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

자녀가 있는 부모들은 누구나 하루에 한두 번씩은 화가 머리끝까지 나는 경험을 한다고들 합니다. 그럴 때마다 본인은 어린 시절 부모님 속 한 번 썩인 적 없는 착한 아이였는데 누굴 닮았는지 모르겠다고 혼잣말을 하기도 하지요. 아이가 말썽 피우는 것은 당연하고 사람이 성장하면서 누구나 거치는 과정을 본인은 아무 일 없이 조용히 지나갔다고 생각하는 것은 일종의 기억의 오류일 것입니다. 말썽쟁이 아이들을 볼 때마다 얼른 자라서 독립을 했으면 좋겠다는 생각을 하는 부모들도 많을 겁니다. 막상 자녀들이 독립할 때가 다가오면 생각이 달라지는 경우가 많기는 하지만 말입니다. 그런데 동물 세계에서는 독립할 준비도 되지 않은 새끼들을 냉정하게 둥지에서 쫓아내는 경우도 있다고 합니다. 미국 일리노이 어바나샴페인대 자원·환경과학과, 일리노이 자연사 조사센터, 플로리다대 생물학과, 플로리다 자연사박물관, 플로리다 야생동물 및 수산연구소, 매사추세츠주 야생동물수산부, 아칸소주립대 생명과학과, 뉴욕주립대 환경산림학부, 인디애나대, 농무부 삼림과학연구소 공동연구팀은 참새아목에 속하는 명금(鳴禽·songbird)들은 새끼들이 독립될 준비가 되기 이전에 일찌감치 둥지에서 쫓아낸다고 18일 밝혔습니다. 연구팀은 북미 지역 6곳에 사는 18종의 명금을 대상으로 둥지에 카메라를 설치하고 1년 이상 관찰했습니다. 그 결과 연구팀은 관찰 대상 중 12종의 명금류가 새끼가 완전히 성장하기 전에 둥지를 떠나도록 쫓아내는 습성이 있음을 확인했습니다. 또 연구팀은 둥지를 일찍 떠난 새끼들을 추적했는데 둥지에 머물러 있는 새끼들보다 생존 가능성이 14%나 낮은 것으로 조사됐습니다. 새끼들이 둥지를 일찍 떠나 엄혹한 생존투쟁에 내몰리면 제명을 다하지 못하는 것은 당연한 일입니다. 그럼에도 새끼를 둥지에서 쫓아내는 이유는 뭘까요. 연구자들은 이런 행동이 ‘모든 달걀을 한 바구니에 담지 않음으로써’ 위험을 분산시키는 전략이라고 설명합니다. 새끼들이 둥지에 남아 있을 경우 뱀, 너구리 같은 포식자들에게 모두 잡아먹힐 가능성이 높지만 다소 냉혹해 보이지만 일찌감치 독립을 시킨다면 전멸은 면할 수 있는 만큼 종 전체 관점에서는 생존에 훨씬 유리하다는 것입니다. 인간의 관점에서 보는 동물의 행동은 이상한 것들이 많기는 하지만 궁극적으로 종의 존속을 위한 진화론적 선택입니다. 이 같은 연구 결과는 미국 국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’ 11월 17일자에 실렸습니다. 동물행동학이 사람들에게 교훈을 주는 경우도 많습니다만 뇌과학이나 심리학 분야 연구 결과들을 접하다 보면 많은 부모들은 ‘나의 육아, 교육방법이 제대로 된 것일까’라는 불안감을 높이는 경향이 있는 것도 사실입니다. 그렇지만 부모들이 선택한 육아방식도 진화론적 관점에서는 최선의 선택이라고 생각할 수도 있을 것입니다. 신이 아닌 이상 그 어떤 과학으로도 독립된 개체인 아이들의 미래를 예측하고 좌우하기는 어렵습니다. 쌍둥이들조차도 성격이 다르고 미래가 다르니까 말입니다. 그렇기 때문에 아이를 키운다는 것은 미국 시인 로버트 프로스트가 말한 것처럼 ‘한 번도 가 보지 않은 길’을 개척하는 일입니다. 아무도 가 보지 않은 길을 만들기 위해 하루하루 고군분투하고 있는 세상의 많은 부모들에게 박수를 보냅니다. edmondy@seoul.co.kr

요즘 SF 소재들은 온난화로 인한 기후변화가 주를 이루고 있습니다. 1990년대까지만 해도 핵전쟁에 대한 공포나 핵전쟁 이후의 상황에 대한 상상을 다룬 경우가 많았습니다. 아직도 기억나는 가장 충격적인 SF는 1983년 미국 ABC에서 만든 TV영화 ‘그날 이후’(The Day After)입니다. 미국과 소련이 핵전쟁을 벌이면 나타날 수 있는 상황을 너무나 잘 표현해 핵전쟁에 대한 공포감을 그대로 담아냈습니다. 방영 당시 약 1억명이 시청한 것으로 알려져 있는데, 이는 역대 최고 시청률로 2009년까지 깨지지 않았다고 합니다. 냉전 시대에는 미소 양대 강국이 핵전쟁의 키를 쥐고 있었지만 소련 붕괴 이후에는 미국, 러시아 이외 핵보유국들이 문제가 되고 있습니다. 많은 전문가들이 가장 우려하고 있는 곳은 카슈미르 지역을 둘러싸고 갈등을 겪고 있는 인도와 파키스탄입니다. ●인도·파키스탄 핵전쟁 땐 소빙하기 올 수도 실제로 지난해 10월 미국 럿거스대, 콜로라도대 공동연구팀은 인도·파키스탄 핵전쟁 발생 시 5000만~1억 2500만명이 숨지고 지구 전체 기온이 2~5도가량 떨어지면서 소(小)빙하기가 찾아올 것이라는 분석 결과를 ‘사이언스 어드밴시스’에 발표했습니다. 지난 3월에도 럿거스대, 컬럼비아대 연구진이 인도·파키스탄 핵전쟁이 지구 식량 생산에 미치는 영향을 예측하는 논문을 미국 국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’에 발표했습니다. 연구에 따르면 핵전쟁 첫해 전 세계 식량 생산의 12%가 감소한다고 합니다. 그래도 솟아날 구멍은 있는 듯싶습니다. 스페인 바르셀로나 자치대, 미국 텍사스 리오그란데밸리대, 콜로라도 볼더대, 국립대기연구센터, 럿거스대, 항공우주국(NASA) 고다드우주연구소, 컬럼비아대, 캘리포니아 샌타바버라대, 캐나다 맥길대, 독일 라이프니츠 포츠담 기후영향연구소 공동연구팀은 핵전쟁이라는 최악의 상황이 벌어질 경우 발생할 수 있는 농업 생산 감소분을 어업이 충분히 상쇄할 수 있다고 11일 밝혔습니다. 이 같은 연구 결과는 미국 국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’ 11월 10일자에 실렸습니다. ●농업 생산량 20% 감소… 어류 큰 변화 없어 연구팀은 인도·파키스탄 간 핵전쟁 시나리오 5개와 미국·러시아 간 핵전쟁 시나리오를 갖고 지구 전체 농업생산량 변화, 어획량 변화를 시뮬레이션했습니다. 분석 결과 앞선 연구들과 마찬가지로 1945년 일본 히로시마에 투하된 것과 비슷한 파괴력인 16㏏급 핵폭탄 100개가 터지는 저강도 핵전쟁 상황에서도 낙진으로 인해 햇빛이 가려지고 온도가 떨어지면서 전 세계 농업생산량이 10~20%가량 줄어든다고 밝혔습니다. 그렇지만 전 세계 어류 개체수는 크게 줄지 않아 전쟁 후 1~2년 동안 모든 동물성 단백질의 40%를 대체하는 등 농업생산량 감소에 대한 완충 역할을 할 수 있을 것이라고 예측했습니다. 단 전제 조건이 있습니다. 남획을 막고 어류 자원을 보호할 수 있는 강력하고 효과적인 조치입니다. 만약 이런 조건이 지켜지지 않는다면 핵전쟁 발생 시 어류 자원도 30% 이상 줄어 심각한 식량 부족 현상이 발생해 국가·계층 갈등이 발생할 수 있다고 합니다. 핵전쟁이 아니라 지구온난화 때문에도 식량 자원 감소가 우려되는 만큼 이제는 현재가 아니라 미래를 생각하고 행동해야 할 때가 아닌가 싶습니다. edmondy@seoul.co.kr

미국 제46대 대통령으로 결정된 조 바이든 당선인은 내년 1월 대통령 취임 후 가장 먼저 파리기후협약에 재가입하겠다고 밝히고 있다. 파리기후협약은 195개국이 지구 평균온도가 산업혁명 이전보다 2도 이상 오르는 것을 막기 위해 온실가스 배출량을 줄이자는 국제적 약속이다. 음모론까지는 아니더라도 지구온난화가 아직 심각하지 않다는 생각을 갖고 있는 이들은 여전히 많다. 그렇지만 지구온난화로 인해 생기는 극단적 기후 사례와 연구 결과는 속속 나오고 있다. 일본 오키나와 과학기술대학원대학교(OIST) 유체공학연구팀은 지구온난화로 인한 해수면 온도 상승 때문에 허리케인이 육지에 상륙한 뒤에도 세력이 약화되는 속도가 점점 늦어지고 있다는 연구 결과를 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 11월 12일자에 발표했다.일반적으로 태풍이나 허리케인은 해수면 온도가 높은 지역을 지나면서 수증기를 공급받아 몸집을 불린 뒤 육지에 상륙하면 수증기 공급을 더이상 받지 못하는 데다 지표면과 마찰이 일어나 급격히 세력이 약화된다. 그러나 최근에는 태풍이나 허리케인이 내륙 깊숙이 침투할 때까지 강도가 약해지지 않고 피해를 입히는 경우가 잦아지고 있다. 이에 연구팀은 1967~2018년 해수면 온도 등 해양기후 변화와 허리케인 관련 자료를 분석한 결과 해수면 온도가 상승할수록 허리케인이 육지에 상륙해 소멸되기까지 시간이 점점 길어지고 있다는 것을 확인했다. 실제로 1960년대에는 허리케인이 육지에 상륙한 날 에너지의 75%를 잃었지만 2000년대에 들어서는 육지에 상륙해서도 에너지의 50% 이상을 갖고 있는 것으로 나타났다. 미국 스탠퍼드대, 해양대기관리청(NOAA) 지구물리학 유체역학 연구실, 프린스턴대 공동연구팀도 인간에 의한 기후변화가 남아프리카 남서부 지역에서 발생한 ‘데이제로’의 원인이며 향후 10년 내에 전 세계 많은 도시에서 나타날 수 있다는 연구 결과를 미국 국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’ 11월 10일자에 발표했다.데이제로는 물이 완전히 바닥날 정도로 가물어서 하루 물 사용량이 ‘0’에 가까운 상태를 말한다. 실제로 남아공 케이프타운의 경우 몇 년째 이어지는 가뭄 때문에 많은 도시가 데이제로 상태에 놓여 2018년에는 하루 물 사용량을 50ℓ로 제한하는 조치를 내리기도 했다. 50ℓ는 90초의 짧은 샤워나 변기 물 1~2번 정도밖에 내릴 수 없는 양이다. 연구팀은 기후 예측 모델링 시스템을 이용해 이산화탄소 발생 수준에 따른 극심한 가뭄 발생 가능성을 분석했다. 그 결과 현재와 비슷한 수준이나 좀더 많은 이산화탄소가 배출될 경우 케이프타운을 마비시킨 것과 같은 가뭄과 그로 인한 데이제로가 10년 내에 전 세계 곳곳에서 2~3년 간격으로 발생할 수 있다고 밝혔다. 특히 미국 캘리포니아나 호주 남부, 남유럽, 남미 지역이 데이제로 발생 가능성이 가장 높다는 예측이 나왔다. 살바토레 파스칼 스탠퍼드대 연구교수(수문기후학)는 “이번 연구는 현재 기후변화는 사람에 의한 것이라는 점을 명확히 보여 주고 있다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

김 교수, 글로벌 제약사 ‘화이자’ 개발 신약 효과 수학적 예측에도 참여 국내 대표적인 생물수학자가 세포질 혼잡을 일으키는 비만, 치매, 노화가 불안정한 수면상태를 유발한다는 것을 수학적으로 규명하고 해결책을 제시해 주목받고 있다. 카이스트 수리과학과 김재경 교수팀은 수학적 모델로 세포내 분자 이동을 방해하는 세포질 혼잡 현상이 일주기 생체리듬을 불안정하게 만들어 불면증을 유발시킨다는 것을 예측해냈다고 9일 밝혔다. 김 교수팀의 예측은 미국 플로리다주립대 이주곤 교수팀의 실험을 통해 검증됐다. 이번 연구결과는 미국국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’에 실렸다. 사람을 비롯한 많은 동물들은 뇌 속 생체 시계를 갖고 있다. 사람의 생체시계는 24시간 주기에 맞춰 살 수 있도록 행동과 생리작용을 조절하는 역할을 한다. 실제로 사람의 생체시계는 밤 9시가 되면 멜라토닌 분비를 촉진시켜 수면을 취할 수 있도록 하고 학습능력에도 영향을 미친다. 2017년에는 생체시계와 관련한 연구를 수행한 과학자 3명이 노벨생리의학상을 받았다. 이들에 따르면 ‘PER 단백질’이 일정 시간에 세포핵 안으로 들어가고 나오는 것이 생체 시계의 핵심이다. 그렇지만 다양한 물질이 존재하는 복잡한 세포 환경에서 수 천 개에 이르는 PER단백질이 일정한 시간에 핵 안으로 들어가는 것은 생체시계 연구의 오랜 수수께끼로 남아있다. 연구팀은 이 같은 난제를 풀어내기 위해 세포 내 분자의 움직임을 묘사하는 ‘시공간적 확률론적 모형’을 자체 개발해 분석한 결과 PER 단백질이 세포핵 주변에 충분히 응축되고 인산화되면서 핵 안으로 들어간다는 사실을 예측했다. 연구팀은 노화나 비만, 치매가 발생할 경우 PER 단백질이 핵 안으로 들어가 응축되는 것을 방해하는 지방액포 같은 물질들이 세포 내에 많아지기 때문에 세포질이 혼잡해지면서 인산화 스위치가 작동하지 않아 일주기 리듬이 불안정해지고 불면증 같은 증상이 나타난다고 설명했다. 김재경 교수는 “이번 연구는 비만과 치매, 노화가 세포질 혼잡을 일으킴으로써 불면증 같은 불안정한 수면을 유발시키는 핵심 원인이라는 것을 수학과 생명과학의 융합연구로 규명했다는데 의미가 크다”라며 “세포질 혼잡을 해소시킨다면 수면질환을 효과적으로 치료할 수 있을 것”이라고 설명했다. 김 교수는 비선형 역학이론, 확률론 등 수학 이론을 이용해 신체 내 생화학적 반응과 생체주기 조절 메커니즘 같은 생물학 분야의 문제들을 연구하는 대표적인 생물수학자다. 2016년에 세계적인 다국적 제약사 화이자가 개발 중인 생체리듬 조절과 관련된 신약 효과를 수학적으로 예측하는 연구를 맡으면서 이미 화제가 된 바 있다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

중세 영국 런던의 문서·통계 등 연구 흑사병 인한 사망률·확산 속도 계산14세기엔 43일 걸려 환자 2배 됐지만 17세기엔 11일 만에… 유럽인 30% 사망인구 밀집·청결 문제로 병균 더 퍼져“기쁨에 들떠 있는 군중이 모르는 사실, 즉 페스트균은 결코 죽거나 소멸하지 않으며… 아마 언젠가는 인간들에게 불행과 교훈을 주기 위해 저 쥐들을 또다시 흔들어 깨워 어느 행복한 도시로 그것들을 몰아넣어 거기서 죽게 할 날이 온다는 것을 알고 있었기 때문이다.” 알베르 카뮈의 ‘페스트’는 문학적 해석을 떠나 페스트라는 감염병에 대한 정확한 묘사 때문에 과학자 중에는 ‘감염병 관련 논픽션으로 봐도 무방하다’는 평가를 하는 이들도 있다. 카뮈의 작품에서도 알 수 있듯이 20세기 초반까지도 페스트는 인류가 생각할 수 있는 최악의 감염병이었다. 더이상 감염병이 인간을 괴롭힐 수 없을 것이라는 확신이 생길 정도로 과학이 발달한 21세기 세계는 ‘코로나19’에 1년 가까이 시달리고 있다. 질병 원인은 다르지만 과거 대유행했던 감염병을 분석해 현재는 물론 미래에 발생할 질병의 경향성을 파악하기 위해 통계학자, 수학자, 역사학자, 진화유전학자로 구성된 ‘질병 고고학자’들이 나섰다. 캐나다 맥매스터대 수학·통계학과, 생물학과, 감염병연구소, 고고학과, 생화학과, 빅토리아대 수학·통계학과 연구자로 구성된 연구팀은 영국 런던에서 페스트가 대유행했던 14~17세기 300년 동안 작성된 개인 유언장, 교구 등록부, 사망신고서 등 인구통계와 역학자료를 분석, 감염병으로 인한 사망률과 확산 속도를 계산해 새로운 사실을 확인했다고 21일 밝혔다. 이번 연구 결과는 미국국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’ 20일자에 실렸다. 역사적으로 처음 기록된 페스트는 541년 동로마제국에서 발생한 것으로 ‘유스티니아누스 역병’으로 불리며 750년까지 약 200년 동안 중동, 북아프리카, 유럽을 휩쓴 뒤 갑자기 사라졌다. 연구팀은 600여년 동안 잠복해 있다가 다시 나타나 유럽 인구 3분의1을 사라지게 만든 14~17세기 페스트 대유행에 주목했다. 연구팀은 수천 건의 문서를 분석한 결과 페스트의 확산 속도가 14세기 때보다 17세기에 4배 이상 빨랐다는 것을 새로 밝혀냈다. 분석에 따르면 14세기에 발생한 페스트는 감염자 숫자가 두 배 늘어나는 데 43일이 걸렸는데 17세기에는 11일 만에 환자가 두 배로 불어났다는 것이다. 벤저민 볼커 맥매스터대 교수(생물수학)는 “현재 코로나19처럼 14~17세기 유럽인들을 공포에 떨게 만든 페스트의 확산 속도를 정확히 보여 주는 첫 연구”라며 “진화유전학적 측면에서 14세기와 17세기 페스트 원인균은 변이가 없었던 것으로 이번에 확인했는데 확산 속도가 이렇듯 차이를 보인 것은 놀라운 일”이라고 말했다.연구팀은 페스트 감염 속도엔 인구밀도, 생활조건, 기온과 같은 환경조건 등이 작용한다고 밝혔다. 또 이 같은 결과는 페스트뿐만 아니라 코로나19에도 똑같이 적용될 수 있을 것이라고 강조했다. 원인과 치료법이 명확하지 않은 감염병이 확산될 때는 이런 감염 조건들을 차단하는 게 중요하다는 것이다. 이 때문에 코로나19에 대응하기 위한 사회적 거리두기, 청결 유지 같은 방역조치는 최선의 조치라고 연구팀은 입을 모았다. 이번 연구를 주도한 응용수학자 데이비드 언 맥매스터대 교수(전염병·진화학)는 “이번에 개발한 디지털 아카이브 기술을 활용하면 과거 전염병 확산 패턴을 정확히 분석할 수 있으며 시간에 따라 어떻게 변화됐는지까지 한눈에 볼 수 있다”면서 “과거 전염병 전파 패턴을 분석하면 코로나19를 비롯한 다양한 현대 전염병을 이해하는 데도 도움이 될 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

사람 뇌의 인지능력은 35세쯤 정점에 도달해 40대 중반부터 떨어지기 시작한다는 연구 결과가 나왔다. 독일 뮌헨대 연구진은 1890년부터 2014년까지 125년 동안 전 세계에서 열린 프로 체스 경기 2만4000여 건에서 160만 개 이상의 움직임을 분석해 사람 뇌의 인지능력은 시간이 지남에 따라 어떻게 변하는지를 조사했다. 연구진은 사람 뇌의 인지능력을 측정하기 위해 선수들이 경기에서 수행한 각각의 움직임을 컴퓨터 기반 체스 엔진이 권장하는 최적의 움직임과 비교했다.그 결과, 사람의 인지능력은 생애 주기표에서 혹 모양의 곡선을 그리는 것으로 나타났다. 이는 인지능력이 20세 때까지 급격히 향상해 35세쯤 정점을 찍은 뒤 45세가 지나고 나서부터 점차적으로 감소하는 것이다. 연구진은 또 1890년 첫 번째 프로 체스 경기 이후 선수들에게서 주목할 만한 실력 향상을 발견했다. 지난 125년 동안 특히 20세 미만 선수들의 실적이 개선됐다는 것이다. 특히 가정용 컴퓨터의 체스 게임이 널리 보급된 1990년대에는 경기 성적이 가장 가파르게 상승했다. 선수들은 모든 상황에서 가장 좋은 움직임을 알고 있는 게임을 통해 실력 향상에 도움을 얻을 수 있었다. 연구진은 “체스 엔진과 온라인 경기에 참가할 기회가 생기면서 선수들은 이른 나이부터 체스 지식을 쌓으며 경기를 준비할 수 있게 됐다”고 말했다. 사실 지금까지 인지능력을 요구하는 작업에서 개인의 능력에 따른 연령별 패턴은 지난 100여 년 동안 어떻게 변했는지 거의 알려지지 않았다. 왜냐하면 신뢰성 있는 측정 조건을 구축하기가 어렵기 때문이다. 이 점에 대해서는 측정은 개인과 시간에 따라 비교할 수 있어야 하며 기술 등 기타 환경 요인의 변화에 영향을 받지 않아야 한다고 연구진은 설명했다. 자세한 연구 결과는 미국 국립과학원회보(PNAS) 최신호(10월 19일자)에 실렸다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

“먹이를 찾아 산기슭을 어슬렁거리는 하이에나를 본 일이 있는가/짐승의 썩은 고기만을 찾아다니는 산기슭의 하이에나 나는 하이에나가 아니라 표범이고 싶다.” 가왕 조용필의 대표곡 중 하나로 중년 남성들이 노래방에만 가면 불러댄다는 ‘킬리만자로의 표범’의 첫 구절이다. 다른 육식동물이 먹다 남긴 썩은 고기가 아닌 굶더라도 육식동물다운 자존심을 지키겠다는 의미를 담고 있다. 호랑이는 굶어도 풀을 뜯지 않는다라는 의미와 일맥상통할 것이다. 그렇지만 일부 선진국가들을 중심으로 출산율이 줄고 있지만 전 지구적으로는 꾸준히 인구는 늘고 있으며 인간의 활동영역은 점점 늘고 있다. 이처럼 인간의 활동범위가 넓어지면서 인간과 접촉하는 야생 육식동물이 늘고 있고 사람에 대한 의존도가 높아지면서 야생 육식동물에 의해 생태계가 더 급속하게 붕괴될 수 있다는 지적이 나왔다. 미국 위스콘신 메디슨대 삼림·야생생태학과, 뉴멕시코대 생물학과 공동연구팀은 사람의 거주지와 가까운 곳에 사는 육식동물들은 사람에 의해 개체수가 줄어들 뿐만 아니라 그들의 음식 절반 이상을 사람의 식재료에서 얻게 되면서 생태계에 심각한 문제를 일으킨다고 17일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 미국 국립과학원에서 발행하는 ‘PNAS’ 13일자에 실렸다. 연구팀은 미국과 캐나다 국경지역인 오대호 일대에 살고 있는 회색늑대, 코요테, 밥캣(시라소니), 여우, 회색여우, 담비, 미국담비 7종의 육식동물700여 마리의 식생활을 분석했다. 연구팀은 미네소타, 위스콘신, 뉴욕, 미시건주 소속 생물학자들과 시민과학자들의 도움을 받아 국립공원처럼 외진 지역부터 인근 대도시 지역까지 동물의 분포를 계산하고 뼈와 털을 수집해 화학분석을 실시했다. 인간의 음식에는 옥수수와 설탕이 많이 포함돼 있기 때문에 자연에 서식하는 동물에 비해 뼈나 털에 독특한 탄소 발자국을 찾을 수 있기 때문에 이를 비교하는 것이다. 그 결과 육식동물들이 사람이 사는 도시나 교외농장에 더 가까이 살 수록 사람이 먹는 음식을 먹는다는 사실을 확인했다. 육식동물들이 먹는 식사의 25%가 사람들이 먹는 음식이며 일부 지역에서 서식하는 육식동물들은 식단의 50%가 사람이 먹는 음식이라는 사실로 알려졌다.동물별로보면 밥캣이나 회색늑대는 상대적으로 사람들이 사는 지역까지 내려오지 않아 인간의 음식을 먹는 경우는 적었고 담비나 코요테, 여우 등은 식단의 50% 이상이 사람의 음식으로 채워진 것으로 확인됐다. 인간의 생활영역이 좁아 육식동물들이 주로 자연에서 먹잇감을 찾을 때는 각기 서로 다른 영역을 차지하고 있었다. 그렇지만 사람의 음식에 익숙해지면서 육식동물간 식량 확보를 위한 경쟁이 치열해질 가능성이 높아지고 서로의 서식지가 겹치게 되는 경우가 늘어나고 있다고 연구팀은 설명했다. 이들 동물들이 인간이 사는 지역에 자주 나타나면 사람들의 공격에 쉽게 노출될 뿐만 아니라 육식동물간 경쟁으로 개체수가 급격히 줄어들면서 생태계 전체 먹이사슬을 교란시키게 된다는 것이다. 결국 먹이사슬 구조가 붕괴되면서 비정상적인 생태환경이 조성될 수 있다고 연구팀은 우려했다. 조나단 파울리 위스콘신 메디슨대 교수(야생생태학)는 “‘당신이 먹는 음식을 보면 당신이 누군지를 알 수 있다’는 말처럼 동물들이 무엇을 먹는지를 통해 그들의 생태계와 그 미래를 엿볼 수 있다”라며 “이번 연구의 충격적 결론은 인간의 생활영역 확장에 따라 야생 생태계가 어떻게든 붕괴될 수 밖에 없다는 것”이라고 지적했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

10개월 넘게 전 세계 확산세가 꺾이지 않고 있는 코로나19는 감기를 유발시키는 바이러스의 하나인 코로나바이러스가 박쥐와 천산갑을 거치면서 변이돼 사람에게 옮겨진 것으로 알려져 있다. 그런데 돼지 사육 농가를 공포에 빠지게 만든 ‘돼지 코로나바이러스’가 인간에게도 퍼질 수 있다는 연구결과가 나와 우려가 커지고 있다. 미국 노스캐롤라이나대 채플힐 의대 전염병학과, 미생물·면역학과, 비교의학과, 폐연구소, 급성질환 항바이러스제 연구부, 퍼시픽 노스웨스턴 국립연구소 화학·생물학연구부 공동연구팀은 돼지 코로나 바이러스로 알려진 돼지 급성 설사증후군 유발 코로나바이러스(SADS-CoV)가 사람의 호흡기와 장내 세포에서 쉽게 복제될 수 있다고 16일 밝혔다. 실험실에서 수행된 실험이지만 돼지고기 섭취가 많은 전 세계 대부분의 나라 중 하나에서 대전염이 일어날 가능성이 충분하다는 점에서 우려가 크다. 이번 연구결과는 미국 국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’ 15일자에 실렸다. 코로나19처럼 돼지 코로나바이러스도 코로나바이러스의 변종 중 하나로 박쥐에게서 시작된 것으로 알려져 있다. 아직까지는 돼지에게서만 발견되고 있는데 2016년 중국에서 처음 발견된 뒤 감염된 새끼 돼지들 90% 이상이 설사, 구토증상을 일으키고 죽은 것으로 알려져 있을 정도로 돼지들 사이에서는 치명적 질병이다. 코로나19를 유발시키는 SARS-CoV-2와 SADS-CoV는 같은 코로나바이러스 계열이지만 코로나19 유발 바이러스는 베타(β)코로나바이러스, 돼지 코로나바이러스는 알파(α)코로나바이러스이다. 사람에게서 감기나 기관지염을 일으키는 대표적인 인간 코로나바이러스 HCoV-229E, HCoV-NL63도 알파코로나바이러스 계열이다. SADS-CoV가 아직까지 사람에게 영향을 미치고 있지는 않지만 중간 숙주를 거칠 경우 변종이 발생해 인간을 감염시킬 가능성을 완전히 배제하기 어렵다고 연구팀은 봤다. 이 때문에 연구팀은 체온과 비슷한 37도 환경에서 원숭이 등 영장류, 고양이, 개, 사람의 세포에 SADS-CoV를 감염시킨 다음 변화를 관찰했다. 그 결과 48시간만에 사람의 호흡기와 소화기관에 광범위하게 확산됐고 나머지 포유류들도 SADS-CoV에 쉽게 감염되는 것이 관찰됐다. 연구팀에 따르면 SADS-CoV는 전 세계적 대부분의 박쥐에서 발견되는 HKU2라는 바이러스에서 유래됐다. 또 최근까지도 중증 코로나19 환자에게 투여됐던 에볼라바이러스 치료제인 렘데시비르가 SADS-CoV에 효과적인 것으로 연구팀은 확인했다. 랄프 바릭 노스캐롤라이나대 교수(미생물·면역학)는 “많은 연구자들이 사스나 메르스, 코로나19 같은 베타코로나바이러스의 잠재적 위험에만 초점을 맞추고 있지만 알파코로나바이러스의 경우 종(種) 장벽을 쉽게 뛰어넘을 수 있다는 점에서 관심있게 지켜봐야 할 것”이라고 말했다. 바릭 교수는 또 “돼지 코로나바이러스는 기존에 있는 약물로 효과적으로 대응할 수 있겠지만 변이 가능성과 변이 됐을 때 빠르게 대처할 수 있도록 준비를 해야한다”고 덧붙였다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

아침저녁으로 선선한 날씨가 이어지면서 본격적인 가을임을 실감하고 있습니다. 게다가 24절기 중 모기 입이 비뚤어진다는 처서가 한참 전에 지났는데도 밤사이 여름모기보다 무섭다는 가을모기에게 물리곤 합니다. 이렇듯 사람들을 괴롭히는 모기는 파리목 모기과에 속하는 곤충으로 극지방에서도 발견될 정도로 전 세계적으로 분포해 있습니다. 현재 지구상에는 3500여 종의 모기가 존재하고 한반도에는 56종이 있는 것으로 알려져 있습니다. 모기는 학질모기아과, 보통모기아과, 왕모기아과 세 가지로 구분할 수 있습니다. 보통모기아과에 속하는 숲모기와 집모기는 지카바이러스, 뇌염 등을 옮기고 학질모기는 말라리아를 옮깁니다. 왕모기는 다른 모기보다 몸집이 1.5배 정도 크지만 피를 빨아먹지 않습니다. 모기는 인류에게 가장 치명적인 동물 중 하나이며 말라리아, 뎅기열, 뇌염, 황열병 같은 질병을 퍼뜨려 전 세계적으로 매년 최소 50만명이 사망하는 것으로 알려져 있습니다. 이 같은 상황에서 미국 록펠러대, 프린스턴대, 스탠퍼드대, 하워드휴즈의학연구소(HHMI), 프랑스 파스퇴르연구소 공동연구팀은 모기는 사람처럼 각기 다른 맛을 느낄 뿐만 아니라 다른 동물의 피보다 사람의 혈액을 더 선호한다는 사실을 밝혀냈습니다. 모기가 피맛을 볼 때는 4가지 종류의 신경세포가 활성화될 뿐만 아니라, 모기가 피를 빠는 주둥이가 사람의 혀처럼 흡입하는 액체의 맛을 파악하고 피인지 아닌지를 구분해 낼 수 있다고 합니다. 이 같은 연구 결과는 신경과학 분야 국제학술지 ‘뉴런’ 10월 13일자에 실렸습니다. 연구팀은 황열병, 뎅기열을 옮기는 이집트 숲모기에게 사람과 동물의 피, 과즙을 맛보도록 한 다음 신경세포 활성 정도를 관찰했습니다. 그 결과 사람이 맛을 볼 때 특정 신경세포가 활성화되면서 단맛, 짠맛, 신맛, 감칠맛을 구분할 수 있는 것처럼 모기의 주둥이도 맛을 구분하는 신경세포 4종류를 갖고 있다는 것이 확인됐습니다. 연구팀에 따르면 모기에게 사람의 피는 다른 동물의 피에 비해 약간 짭짤하면서도 달콤해 흔히 말하는 ‘단짠’ 맛이 느껴지는 중독성 있는 식품으로 느껴질 것이라고 합니다. 실제로 사람의 피를 한 번 맛본 모기는 다른 동물의 피는 입도 대지 않을 정도라고 합니다. 한편 미국 뉴욕대, 푸에르토리코대 공동연구팀은 현재 말라리아 전파 모기를 방제하는 데 많이 쓰이는 살충제 ‘델타메트린’의 결정 형태를 변형시켜 적은 양으로도 살충 효과가 이전보다 12배 이상 높아지고 내성 문제까지 해결할 수 있는 방법을 찾았다고 밝혔습니다. 이 연구 결과는 미국국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’ 10월 13일자에 발표됐습니다. 연구팀은 새로운 형태의 델타메트린을 학질모기, 이집트숲모기는 물론 과일파리에게 실험을 했는데 적은 양으로도 효과적으로 모기들을 없앨 수 있을 뿐만 아니라 그 효과가 3개월 이상 지속된다는 것을 확인했습니다. 더군다나 내성도 일으키지 않는 ‘꿈의 살충제’라는 것입니다. 이번 연구 결과에서도 볼 수 있듯이 인류 역사를 보면 인간은 질병과 끊임없는 전쟁을 벌여 왔습니다. 이 전쟁은 인류가 사라지지 않는 한 계속될 것입니다. 코로나19와의 전쟁에서 인류가 승리하기 위해 중요한 것은 희망의 끈을 놓지 않고 지치지 않아야 한다는 점입니다. edmondy@seoul.co.kr

남극 대륙의 두 주요 빙하가 그 어느 때보다 빠르게 붕괴하고 있다는 사실이 위성 사진을 분석한 결과로 밝혀졌다. 국제 전문가 연구팀은 서남극 아문센해역에 있는 파인아일랜드와 스웨이츠라는 이름의 두 빙하가 붕괴의 길을 걷고 있다고 경고했다. 두 빙하는 노르웨이 면적 크기로 한반도보다 3배 정도 더 크며, 남극 대륙에서도 가장 동적인 특징을 지닌 빙하에 속한다. 이는 두 빙하가 녹으면서 지금까지 전 세계 해수면의 약 5%를 높이는 원인이 됐기 때문이다. 만일 두 빙하가 주변 해역의 온난화 탓에 완전히 소실한다면 지구의 해수면은 1m 정도까지 상승할 것이다. 따라서 파인아일랜드와 스웨이츠라는 두 빙하가 앞으로 어떻게 변할지를 예측하는 것은 지구 온난화가 진행되고 있는 우리 지구의 미래 바다 모습을 이해하는데 꼭 필요하다.이번 연구에 참여한 네덜란드 지구과학자 스테프 레미트 델프트공대 교수는 “파인아일랜드와 스와이츠에서 실제로 무슨 일이 벌어지고 있는지를 밝히기 위해 여러 다른 위성에서 이미징 데이터를 입수했다”면서 “우리는 빙붕(바다 위에 떠 있는 빙하)의 전단(剪斷) 주변부에서 구조적 손상을 발견했는데 이는 빙붕이 서서히 갈라지고 있는 것을 시사한다”고 설명했다. 이와 함께 “현재 빙붕은 교통정체에 걸려 속도가 느린 자동차와 약간 비슷하다. 빙붕은 그 뒤에 있는 모든 얼음이 속도를 줄이게 강제하기 때문”이라면서 “일단 빙붕이 사라지면 더 내륙 쪽에 있는 얼음이 밀려 나오는 속도를 높일 수 있을 것이고 이는 결국 해수면을 더 빠르게 상승하게 할 것”이라고 말했다. 특히 빙하가 갈라져서 생긴 좁고 깊은 틈인 크레바스의 크기가 지난 20년 동안 빠르게 커지고 있는 것으로 나타났다. 위성 자료는 유럽우주국(ESA)의 크라이오샛(CryoSat)과 코페르니쿠스 센티넬-1(Copernicus Sentinel-1)뿐만 아니라 미국항공우주국(NASA) 및 미국지질연구소(USGS)의 랜드샛(Landsat) 프로그램과 NASA 테라 위성에 탑재된 아스터(ASTER) 카메라 등 다양한 임무에 의해 수집된 것이다. 연구팀은 빙붕과 빙하의 지형이 어떻게 변했는지를 파악하고 얼음이 움직이는 속도를 평가했는데 이 속도에서 손상된 주변부의 영향을 모형화할 수 있었다. 또다른 연구 저자인 오스트리아 환경지구관측정보기술(ENVEO·Environmental Earth Observation Information Technology)의 토머스 나글러 박사는 “이런 균열은 되먹임(feedback) 과정을 시작한 것으로 보인다”면서 “빙하가 약한 부분부터 손상되면서 이는 더 많은 빙붕의 붕괴 속도를 높이고 퍼져나가며 약해져 더 많은 빙붕이 더 악화해 빙붕이 더 빨리 붕괴하기 시작할 가능성이 더 크다”고 말했다.ESA에서 크라이오샛 임무를 담당하고 있는 마크 드링크워터 박사는 “이 연구 결과는 빙붕 후퇴와 빙상 질량 손실 그리고 해수면 변화의 모형 예측에 그런 되먹임 과정을 포함해야 한다는 절박한 필요성을 강조한다. 우리는 서남극 대륙의 상당량 빙하가 현지 기후 변화의 영향을 받고 있다는 것을 알고 있다”면서 “사실 최근 한 연구는 빙하의 24%가 급속도로 얇아지고 불안정하다는 것을 발견했다”고 말했다.이어 “이런 새로운 결과는 이 피해가 얼마나 빨리 일어나고 있는지를 강조하고 파인 아일랜드와 스웨이츠 빙하가 그 어느 때보다 취약하다는 것을 보여준다”고 덧붙였다. 자세한 연구 결과는 국립과학원회보(PNAS) 최신호(9월 14일자)에 실렸다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr