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

지구를 위협하는 플라스틱 쓰레기를 더욱 빠르게 분해할 수 있는 ‘슈퍼 효소’가 개발돼 학계의 관심이 쏠리고 있다. 영국 가디언 등 해외 언론의 28일 보도에 따르면 영국 포츠머스대학과 미국 국립재활용에너지연구소 공동 연구진은 플라스틱을 ‘먹어’ 해치우는 슈퍼 효소를 이용해 페트병 등을 기존보다 6배 빠르게 분해할 수 있으며, 면화를 분해하는 효소와 결합할 경우 재활용이 어려운 혼합 직물 의류도 더욱 손쉽게 재활용할 수 있을 것으로 기대했다. 플라스틱 오염은 극지방부터 깊은 바다까지 오염시키고 있으며, 잘게 부수어진 미세플라스틱은 사람이 섭취하거나 호흡을 통해 들이마실 수 있다는 사실은 익히 알려져 있다. 그러나 버려진 플라스틱 쓰레기를 또 다른 화학성분으로 분해하는 것은 복잡하고 어려운 과정인데다 플라스틱 사용량이 늘면서 더욱 많은 쓰레기가 지구 곳곳에 쌓이는 실정이다.이번에 개발된 슈퍼 효소는 2016년 일본의 한 폐기물 현장에서 우연히 발견된 ‘플라스틱 먹는 벌레’에게서 추출한 것으로, 각기 다른 두 개를 혼합해 만든 혼합 효소다. 연구진은 플라스틱 분해 효소인 페타제(PETase)와 메타제(MHETase)를 결합함으로서 분해속도를 2배 높였고, 두 효소를 연결하는 기술적 가공을 통해 효소 활성이 총 6배 증가한 슈퍼 효소가 탄생했다. 연구를 이끈 포츠머스대학의 존 맥기핸 교수는 “2018년 당시 혼합효소의 효능을 처음으로 확인했고, 이후 두 효소를 혼합했을 때 분해 효과가 높아지는 것을 알게 됐다”면서 “페타제와 메타제는 모두 플라스틱을 분해해 원래의 구성요소로 되돌리는 방식으로 작동한다. 플라스틱을 끊임없이 재활용할 수 있기 때문에 석유나 가스 같은 화석 자원 의존도 역시 줄일 수 있을 것”이라고 설명했다. 자세한 연구결과는 미국 국립과학원회보(PNAS) 최신호에 실렸다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

2015년 노벨경제학상 수상자 앵거스 디턴 경도 연구에 참여 이전에 ‘아프니까 청춘이다’라는 책이 주목을 받았던 때가 있었다. 청춘이란 원래 시련을 겪으면서 단련되는 것이라는 조언이 담긴 책이었지만 사회관계망서비스(SNS)에서는 ‘아프면 병원에 가야지’라는 식의 비판이 많았다. 젊으면 나이든 사람들보다 덜 아프고, 고통을 견뎌내는 신체적, 정신적 능력이 더 우수할 것이라는 생각들을 갖고 있다. 그렇지만 고통에 대한 저항력은 개인차일 뿐 단순히 나이가 적을수록 우수하다고 볼 수는 없다. 실제로 심리학자와 보건학자, 경제학자들은 노년층보다 중년층이 고통에 더 많이 노출돼 있으며 취약하다는 연구결과를 내놨다. 미국 프린스턴대 공공국제정책학부, 서던캘리포니아대 경제학과, 보건경제연구센터, 심리학과, 자가보고과학연구센터 공동연구팀은 흔히 생각하는 것과 달리 노년층보다는 중년층이 급성 또는 만성적 고통에 시달리는 사례가 더 많다고 25일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 미국국립과학원에서 발행하는 ‘PNAS’ 22일자에 실렸다. 이번 연구에는 2015년 복지, 소비, 빈곤과 건강에 대한 연구로 노벨경제학상을 수상한 프린스턴대 교수로 재직 중인 앵거스 디턴 경이 교신저자로 참여했다. 연구팀은 2006~2018년까지 미국을 포함한 전 세계 20개국 25~79세 성인남녀를 대상으로 갤럽, 미국 인구조사국, 유럽연합(EU)에서 실시한 건강보건 통계를 분석했다. 이와 함께 세대 및 연령별 고통에 관한 영향을 분석하기 위해 1930~1990년 사이에 태어난 남녀를 대상으로 한 갤럽 보건·행복조사, 갤럽 세계설문조사, 인구조사국 국민건강인터뷰 조사, 의료비 지출조사, 미시건대 보건·퇴직자 분석 4개의 미국 조사자료를 분석했다. 이번 분석에 포함된 조사 대상은 252만 7378명에 이른다. 분석 결과 연구팀은 전 세계 모든 인종과 민족에 있어서 남성과 여성은 나이가 들수록 다양한 질병과 고통에 시달린다는 사실을 확인했다. 이 같은 결과는 기존에 갖고 있던 상식에 부합하는 내용이다. 또 교육 수준에 상관없이 중년층이 노년층보다 더 많은 고통을 호소하는 것으로 조사됐다. 중년층에 들어서면서 급성 통증에서 시작해 만성 통증으로 이어지는 경우가 많았으며 대부분 노년층까지 이어지는 것으로 확인됐다. 특히 이 같은 경향은 미국에서 두드러지게 나타났다. 미국의 경우는 대학 이상 교육을 받은 사람도 중년이 노년층보다 더 많은 고통에 시달리는 것으로 조사됐고 대학 교육을 받지 않은 중년층은 조사대상의 3분의 2가량이 각종 질병에 시달리는 것으로 나타났다. 연구팀은 미국의 경우 의료보험 체계가 잘 갖춰져 있지 않기 때문에 교육수준이 낮을 경우 실직 위험에 상시 노출돼 있고 사회적 고립, 가정생활의 취약성 같은 사회적 문제는 물론 약물 및 알콜 과다복용 등이 원인이 되는 것으로 확인됐다. 앵거스 디턴 교수는 “신체적, 정신적 고통과 물리적 통증은 삶의 질을 더 떨어뜨리는 경향이 있는데 미국의 경우는 다른 나라들에 비해 유독 두드러지게 현재 중년층의 고통지수가 노년층보다 높다”라고 지적했다. 디턴 교수는 “많은 나라들이 초고령화 사회로 빠르게 진입하고 있는데 중년기 때부터 통증과 각종 질환을 겪는 사람들이 많아지게 되면 그만큼 사회적 비용이 더 많이 투입될 수 밖에 없다”라며 “국가나 사회에서 이 같은 문제를 해결할 수 있도록 장기적 대안을 마련하는 것이 중요하다”라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

지난 21일 늦은 밤, 질병관리청은 다음날 전국 초중고생과 임신부를 대상으로 시작할 예정이었던 무료 독감 예방접종을 일시 중단한다고 긴급 공지했습니다. 독감 백신 유통과정에서 적정 냉장온도가 유지되지 않았다는 것을 파악했기 때문입니다. 독감 백신은 접종 직전까지 2~8도라는 적정온도가 유지돼야 합니다. 최적 보관온도보다 높은 상태에 노출되면 백신의 단백질 함량이 줄어들어 백신의 예방효과가 뚝 떨어집니다. ‘트윈데믹’ 우려가 커지는 가운데 바이러스에 상대적으로 취약해 무료 백신접종 대상자인 영유아, 아동·청소년, 임신부, 노년층은 무료 접종 재개를 기다려야 할지 유료 접종을 받아야 할지 혼란에 빠졌습니다. 여기서 궁금한 것은 체했을 때 소화제 먹는 것조차 조심스러운 임신부들에게 백신을 접종하는 것은 괜찮을까 하는 점입니다. 최근 의과학자들이 답변을 대신할 수 있는 연구결과를 내놨습니다. ●바이러스 몸 전체로 퍼져 태아에게 심각 호주 왕립 멜버른 공과대(RMIT), 모내시대, 남호주대, 라트로브대, 아일랜드 트리니티칼리지 더블린대 의대, 트리니티 의생명과학연구소, 성 제임스병원, 쿰 여성·아동 대학병원 공동연구팀은 임신부가 독감에 걸리면 일반 환자들처럼 바이러스가 호흡기에만 영향을 미치는 것이 아니라 바이러스가 몸 전체로 퍼지면서 산모 본인은 물론 태아에게 심각한 합병증을 유발한다고 23일 밝혔습니다. 이 같은 연구결과는 미국국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’ 22일 자에 실렸습니다. 연구팀은 임신한 생쥐와 임신하지 않은 암수 생쥐를 A형 독감 바이러스에 노출시키고 생체 반응을 관찰했습니다. 그 결과 임신하지 않은 생쥐는 바이러스가 폐에만 집중됐지만 임신한 생쥐에게선 바이러스가 호흡기뿐만 아니라 혈관을 타고 몸 전체에 퍼져 곳곳에 염증이 발생한 것이 확인됐습니다. 염증이 생긴 혈관들은 기능 약화로 혈류량이 정상 상태의 20~30% 수준으로 떨어진 것으로 조사됐습니다. 이 때문에 독감에 걸린 임신부 생쥐는 폐렴과 함께 전신 염증 같은 패혈증 유사 증상이 쉽게 발생했으며 유산, 조산의 위험도 높아졌고 새끼들이 태어나더라도 성장 장애를 겪는 것으로 확인됐습니다. ●과도한 면역반응 발생해 합병증 시달려 독감이 산모와 태아에게 심각한 합병증을 유발할 수 있다는 사실은 잘 알려져 있었지만 정확한 메커니즘은 밝혀지지 않았습니다. 임신 중에는 산모의 면역체계가 억제되면서 병원균이 침투했을 때 쉽게 합병증이 생긴다는 정도였지요. 그런데 이번 연구로 임신부가 독감에 걸리면 체내에서 과도한 면역 반응이 발생해 각종 합병증에 시달린다는 사실이 새로 밝혀진 것입니다. 코로나19 감염환자들이 확진 이후 급격히 증상이 악화되는 것처럼 독감에 걸린 임신부의 체내에서도 사이토카인 폭풍이 발생하는 것입니다. 독감 백신은 임신부에게 바이러스와 싸울 수 있는 항체를 외부에서 제공함으로써 사이토카인 폭풍 발생을 억제해 주는 역할을 해 준다고 볼 수 있습니다. 연구를 이끈 스타브로스 셀레미디스 RMIT 교수는 “독감 바이러스와 코로나19 바이러스는 분명히 다르지만 유사점도 있는 만큼 이번 연구는 호흡기 바이러스가 어떻게 염증과 체내 과잉 면역 반응을 유발하는지에 대한 통찰력을 제시함으로써 코로나19를 연구하는 과학자들에게 귀중한 자료로 활용될 수 있을 것”이라고 말했습니다. edmondy@seoul.co.kr

공작새나 모르포나비와 같이 화려한 생물이 지닌 구조색 중 파란색과 녹색이 많은 이유가 밝혀졌다. 여기서 구조색은 표면 구조에 따라 빛이 간섭해 나타나는 것으로, 공작은 미세한 깃가지, 모르포나비는 날개의 비늘 가루에 의해 밝고 강력한 색을 발한다. 영국 케임브리지대 연구진은 자연 속 구조색 가운데 광택이 없는 색상이 존재하는 범위를 알아내기 위해 컴퓨터 모형화 실험을 시행했다. 그 결과, 무광 구조색은 가시광선 범위에서 파란색부터 녹색까지만 존재하는 것으로 확인됐다. 연구에 참여한 루카스 셰르텔 박사는 “자연에 존재하는 광택이 있는 구조색은 대부분 무지개색이지만 광택이 없는 구조색은 파란색부터 녹색까지의 범위에서만 존재한다”면서 “우리는 광택이 없는 빨간색이나 주황색을 구조색으로 재현하려고 했지만 채도나 순도 모든 면에서 질이 떨어졌다”고 설명했다. 이는 자연 속 구조색에는 광택이 있는 무지개색이나 광택이 없는 선명한 파란색 또는 녹색만 존재하고 선명한 빨간색이나 주황색은 존재하지 않는다는 것을 뜻한다.현재 이들 연구자가 구조색에 관한 연구를 진행하고 있는 이유는 앞으로 새로운 페인트 등을 개발하는 데 도움을 줄 수 있다고 생각하기 때문이다. 실제로 구조색은 이미 자동차 페인트 등을 개발하는 데 그 원리가 이용되고 있기도 하다. 따라서 앞으로 구조색에 관한 연구가 더욱더 발전한다면 자연스러우면서도 인체에 무해하고 변색 또한 잘 안 되는 페인트를 만들어낼 수 있다고 이들 연구자는 생각한다. 연구를 주도한 잔니 자쿠치 박사과정 연구원은 “구조색을 응용한 페인트는 변색을 막는 데 특화돼 있고 유해 물질을 필요로 하지 않는다. 따라서 친환경적이라고 할 수 있다”고 설명했다. 자세한 연구 결과는 미국립과학원회보(PNAS) 최신호(8일자)에 실렸다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

5560만 년 전 대멸종은 심해에서 대규모 화산 활동이 일으킨 기후 변화 탓이라는 연구 결과가 나왔다. 미국립과학원회보(PNAS) 최신호(9월 14일자)에 실린 연구에 따르면, 이른바 ’팔레오세-에오세 최대온난기’(PETM)로 불리던 당시 치솟던 이산화탄소의 영향으로 지구 평균 기온은 약 5~8℃ 더 높았다. 이 때문에 여분의 탄소가 바다에 유입돼 산성화 반응이 일어나면서 많은 해양 생물이 멸종했다. 해저와 바로 그위에 사는 유공충(껍데기가 있는 근족충류) 역시 30~50%나 죽었다. 하지만 신생대 최대 지구온난화 사건인 당시(PETM) 동안 바다에 탄소가 유입된 속도보다 오늘날 인류의 화석연료 남용에 따른 탄소 배출에 의한 것이 8배 더 빠르다고 이들 연구자는 경고했다. 이에 대해 연구 공동저자로 뉴욕 컬럼비아대의 지구화학자 베르벨 호니시 박사는 “탄소가 천천히 유입되면 생물은 적응할 수 있다”면서 “만일 탄소가 매우 빨리 유입된다면 정말 큰 문제”라고 설명했다. 호니시 박사는 또 “당시에는 대멸종이라는 정말 끔찍한 결과가 나왔고 그것은 앞으로 우리가 닥칠 미래의 좋은 징조는 아니다”면서 “우리는 과거를 앞지르고 있으므로 그 결과는 매우 심각할 것”이라고 지적했다. 사실 과학자들은 지난 몇십 년간 PETM 당시 바다에 유입된 탄소량이 급증했다는 것을 알았지만, 명확한 원인을 알지 못했다.이들 연구자는 이 연구 중 실험실 환경에서 높은 산성의 해양 조건을 만들었고 거기서 유공충을 키웠다. 이들은 실험실에서 성장한 이 유기체들로부터 수집한 지질학적 정보를 PETM 당시 화석화한 유공충에 관한 자료와 비교 분석해 당시 바다에 들어간 탄소 양을 계산할 수 있었다. 결과는 약 5000년 동안 무려 14조9000억t에 달하는 탄소가 유입됐다는 것이다. 연구자들은 또 당시 바다의 탄소 공급원은 화산일 가능성이 크다고 보고 오늘날 아이슬란드 주변 지역에 해당하는 화산 지대에서 대규모 분화 활동에서 비롯했으리라 추정한다. 이산화탄소는 이 외에도 주변의 퇴적암 연소와 메탄 가스 상승에서 직접 배출됐을 것이다. 대기 중 탄소 농도는 1700년대 약 280ppm에서 오늘날 415ppm까지 치솟았으며 지금도 계속해서 빠르게 상승하고 있다고 이들 연구자는 밝혔다. 이들 바다가 과잉 이산화탄소를 계속해서 흡수함에 따라 결과적으로 빨라진 산성화는 해양 생물의 생존을 압박하고 있다. 연구 주저자로 뉴욕 바사르대의 지질학자 로라 헤인스 박사는 “우리는 지구의 시스템이 이산화탄소의 급속한 배출에 어떻게 반응할 것인지를 이해하고 싶다. PETM은 완변한 유사 환경은 아니지만, 우리 환경에 가장 가까운 것”이라면서 “오늘날 상황은 훨씬 더 빠르게 움직이고 있다”고 지적했다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

독특한 울음소리를 내는 것으로 유명하지만 야생에서는 멸종한 것으로 알려진 ‘뉴기니 싱잉독’(New Guinea singing dog)이 뉴기니섬 고산지대에서 여전히 살고 있다는 연구 결과가 나왔다. 우리 말로 ‘뉴기니의 노래하는 개’라는 의미를 지닌 이 견종은 현재 전 세계 보호시설이나 동물원에 약 200마리 정도밖에 남아 있지 않다. 게다가 이들 모두 1970년대 포획된 야생 개체들의 후손이어서 새로운 유전자의 유입이 없어 심각한 위험에 처해 있다. 야생 개체는 50여 년에 걸쳐 목격되지 않았지만, 지난 2016년 인도네시아령 뉴기니섬 서부 고산지대에서 파푸아대 연구진 등으로 구성된 탐험대가 야생 개 15마리를 발견했다. 이들 연구자는 2년 뒤 다시 이곳에 들어가 이들 ‘하이랜드 와일드독’(고산지대 야생 개)이 싱잉독의 조상인지를 조사했다.그중 3마리의 혈액에서 채취한 DNA를 조사한 결과, 유전자 배열이 다른 어떤 견종보다 서로 비슷한 것으로 나타났다. 유전자 배열이 완전히 일치하지는 않았지만 와일드독이 싱잉독이라고 이들 연구자는 확신할 수 있었다. 차이는 물리적으로 몇십 년간 떨어져 있었다는 점과 사육종에 원래 있던 유전적 다양성이 근친 교배의 영향으로 잃어버린 결과로 파악되고 있다. 뉴기니는 세계에서 두 번째로 큰 섬으로, 동부는 파푸아뉴기니, 서부는 인도네시아령 파푸아에 속한다. 고산지대에 서식하는 이들 와일드독은 동부 파푸아뉴기니 중앙주(州)의 해발 약 2100m 지점에서 1897년 발견됐지만, 그 후 서식지가 사라지거나 다른 들개와 섞여 멸종한 것으로 여겨졌다. 뉴기니 싱잉독은 관절이나 척추가 매우 유연해 고양이처럼 높은 곳에 뛰어오를 수 있고 독특한 울음소리는 혹등고래의 노래 소리와 비슷한 것으로 알려졌다. 이에 대해 연구진은 “조만간 하이랜드 와일드독과 싱잉독의 ‘결혼’이 성사되도록 해 진정한 뉴기니 싱잉독이 태어나게 하고 싶다”고 말했다. 자세한 연구 결과는 미국 국립과학원회보(PNAS) 최신호(8월 31일자)에 실렸다. 사진=뉴기니 하이랜드 와일드독 재단 제공 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

남극을 대표하는 동물인 펭귄의 ‘진짜 고향’은 남극이 아닌 호주와 뉴질랜드라는 연구결과가 나왔다. 칠레와 브라질, 스페인 등 공동 연구진은 18종의 각기 다른 펭귄 종에게서 채취한 게놈 시퀀스(배열) 22개를 분석해 펭귄의 진화 과정을 되짚어봤다. 그 결과 약 2190만 년 전 기온이 온화한 해안지대인 뉴질랜드와 호주 일대에서 펭귄이 처음 출현했다는 사실을 확인했다. 펭귄이 처음 나타난 시기는 2600만~700만 년 전에 해당하는 마이오세(중신세)이며, 최초의 서식지는 뉴질랜드와 호주 일대였지만 이후 차츰 남극반도의 추운 지역으로 서식지를 확대했다는 것.펭귄이 뉴질랜드와 호주 해안에서 추운 남극반도로 서식지를 확대한 원인은 기후변화와 풍부한 먹이 등으로 추측된다. 연구진에 따르면 당시 일부 펭귄 종들은 점차 높아지는 수온을 피해 추운 지역인 남극반도로 서식지를 넓혔다. 1160만 년 전이 되어서야 현재의 황제펭귄들은 남미 대륙과 남극 대륙을 잇는 바닷길인 드레이크 해협을 이용해 남극으로 서식지를 확장했다. 연구진은 또 펭귄들이 서식지를 이동하며 혈관과 산소 대사의 능력을 키워 심혈관 기관을 강화하는 방향으로 진화했다는 사실을 확인했다. 심혈관 기관의 강화는 차가운 물에 다이빙하거나 체온을 유지하는데 매우 중요한 역할을 한다. 연구를 이끈 칠레 폰티피셜 카톨릭대학의 줄리아나 비안나 박사는 “약 2190만 년 전 펭귄은 호주와 뉴질랜드 해안 일대에 처음 등장했고, 약 1000만 년이 지나서야 남극으로 서식지를 옮겼다. 유전자 변화를 추적한 결과, 펭귄의 진화는 체온조절과 삼투압조절, 다이빙 능력과 연관이 있다는 사실을 알게 됐다. 이러한 진화는 펭귄이 다양한 수온의 서식지에서 번식하는데 영향을 미쳤다”고 밝혔다.이번 연구결과는 펭귄이 평균수온 9℃의 호주와 뉴질랜드 바다부터, 26℃의 갈라파고스섬, 영하의 남극바다 등 다양한 지역에서 서식할 수 있게 됐는지를 파헤치는데 중요한 단서로 평가된다. 다만 펭귄이 이러한 기후변화에 적응하기까지는 수백만 년이 걸렸으며, 현재의 기후변화 속도는 지나치게 빠르기 때문에 펭귄이 적응하기 이전에 멸종될 가능성이 있다는 지적이 공통적으로 나왔다. 현재 남극에 서식하는 황제펭귄과 아델리펭귄은 녹아내리는 빙하를 피해 서식지를 계속 옮기고 있지만, 펭귄들이 적응을 끝내기 전 서식지가 모두 파괴될 수 있다. 자세한 연구결과는 미국국립과학원회보(PNAS) 최신호(17일자)에 실렸다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

아동학대 관련 소식은 들을 때마다 마음을 무겁게 만듭니다. 훈육을 빙자한 아동학대를 근절하고자 정부는 최근 민법에 규정된 부모를 비롯한 친권자의 징계권 조항을 삭제하기로 했습니다. “친권자는 그 자를 보호 또는 교양하기 위하여 필요한 징계를 할 수 있다”는 징계권은 체벌 정당화로 아동학대의 빌미를 제공해 왔다는 비판을 계속 받아 왔습니다. 어린 시절 훈육이라는 이름으로 행해지는 심한 체벌이 트라우마로 남아 신체적, 정신적 악영향을 미칠 수 있다는 과학적 근거들도 적지 않습니다. 미국 워싱턴대, 스탠퍼드대, 하버드대 실험심리학자들로 구성된 공동연구팀은 어린 시절 정신적, 신체적 학대에 노출된 아이들은 그렇지 않은 아이들보다 사춘기가 빨리 찾아오고 세포와 뇌의 노화 속도가 빠르다는 연구 결과를 미국심리학회에서 발행하는 심리학 분야 국제학술지 ‘심리학 회보’ 8월 3일자에 발표했습니다. 연구팀은 어린 시절에 겪은 트라우마가 성인이 되고서 미치는 영향을 연구한 79개 논문과 보고서를 메타분석했습니다. 이들 연구 분석 대상은 총 11만 6000여명에 달합니다. 메타분석은 비슷한 주제로 연구된 문헌들을 통계적으로 통합하거나 비교해 새로운 결론을 도출해 내는 연구 방법입니다. 연구팀은 어린 시절 언어적·신체적 폭력, 정서적 방임, 방치 등을 겪은 성인들의 각종 건강 지수를 분석한 것입니다. 연구 결과 어린 시절 학대에 관한 트라우마가 있는 사람들은 그렇지 않은 사람들보다 염색체 손상을 막아 주는 텔로미어가 훨씬 짧은 것으로 확인됐습니다. 또 신체 세포와 뇌 세포의 노화 속도가 또래보다 2~3배 빠른 것으로 조사됐습니다. 특히 아동기 트라우마를 가진 사람들은 대뇌 피질의 두께도 얇아 치매와 같은 퇴행성 뇌질환을 겪을 가능성이 크다고 연구팀은 밝혔습니다. 미국 노터데임대 생물학과, 미시건대 인류학과, 듀크대 통계과학과·진화인류학과, 텍사스 샌안토니오대, 프린스턴대 생태진화생물학과, 케냐 나이로비 케냐국립박물관 영장류연구소 공동연구팀도 개코원숭이 192마리를 대상으로 관찰실험을 한 결과 어린 시절 트라우마를 경험하면 성인이 되고서 정상적인 사회적 관계를 맺고 삶을 영위하더라도 스트레스지수가 일반인들보다 높다고 밝혔습니다. 이 같은 연구 결과는 미국 국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’ 8월 4일자에 실렸습니다. 일반적으로 타인과 강한 사회적 관계를 갖는 사람들은 스트레스지수가 낮은 경우가 많습니다. 그런데 어린 시절 트라우마를 경험한 개코원숭이들은 성인이 되고서 정상적인 어린 시절을 지낸 개코원숭이들처럼 생활하더라도 스트레스를 쉽게 받고 평소 스트레스 호르몬 수치도 9~14% 더 높은 것으로 조사됐습니다. ‘사랑의 매’ 또는 ‘사회 통념상 허용될 수 있는 정도의 훈육’을 정량적으로 구분하기는 쉽지 않습니다. 한 대 때리는 것은 괜찮고 두세 대를 때리는 것은 안 된다고 딱 잘라 이야기할 수 없을 것입니다. 훈육의 기준은 어른들이 아닌 아이들을 중심으로 생각해야 합니다. 체벌 없이 훈육하는 방법을 아이와 함께 고민할 때 아이도, 부모도 함께 성장할 수 있을 겁니다. 내 맘처럼 되지 않는 아이들을 잘 키우기 위해 오늘도 고민하는 모든 부모들에게 격려의 박수를 보냅니다. edmondy@seoul.co.kr

코로나19 확산 때문에 초등학교부터 대학교까지 모든 학교들이 지난 1학기는 비대면 형태의 수업과 시험을 진행했습니다. 비대면 온라인 시험이 처음이라 일부 대학생들은 메신저로 답안을 공유하는 등 부정행위를 저질렀다가 적발되기도 했습니다. 이런 소식을 들으면서 문득 한 고등학교가 떠올랐습니다. 인천 제물포고등학교는 올해로 65년째 무감독 시험을 치르고 있는데 지금까지 부정행위는 거의 없었다고 합니다. 비결이라봐야 시험보기 전 학생들이 다 함께 큰소리로 ‘양심의 1점은 부정의 100점보다 명예롭다’는 선서를 하는 것뿐이라고 합니다. 치열한 입시경쟁 환경에서 무감독 시험으로도 부정행위 발생이 거의 없는 이유는 무엇일까 항상 궁금했습니다. 그런데 미국 캘리포니아 샌디에이고대(UCSD) 심리학과, 캐나다 토론토대 아동학연구소, 중국 항저우 사범대 심리과학연구소 공동연구팀이 사람들의 부정행위를 막고 올바른 행동을 할 수 있도록 자극하는 방법을 찾아냈다고 29일 밝혔습니다. 연구팀은 부정행위 방지 비법은 눈에 보이지 않는 경계를 만들어 ‘도덕적 장벽효과’(moral barrier effect)를 자극하는 것이라는 연구 결과를 미국 국립과학원에서 발행하는 ‘PNAS’ 28일자에 발표했습니다. 연구팀은 5~6세 남녀 어린이 350명을 대상으로 그림 속에서 닭, 사과, 검은색 사각형이 몇 개인지를 찾는 수학문제 6개를 정해진 시간 내에 모두 풀도록 했습니다. 특히 마지막 두 문제는 복잡하게 만들어 시간 내에 풀 수 없도록 했습니다. 연구팀은 아이들이 앉아 있는 자리에서 60㎝ 정도 떨어진 책상 위에 답안지가 보이도록 놓아 둔 뒤 감독자는 아이들이 볼 수 없는 곳으로 나가 있도록 했습니다. 감독자는 나가기 전에 아이들과 답안지가 있는 책상 사이에 간이 옷걸이처럼 가림막이 없는 금속 프레임이나 옆자리가 훤히 보이는 투명 플라스틱으로 만들어진 가림막을 세워 두거나 마술지팡이로 허공에 가림막을 그린 뒤 ‘이젠 옆자리를 볼 수 없을 거야’라는 말을 하도록 했습니다. 또 가림막을 아예 설치하지 않는 경우와 투명 가림막을 아이의 앞쪽에 설치한 경우, 아이 뒤쪽에 설치한 경우, 아이와 답안지 사이가 아닌 아이와 복도쪽 창문 사이에 투명 가림막을 설치한 경우 등 7가지 상황을 만들어 부정행위 여부를 CCTV로 관찰했습니다. 그 결과 가림막이 없는 경우는 부정행위 발생 비율이 60%에 달했습니다. 복도와 아이 사이에 가림막이 설치된 경우나 아이 앞쪽에 가림막이 설치된 경우도 비슷한 비율로 나타났습니다. 그러나 투명 가림막을 가운데 설치한 경우 부정행위 발생비율은 10%로 가장 낮았습니다. 가림효과가 없는 금속프레임을 가운데 놓거나 마술지팡이로 허공에 가상의 가림막을 만든 경우에도 부정행위 발생비율은 20~25% 정도에 불과했습니다. 사람은 무의식 중에 받아들여진 기준에 따라 행동을 하며, 이는 보이지 않는 공간적 경계를 넘지 않으려는 습성 때문이라고 연구팀은 설명했습니다. 게일 헤이먼 UCSD 교수는 “물리적, 심리적 공간경계를 도입해 도덕적 장벽을 무의식적으로 인식하도록 한다면 사람들이 자발적으로 사회적 거리두기를 실천하게 할 수 있을 것”이라고 말했습니다. 공간 구성에 따라 사람들의 행동을 변화시킬 수 있다는 생각, 재미있기도 하지만 섬뜩한 생각이 떠오르는 이유는 뭘까요. edmondy@seoul.co.kr

모기는 피를 빨 때 피가 굳지 않게 하려고 타액을 주입한다. 이는 가려움을 유발하기도 하지만 일본뇌염이나 말라리아, 뎅기열 또는 지카바이러스 등 전염병에 걸리게 하는 원인이 된다. 이 때문에 해마다 전 세계에서는 수많은 사람이 목숨을 잃고 만다. 이에 따라 과학자들은 피를 빠는 암모기를 수컷으로 강제 성전환하는 방법을 찾기 위해 노력했고 5년 전인 2015년 수모기에만 전해지는 닉스(Nix) 유전자가 모기의 성별을 결정한다는 사실을 밝혀냈다. 그런데 최근 이들 연구자는 닉스 유전자를 암모기 체내에 집어넣음으로써 성별을 수컷으로 바꾸는 방법을 알아냈다. 즉 이를 사용하면 암모기 수를 줄여 많은 사람의 생명을 구할 수 있다는 것이다. 버지니아공대 등 국제연구진은 세계 여러 나라에서 서식하는 이집트숲모기(학명 Aedes aegypti)를 성전환 대상으로 삼았다. 이들 모기는 아직 우리나라에 유입되지 않았다고 알려졌지만, 지카바이러스와 뎅기열 그리고 황열을 주로 옮긴다. 이들 연구자에 따르면, 이집트숲모기의 수컷은 이른바 엠 로커스(M locus)라고 하는 수컷 결정 유전자자리(male-determining locus) 때문에 확정되며 거기에는 약 30개의 유전자가 있다. 그중 닉스 유전자야말로 수컷을 결정하는 인자라는 것이다. 이는 사람의 경우 남성에게만 Y염색체가 유전되는 것과 같다. 이전 연구에서는 닉스 유전자를 암컷의 생식기에 주입하는 방식으로 약 3분의 2에서 수컷 생식기를 발달하게 했다. 하지만 이 방식으로 성전환한 수컷에게 생식 능력이 있는지는 알 수 없었다. 하지만 이번 연구로 닉스 유전자를 암컷 결정 유전자자리에 집어넣음으로써 생식 능력이 있는 수모기로 바꿀 수 있다는 것이 확인됐다.연구자들은 실험실 안에서 성전환한 수모기를 여러 마리 만들어내 세대 간 유전자의 전달 방식을 조사했다. 그 결과, 성전환한 수컷은 야생 암컷과 짝짓기하면 역시 성전환한 수컷 자손을 만들 수 있는 것으로 나타났다. 수컷 자손은 닉스 유전자의 복제를 독자적으로 발현했으며 이는 오랜 세대에 걸쳐 안정적으로 유전됐다. 즉, 성전환한 수컷을 야생에 방사하면 정기적으로 유전자를 조작한 수컷을 투입하지 않아도 저절로 닉스 유전자를 유전시키는 수컷이 늘어난다는 것이다. 반면 해결해야 할 문제도 확인됐다. 성전환한 수모기가 모두 비행 능력을 잃은 것이다. 분석 결과, 엠 로커스에 포함되는 미오성(myo-sex)이라는 유전자가 빠져 있는 것으로 나타났다. 야생 수컷에게서 미오성 유전자만을 비활성화하는 실험을 진행한 결과 역시 하늘을 날 수 없다는 것이 확인됐다. 이런 문제를 해결하기 위해 성전환한 수컷에게 다시 미오 성 유전자를 집어넣었다. 그 결과, 비행 능력을 완벽하게 회복한 것으로 나타났다. 비행 능력은 먹이를 찾아다니거나 짝짓기를 하고 또는 천적에게서 달아날 때 필요하므로 닉스 유전자의 확산을 위해서는 빼놓을 수 없는 것이다. 물론 성정환한 수모기를 야생에 방사하려면 아직 연구를 더 해야 하지만, 자연이나 생태계에 해가 없다면 실용화할 날도 그리 머지않았을지도 모른다. 자세한 연구 결과는 미국립과학원회보(PNAS) 최신호(7월 13일자)에 실렸다. 사진=123rf 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr