 프랑스 서브르타뉴대(UBO) 장알릭스 바라 교수가 이끄는 국제연구진은 ‘EC 002’로 불리는 이 고대 운석은 한때 액체 상태의 용암이었지만 10만 년간 냉각되고 굳어진 뒤 지구에 도달한 파편이라고 판단했다. 작고 둥근 알갱이인 콘드룰이 포함된 콘드라이트와 달리 콘드룰이 없어 아콘드라이트로 분류되는 이 석질운석은 원시행성에서 유래한다. 이런 암석은 또 지구의 암석과 비슷해 보여 학계에서는 보기 드문 발견으로 여겨진다. 이 운석의 명칭은 알제리에 있는 셰시 사막(에르그 셰시)의 지명에 따왔다. 이 사막에서는 총 31㎏에 달하는 운석 여러 개가 발견됐다. 이중 대부분이 현무암질인 것과 달리 EC 002는 주로 안산암으로 이뤄져 있어 나트륨과 철 그리고 마그네슘이 풍부하게 함유돼 있다. 이런 점을 고려해 이번 운석은 지금까지 발견된 운석 가운데 가장 오래된 자성 광물이기도 하다고 연구진은 설명했다. 연구진은 이 운석의 마그네슘과 알루미늄 동위원소를 조사하는 방식으로 연대를 측정해 약 45억6600만 년 전에 형성됐다는 것을 알아냈다. 이는 지금까지 발견된 가장 오래된 운석보다 100만 년 이상 오래된 것이고, 약 45억4300만 년 전 형성된 것으로 알려진 지구보다도 훨씬 더 오래됐다는 것을 보여준다. 연구진은 이 운석에 노란색과 녹색으로 된 반점도 있으며 결이 거칠고 짙거나 옅은 황갈색이라고 설명했다. 또 연구진은 다른 소행성과 같은 천체를 관찰해도 EC 002에서 반사된 파장과 일치하는 파장은 발견되지 않았다는 점에 주목한다. 이 운석은 또 광물 구성의 58%가 이산화규소로 돼 있어 이전에 발견된 다른 운석들보다 희소하다. 왜냐하면 이런 광물은 지구의 화산 지대에서 흔히 발견되기 때문이다. 이에 대해 연구진은 “당시 인산암질의 지각을 가진 원시행성은 빈번하게 존재했을 것이지만, 지금까지 관측한 어떤 소행성에서도 이번 운석과 같은 스펙트럼 특징이 없다는 점에서 이런 천체는 그후 더 큰 천체의 일부분이 됐거나 파괴돼 거의 소멸했다는 점을 시사한다”고 설명했다. 자세한 연구 결과는 국제 학술지 ‘미국국립과학원회보’(PNAS) 최신호에 실렸다. 사진=대릴 피트/미국 메인광물보석박물관 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

지난해 추석과 올 설 연휴는 코로나19 때문에 예년에 비해 귀성객이 많이 줄었다. 명절 연휴를 전후해 항상 부부, 부모, 형제간 다툼이 생기고 서로 간 연을 끊었다는 잦다는 보도를 흔히 볼 수 있다. 과연 이들 보도처럼 다툼과 헤어짐의 원인이 단순히 명절 때문일 수 있을까. 실험심리학자와 수리언어학자들의 실험에 따르면 인간관계의 파국은 특정 요인 하나 때문에 발생하는 것이 아니라는 분석 결과를 내놨다. 미국 텍사스 오스틴대 심리학과 연구팀은 인간 관계가 깨지기 몇 달 전부터 일상 대화에서 사용되는 사소한 단어들과 문장들에서 이미 조짐을 파악할 수 있다고 12일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 미국국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’에 실렸다. 연구팀은 최근 1년간 이별을 경험한 미국인 6803명을 선정해 이들이 사회관계망서비스(SNS)의 일종인 ‘레딧’에 올린 102만 7541개의 포스트를 수집해 단어별, 문장별로 정밀 분석했다. 연구팀은 분석에 사용된 포스트는 단순히 인간관계에 관한 게시물 뿐만 아니라 다양한 일상을 다룬 게시물까지 포함시킨 것으로 대략 2년 동안의 레딧 기록에 해당하는 것으로 확인됐다.그 결과 다른 사람과의 관계가 끊어지기 3개월 전부터 사용하는 언어들이 변하게 되며 헤어진 뒤 6개월 정도가 지난 뒤에야 일상으로 돌아온다는 것이 확인됐다. 헤어지기 3개월 전부터 더 개인적인 단어를 사용하며 분석적이기보다는 감정적인 문장과 단어들 사용이 급격하게 증가하며 이름 대신 ‘나’(I) 또는 ‘우리’(We)라는 대명사 사용이 늘어나는 것이 관찰됐다. 연구팀에 따르면 ‘우리’라는 단어를 사용할 때도 타인을 배제하고 자기 중심적 문장들을 사용하는 경우가 많다고 밝혔다. 이 같은 글이나 단어사용 경향성은 인간관계에 관한 내용 이외일 때도 그대로 드러났다. 특히 이혼이나 오랜 동안 친했던 사람과 파국을 맞은 사람들에게서는 이런 경향이 더 강하게 나타나는 것으로 조사됐다. 이 같은 단어와 문장의 사용은 인간관계 파탄 당일에 최고조로 나타났으며 6개월 정도 지속되는 것으로 확인됐다. 일부 사람들은 관계가 끝난 뒤 1년이 지난 뒤에도 비슷한 언어사용 패턴을 보이는데 이들은 대부분 우울증을 앓는 경우가 많았다고 연구팀은 밝혔다. 연구팀 관계자는 우울증 환자들의 언어도 1인칭을 주로 사용하는 경우가 많고 타인의 감정에 공감하지 못하고 자기중심적일 때가 많다고 설명했다. 연구를 이끈 제임스 페니베이커 교수(사회·언어심리학)는 “일반적으로 사람들은 평소 말하거나 글을 쓸 때 대명사, 전치사, 관사를 몇 번 사용하는지 의식하지 않지만 이런 단어들의 사용은 무의식적으로 사람의 감정적, 심리적 상태를 드러낸다”라며 “인간관계에 문제가 있는 경우 평소 사용하는 언어를 꼼꼼하게 점검해본다면 문제점을 인식할 수 있으며 관계가 끝나도록 놔둬야 할지 관계를 지속해야 할지 결정할 수 있게 될 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

미국 노스캐롤라이나주립대 수의과학대 공중보건·병리생물학과, 식품영양과학과, 분자과학혁신연구센터 공동연구팀은 ‘프로바이오틱 락토바실러스균’이 담즙산을 조절해 유익한 장내미생물의 생존을 촉진시킨다고 3일 밝혔다. 이번 연구 결과는 미국국립과학원이 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’ 2월 2일자에 실렸다. 간에서 만들어지는 담즙산은 쓸개즙의 주요 성분으로 특히 지방과 비타민의 흡수를 도와주는 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 연구팀은 프로바이오틱균들 중에서 ‘김치유산균’으로 잘 알려져 있는 락토바실러스가 담즙산 분비를 적절히 조절하고 독성을 줄여 소화를 촉진시킬 뿐만 아니라 유익한 장내미생물이 장에서 더 오래 생존할 수 있도록 도와준다는 것을 확인했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

올 한 해는 코로나19로 인해 사람들의 이동은 물론 산업활동이 줄면서 오염물질 배출도 적어졌다고 합니다. 평소 맑은 하늘을 보기 어려운 중국과 인도에서 푸른 하늘을 찍은 사진이 화제가 됐던 적도 있습니다. 그렇지만 세계기상기구(WMO)의 ‘2020년 지구기후 잠정 보고서’에 따르면 코로나19에도 불구하고 대기 중 이산화탄소 농도는 계속 상승했으며 올해는 역대 가장 따뜻한 3년 중 하나가 될 것이라고 합니다. 몇 년 전부터 여름 폭염과 겨울 혹한이라는 극한 날씨가 반복되고 있습니다. 바닷물 온도도 높아지면서 태풍, 허리케인 같은 열대저기압 강도는 점점 세지고 발생 횟수도 많아지고 있습니다. 대형 산불과 홍수도 일상화되고 있습니다. 모든 것이 지구온난화 때문입니다. 40도에 육박하는 무더위와 영하 20도 가까이 내려가는 강추위가 지구온난화 때문이라고 말하면 “사람이나 동식물 모두 변하는 환경에 적응해 살아남을 것”이라는 근거 없는 낙관론을 펼치는 이들이 있습니다. 과연 지구에 사는 생물들이 현재와 같은 기후변화 속도에 적응해 살아남을 수 있을까요. 노르웨이 국립과학기술대 생물학과, 생물다양성역학연구센터 공동연구팀이 그에 대한 해답을 미국국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’ 15일자에 발표했습니다. 결론부터 말하자면 “지구 생태계의 진화는 현재 기후변화 속도를 따라가지 못한다”고 합니다. 연구팀은 생물학 관련 다양한 연구에 많이 사용되는 제브라피시를 이용해 온도적응성과 진화에 대한 실험을 실시했습니다. 제브라피시는 성체가 5㎝ 정도의 열대어로 유전체가 완전히 해독돼 있으며 사람과 70~80% 정도의 연관성을 가진 것으로 밝혀져 환경생태학, 독성학, 동물행동학 등 분야 연구에서 활용되고 있습니다. 연구팀은 4년 동안 6세대에 걸쳐 약 2만 마리의 제브라피시를 키우면서 고온 적응력을 갖게 되는지를 관찰했습니다. 이번 연구는 온도 저항성에 초점을 맞춰 척추동물을 대상으로 한 가장 큰 규모의 인공진화실험입니다. 연구팀은 수온 상승에 잘 견디는 제브라피시를 만들어 수온상승에 대한 진화 적응력을 측정했는데 한 세대당 수온상승 적응한계는 0.04도에 불과한 것으로 나타났습니다. 연구팀에 따르면 현재 지구 온도 상승속도가 지나치게 빨라 한 세대가 3개월 정도인 제브라피시도 적응하지 못하는 상황이라고 지적했습니다. 진화는 주어진 환경에 가장 잘 적응한 개체가 그렇지 못한 개체보다 더 많이 번식하고 세대를 거듭해 나가면서 유전 특성이 변화하는 것을 말합니다. 세대가 짧은 동물도 기후변화에 적응하지 못하는 상황에서 30년이라는 비교적 긴 세대기간을 가진 인간이 기후변화에 적응해 진화한다는 것은 더욱 어려울 수 있다고 해석할 수 있을 것입니다. 현재는 코로나19 대응에 모든 사람의 관심이 쏠려 있습니다. 인류가 당면한 가장 시급한 문제이기 때문에 당연한 일입니다. 백신 접종도 시작되고 치료제까지 나오면 코로나19와의 전투에서 인류는 승리할 것입니다. 그렇지만, 지구온난화라는 더 큰 전쟁이 우리 앞에 있습니다. 지금 당장 행동에 나서지 않으면 전투에서는 이기고 전쟁에서는 패배해 인류가 지구상에서 사라지는 미래가 현실이 되지 않을 것이라고 누가 장담할 수 있을까요. edmondy@seoul.co.kr

우리 속담에 “친구 따라 강남간다”는 우리 속담이 있다. 자기는 하고 싶지 않지만 친한 사람이나 주변 사람들에게 끌려 덩달아 하게 되는 경우를 일컫는다. 요즘 부모들은 자녀가 공부를 잘하는 것에만 관심을 갖고 있을 뿐 친구 관계에는 무관심한 경우가 많다. 청소년심리학에 따르면 청소년기에는 부모보다 또래 친구에 더 많은 영향을 받다. 또래 집단과 비슷한 행동을 하도록 하는 보이지 않는 ‘또래 압력’이라고 한다. 지금까지 또래 압력은 음주, 가출 같은 청소년 비행을 부추기는 부정적 요소로 알려져 있다. 그런데 국내 연구진이 또래 압력이 긍정적 효과를 나타낼 수도 있다는 것을 밝혀냈다. 울산과학기술원(UNIST) 바이오메디컬공학과 미국 버지니아공대(버지니아텍) 공동연구팀은 사회적 가치 판단을 하는 뇌 영역이 또래 친구들의 위험기피 선택을 볼 때 활성화된다는 사실을 발견했다고 16일 밝혔다. 친구의 위험기피 선택을 보고 더 높은 사회적 가치를 부여하고 이를 모방할 가능성이 높다는 설명이다. 위험을 피하는 친구의 행동을 따라할 가능성이 높다는 것이다. 이 같은 연구결과는 미국 국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’에 실렸다. 연구팀은 절반은 비행행동 경험이 없는 청소년, 나머지 절반은 음주, 흡연, 마리화나 같은 불법 약물을 사용한 경험이 있는 청소년으로 모두 78명의 실험대상자를 뽑았다. 연구팀은 이들에게 기능적 자기공명영상장치(MRI)에서 위험 기피와 위험 선호 중 하나를 고르는 간단한 도박실험을 했다. 위험기피 선택지를 고르면 확실히 25달러를 받을 수 있고 위험선호 선택지를 고르면 50%의 확률로 55달러를 받던지 1달러만 받게 했다. 일부 선택을 하기 전 또래들이 두 옵션 중 어떤 것을 선택했는지 볼 수 있도록 했다. 실험 결과 일반 청소년 그룹은 비행 청소년 그룹과 달리 다른 참가자들의 위험기피 선택을 보고 본인도 위험기피 선택을 하는 경우가 많았으며 뇌의 복내측 전전두엽이 활성화되는 것이 관찰됐다. 반면 비행 청소년들은 위험선호 선택을 많이 했고 다른 참가자들의 위험 기피 결정에도 영향을 받지 않았다. 비행행동을 보인 적 없었던 청소년들의 뇌는 또래의 안전한 선택을 봤을 때 더 크게 반응하고 또래의 선택에 더 큰 가치를 부여한다는 설명이다. 안전함을 선호하거나 위험기피 성향을 가진 또래들이 청소년 위험행동의 보호요인으로 작용할 수 있다는 것이다. 이 때문에 청소년기에 비행행동에 빠지지 않도록 돕는 것이 필요하며 청소년기에 비행행동을 한 사람은 성인이 된 뒤 알콜 중독 등 각종 중독환자가 될 확률이 높은 것으로 알려졌다. 정동일 UNIST 교수는 “지금까지는 또래 압력이 부정적 영향을 미치는 것으로만 알려져 있었지만 이번 연구는 또래 압력이 청소년을 위험행동으로부터 지키는 긍정적 역할을 할 수도 있다는 것을 보여주고 있다”라고 말했다. 정 교수는 “또래 압력이 뇌신경발달이 활발하게 일어나는 청소년기에 위험행동이 어떻게 일어나는지, 어떻게 습관이 형성되는지 이해할 수 있게 해준다”라며 “약물중독, 비행 같은 사회문제를 효과적으로 해결할 수 있는 방법을 찾는데도 도움을 줄 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

지구온난화 진행 속도가 동물의 진화 속도에 비해 너무 빨라 많은 종(種)이 바뀌는 기후에 적응하지 못하고 생존 위기를 맞을 것이라는 경고가 나왔다. 노르웨이과학기술대학교(NTNU) 생물학 부교수 프레드리크 주트펠트 박사 연구팀은 열대어인 제브라피시를 대상으로 4년에 걸쳐 인공 진화 실험을 해 얻은 결과를 미국 국립과학원회보(PNAS) 최신호에 14일(현지시간) 발표했다. 연구팀은 바다에서 잡은 제브라피시를 6세대에 걸쳐 2만 마리 규모로 키우며 고온내성 한계치가 진화하는 과정을 관찰했다. 세대를 내려갈수록 높아지는 수온을 견디는 내열성이 얼마나 커지는지 조사한 것이다. 이번 연구는 내열성에 초점을 맞춰 척추동물을 대상으로 진행한 가장 큰 규모의 인공진화 실험이라고 연구팀은 설명했다. 연구팀이 수온 상승에 더 잘 견딜 수 있는 제브라피시 계통을 만들어 가며 수온 상승에 대한 진화 적응력을 측정한 결과 한 세대당 내열성 진화는 0.04도에 그쳤다. 연구팀은 “이런 진화 속도는 현재 많은 곳에서 물고기가 겪고 있는 수온 상승 속도보다 느리다”고 지적했다. 앞서 1987~2019년 전 세계 해저 2000m 지점의 평균 해수 온도는 4.5배 상승했다는 연구가 있었다. 이 속도가 이어지는 한 열대 어종이 진화를 통해 더 높은 수온에 적응하기보다 멸종될 가능성이 높음을 이번 연구는 시사했다. 주트펠트 박사는 “일부 제브라피시와 다른 열대 어종이 금세기 말 지구가 겪게 될 기온에 대처할 수 있을 가능성은 희박하다”면서 “지구온난화를 멈추는 것이 중요하다”고 말했다. 홍희경 기자 saloo@seoul.co.kr

판다가 다른 종의 배설물을 온몸에 바르는 것은 말똥 속 화학물질이 추위 견디게 해주기 때문 이라는 연구 결과가 나왔다. 판다는 말똥을 보면 뺨에 바르고 그 위를 뒹굴어 몸 구석구석 묻히는 특이한 행동을 한다. 특히 온도가 낮은 겨울철에 이런 행동이 잦은데, 추위에 더 잘 견디려는 목적으로 알려졌다. 중국과학원 동물연구소 웨이푸원 교수가 이끄는 연구진은 8일 친링(秦嶺) 대왕판다의 생태 관찰과 말똥 화학성분 분석, 쥐 실험 등을 통해 얻은 연구 결과를 미국 국립과학원회보(PNAS) 최신호를 통해 이같이 발표했다. 판다가 말똥 위를 뒹구는 것은 지난 2007년에 처음 포착됐으며 이후 무인 카메라를 통해 이런 행동이 일회성 우연이 아니라는 점이 확인됐다. 행동 패턴도 똑같아 우선 조심스럽게 말똥 냄새를 맡고 흰 뺨에 부드럽게 바른 뒤 그 위를 뒹굴고 나중에는 발에 묻혀 안 묻은 부위에 덧칠을 했다. 말똥 바르기 행동은 배설한 지 얼마 안 되는 신선한 것에 집중됐으며, 주변 기온이 영하 5도에서 영상 15도일 때 이뤄지는 것으로 관찰됐다. 연구팀은 말똥 화학성분 분석을 통해 식물에서 일반적으로 발견되는 ‘베타-카리오필렌’(β-caryophyllene)과 ‘카리오필렌 옥사이드’(caryophyllene oxide) 화합물을 발견했으며, 실험실 쥐의 발과 털에 이를 묻힌 결과, 추위에 둔감해지는 것을 확인했다. 연구팀은 베타-카리오필렌과 카리오필렌 옥사이드 화합물이 ‘TPRM8’으로 불리는 온도감지 수용체 경로에 작용해 추위 감지를 억제하는 것으로 분석했다. 말똥을 연고처럼 몸에 바르는 것이 추위에 익숙해지게 돕는 것일 수 있다는 것이다. 김채현 기자 chkim@seoul.co.kr

생노병사는 사람이 살아가면서 피할 수 없는 순리이다. 그렇지만 과학기술의 발달로 생명을 연장하고 좀 더 젊고 건강하게 살기 위한 방법들이 다각도로 모색되고 있다. 이 같은 상황에서 국내 연구진이 노화된 세포의 시간을 거꾸로 돌려 젊게 만드는 방법을 찾아내 화제가 되고 있다. 카이스트 바이오및뇌공학과, 아모레퍼시픽 바이오사이언스랩 공동연구팀은 시스템 생물학 기법을 이용해 노화된 사람의 진피 섬유아세포를 젊은 세포로 되돌리는 역노화 원천기술을 개발하는데 성공했다고 26일 밝혔다. 이번 연구결과는 미국 국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’에 실렸다. 또 아모레퍼시픽 기술연구원에서는 이번 연구결과를 바탕으로 동백추출물에서 노화된 피부 주름을 개선하는 화장품을 개발 중인 것으로 알려졌다. 기존에도 세포의 시간을 거꾸로 돌리는 연구는 있었지만 그 과정에서 종양조직을 만들고 암으로 진행되는 부작용이 있었다. 이 같은 부작용을 막기 위해 연구팀은 시스템 생물학 기법으로 노화된 진피 섬유아세포의 세포노화 신호전달망에 대한 컴퓨터 모델을 개발했다. 컴퓨터 모델을 이용해 시뮬레이션 분석을 한 결과 젊은 세포로 되돌리는데 필요한 핵심인자가 ‘PDK1’이라는 물질을 확인했다. 연구팀은 노화된 인간 진피 섬유아세포에서 PDK1 발현을 억제하면 세포 노화가 중단되고 젊은 정상세포로 기능을 회복하는 것을 확인했다. 연구를 이끈 조광현 카이스트 교수는 “이번 연구는 그동안 되돌릴 수 없는 비가역적 생명현상이라고 인식됐던 노화를 거꾸로 되돌릴 수 있는 가능성을 보여준 것”이라며 “노화된 세포의 정상 세포화를 통해 노화 현상을 막고 각종 노인성 질환을 억제할 수 있는 치료제 개발에도 도움이 될 수 있을 것으로 기대된다”라고 말했다. 조 교수팀은 올해 1월 세포가역화 기술을 이용해 대장암세포를 정상 대장세포로 되돌리는데 성공하기도 했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

미국 오하이오주립대 심리학 및 경제학과, 예일대 심리학과 공동 연구팀은 사람들이 컴퓨터 마우스를 움직이는 모습을 통해 위험감수(risk-taking) 성향을 파악하는 데 성공했다고 25일 밝혔다. 이번 연구 결과는 미국 국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’ 24일자에 실렸다. 연구팀은 652명의 건강한 성인 남녀를 대상으로 성격 검사와 함께 인터넷 도박게임을 하면서 215번의 의사결정을 내리도록 했다. 참가자들이 수행한 게임은 물론 위험 확률도 모두 달랐다. 위험 부담이 있는 결정을 내려야 할 때 마우스를 클릭하는 시간과 움직이는 방향이 사람마다 다르다는 것이 확인됐다. 연구팀은 마우스 이동과 클릭을 통해 관찰한 것과 성격검사 결과가 일치한다고 밝혔다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 연구진이 나일론과 폴리에스터 같은 물질의 원료를 생산할 수 있는 미생물을 만들었다. 카이스트 생명화학공학과 이상엽 특훈교수팀은 폴리에스터, 나일론은 물론 폴리우레탄, 폴리아미드 등 다양한 화학물질을 만드는데 쓰이는 글루타르산을 생산할 수 있는 미생물 균주를 개발했다고 19일 밝혔다. 이번 연구결과는 미국 국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’ 16일자에 실렸다. 지구온난화에 대한 우려와 화석연료 고갈 문제로 석유화학을 통해 얻는 각종 화학물질을 재생가능한 자원에서 친환경 바이오 기반으로 생산하려는 시도가 이뤄지고 있다. 특히 글루타르산은 폴리아미드, 폴리우레탄, 글루타르산 무수물, 1,5-펜탄디올 생산 등 다양한 응용분야에 폭넓게 쓰이는 중요한 유기화합물인데 석유화학 기반의 화학적 방법으로 생산돼 왔었다. 이 때문에 독성이 강한 물질로 생산을 하기 때문에 친환경이지 못하다는 단점이 있다. 이 때문에 생물학적 방법으로 글루타르산을 생산하려는 시도는 꾸준히 있었지만 생산 효율이 낮다는 문제가 있었다. 연구팀도 땅 속 세균인 ‘수도모나스 푸티다’ 균주 유전자를 대장균에 도입해 글루타르산을 생산하는 미생물을 개발한 바 있지만 글루타르산 농도가 낮다는 한계에 맞닥뜨렸다. 이에 연구팀은 아미노산 생산에 쓰이는 세균 ‘코리네박테리움 글루타미쿰’을 이용했다. 연구팀은 글루타르산 전 단계 물질인 라이신을 과량 생산하는 코리네박테리움 글루타미쿰 균주와 수도모나스 푸티다균에서 유래한 외래 유전자를 결합시켜 포도당에서 고농도의 글루타르산을 만들어내는데 성공했다. 실제로 이번에 개발한 미생물 균주를 사용해 포도당에서 기존 기술보다 1.17배 높은 농도의 글루타르산을 얻었다. 연구팀에 따르면 이는 세계 최고 수준의 농도이다. 연구를 이끈 이상엽 카이스트 특훈교수는 “이번 연구는 시스템 대사공학을 활용해 재생 가능한 탄소원으로부터 폴리에스터와 나일론 등을 만드는 원료인 글루타르산을 친환경적으로 세계 최고 농도로 생산할 수 있게 됐다는데 의미가 크다”라고 밝혔다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr