과일의 색상은 새의 취향에 맞춰 진화했을 가능성이 높다는 연구결과가 나왔다. AFP통신에 따르면 과학자들이 아시아 열대지방에 사는 새는 붉은색과 검은색을 선호해 이를 계기로 식물이 이런 색채를 띤 열매를 맺게 됐을 가능성이 높다는 것을 밝혀냈다. 학자들은 오랫동안 자연에 붉은색이나 검은색을 띤 과일이 풍부한 원인으로 이런 과일을 먹고 씨앗을 퍼뜨리는 조류가 선호하는 색상에 있다는 가설을 제기해 왔다. 이에 중국의 연구팀이 새들에 실제로 ‘색채 선호’가 있는지 검증하기 위한 실험을 진행했다. 연구팀은 우선 냄새와 모양, 맛의 영향을 배제하기 위해 사과와 배, 바나나, 밀가루, 옥수수가루를 섞어 작은 구슬 형태로 만든 뒤, 맛이 나지 않는 식용 색소를 사용해 검은색, 빨간색, 노란색, 녹색, 파란색의 인공 과일을 준비했다. 이를 중국 윈난성 열대지역인 시솽반나에 서식하는 불불(직박구리)과 오색조가 선택하도록 했다. 실험에서는 야생에서 포획한 조류와 사육된 조류 모두 스스로 먹고 싶은 과일을 자유롭게 고르도록 했다. 그 결과, 모든 새가 가장 좋아한 과일은 붉은색으로 나타났고 검은색이 그 뒤를 이었다. 반면 녹색 과일은 모든 새가 꺼려하는 것으로 나타났다. 일반적으로 녹색 과일 종은 곤충이나 다른 날지 않는 동물에 의해 확산한다. 또한 실제 과일을 사용한 실험에서도 이와 비슷한 결과를 얻을 수 있었다. 연구팀은 “이번 결과는 시간이 흘러도 변하지 않는 새의 색채 선호가 열대 아시아 과일 색상의 진화를 촉진하는 요인의 하나가 되고 있다는 가설을 뒷받침한다”고 결론지었다. 이번 연구는 세계적인 학술지 네이처(Nature) 자매지인 ‘사이언티픽 리포츠’(Scientific Reports) 온라인판 17일자로 공개됐다. 사진=포토리아 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

어릴 때부터 일관되게 오른손을 사용하는 영·유아들은 후에 언어능력과 학업성취도가 크게 발전할 확률이 높다는 주장이 제기돼 관심이 집중되고 있다. 의학전문매체 메디컬 엑스프레스는 플로리다 국제 대학교(Florida International University) 심리학과 연구진이 어린 시절 꾸준한 오른손 사용 습관이 향후 언어·학업능력 향상에 긍정적인 영향을 미친다는 연구결과를 발표했다고 16일(현지시각) 보도했다. 연구진은 평균 생후 16개월 이상인 영·유아 38명(이중 6~14개월 사이 영·유아는 9명, 18~24개월 사이 영·유아는 7명)을 대상으로 그들이 어떤 손으로 장난감을 만지고 조작하는지 관찰했다. 이후, 해당 데이터를 기반으로 영·유아 38명에 대한 베일리 영아 발달검사(Bayley Scales of Infant Development)를 실시했다. 참고로 베일리 발달검사는 영·유아의 인지능력발달정도를 정신 발달, 심리운동 발달, 행동 발달 3부분으로 나눠 측정하는 것이다. 결과는 다음과 같다. 적어도 2세가 되기 전 까지 오른손잡이 습관을 꾸준히 보여준 영·유아는 언어·학습능력 발달 지수가 그렇지 않은 영·유아에 비해 상대적으로 높은 것으로 나타났다. 이 조사결과가 의미하는 것은 적어도 유아기까지 손잡이(handedness) 습관이 완성된 영·유아가 후에 학교에 입학할 경우, 고급언어능력·운동능력·학업성취도에서 탁월한 능력을 드러낼 잠재성이 높아진다는 점이다. 연구를 주도한 플로리다 국제 대학교 심리학자 엘리자 넬슨 박사는 “영·유아들에게 어른처럼 쓰기, 듣기, 말하기 같은 인지능력검사를 수행하게 할 순 없었다. 따라서 장난감을 다루는 기초적 수준에서 조사를 진행하게 된 것”이라며 “이 연구결과는 아이가 적어도 유아기에 진입하기 전, 확고한 손잡이 습관이 드는 것이 향후 학업성취도 능력발달과 밀접한 연관을 맺는다는 것을 알려 준다”고 설명했다. 단, 해당 연구결과는 한정된 인원으로 진행된 만큼 일반화할 수는 없다. 이에 플로리다 국제 대학교 심리학과 연구진은 조사에 참여한 아동들을 대상으로 그들이 5세 될 때까지 어떤 변화가 관찰되는지 알아보는 장기 추적 연구를 계속 진행 중이다. 한편 이 연구는 미국국립과학재단(National Science Foundation)과 미 국립 보건원 산하 국립아동보건인간개발연구소(National Institute of Child Health and Human Development)의 지원으로 이뤄졌으며 연구결과는 국제학술지 발달 심리학 연구(journal of Developmental Psychology)에 게재됐다. 조우상 기자 wscho@seoul.co.kr

“아빠”, “엄마” 같은 단어를 입으로 실제로 구사하기 몇 달 전부터, 아기들은 스스로 말문을 트기 위한 연습을 한다는 주장이 제기돼 학계의 관심이 집중되고 있다. 의학전문매체 메디컬 엑스프레스는 워싱턴 대학 뇌 과학·학습 연구소가 아기들이 적어도 생후 7개월부터는 말문을 트기 위한 연습을 스스로 수행한다는 연구결과를 발표했다고 14일(현지시각) 발표했다. 통상적으로 아기들은 (평균적으로) 빠르면 생후 9~10개월, 늦어도 12개월 안에는 “아빠”, “엄마” 같은 간단한 단어를 구사하는 것으로 알려져 있다. 하지만 워싱턴 대학 연구진에 따르면, 아기들의 실질적인 말 연습은 이보다 수개월 앞 선, 생후 6~7개월부터 시작된다. 최근 연구진은 생후 7개월, 생후 11~12개월 아기 57명을 대상으로 단어 학습에 따른 뇌 활성화 정도가 어떻게 차이가 나는지 비교하는 실험을 진행했다. 실험은 아기 1명 당 뇌파 스캐너를 장착시킨 뒤, ‘다(Da)’와 같은 영어 음절을 들려주고 후에 모국어가 아닌 스페인어 같은 외국어 음절을 들려주는 방식으로 이뤄졌는데, 이때 연구진은 컴퓨터 모니터 상으로 아기들의 뇌 활성화 그래프가 어떻게 변화하는지 관찰할 수 있다. 이후 나타난 결과는 놀라웠다. 아기들은 특정 단어를 들었을 때, 뇌에서 말 구사 기능을 제어하는 브로카 영역(Broca‘s area, 좌반구 전두엽 부분)이 활성화되는 것으로 나타났기 때문이다. 이는 아기들이 말문을 트기 전일지라도 꾸준히 단어를 습득하려 노력한다는 것을 의미한다. 주목되는 점은 또 있다. 실험 결과를 보면, 아기들은 적어도 생후 6개월부터 단어를 습득하기 시작하고 7개월부터는 모국어와 외국어를 구분할 수 있었다. 이는 각각 다른 언어의 음절을 들려줬을 때, 나타나는 뇌 활성화 정도의 차이로 확인 가능했다. 또한 11개월이 지나면 모국어에 대한 체계가 일정부분 잡혀지는 것으로 조사됐다. 연구진은 “아기들이 태어난 지 얼마 안 된 상태에서도 꾸준히 말하기 준비를 하고 있다는 것을 이 연구를 통해 알 수 있다. 말문만 안 트였을 뿐 그 전부터 들리는 모든 단어에 대한 학습이 뇌에서 이뤄지고 있다는 것”이라며 “아기들의 말문이 트이지 않았다고 해서 그 말을 알아듣지 조차 못한다고 생각하면 안 된다. 꾸준히 아기들에게 단어를 들려주고 말을 걸어주는 자세가 필요하다”고 강조했다. 한편 이 연구결과는 ‘미국 국립과학원회보(journal Proceedings of the National Academy of Sciences)’ 14일자에 발표됐다. 사진=Institute for Learning & Brain Sciences at the University of Washington 조우상 기자 wscho@seoul.co.kr

지금껏 발견된 토성의 31개 위성 중 가장 거대한 타이탄의 바다에서 정체를 알 수 없는 기묘한 섬 모양이 포착돼 네티즌들의 관심이 집중되고 있다. 미국 과학전문매체 라이브 사이언스닷컴은 NASA 카시니 탐사선이 촬영한 타이탄의 미스터리 섬 모양 물질을 최근 소개했다. 이 섬은 타이탄에서 가장 거대한 ‘크라켄 바다’(Kraken Mare)에 이어 두 번째로 큰 ‘리지아 바다’(Ligeia Mare)의 북쪽 부근에서 발견됐다. 반짝 반짝 빛나는 동화 속 마법의 섬 같은 사진 속 물질의 정체는 여전히 불분명하지만 전문가들은 몇 가지 설득력 있는 가설을 내놓고 있다. 해당 사진을 연구 중인 미국 코넬 대학 연구진에 따르면, 이 섬이 탄화수소로 이뤄진 리지아 바다에서 분해된 메탄 빙산의 일부분일 수 있다고 주장한다. 타이탄 바다의 꽁꽁 얼어붙은 메탄 덩어리가 여러 가지 환경적 요인으로 녹아 분해된 증거일 수 있다는 점이다. 타이탄은 태양과의 거리가 지구보다 10배나 멀어 표면온도가 영하 178℃로 매우 춥다. 특히 카시니 탐사선이 최초로 토성궤도에 도착한 2004년 7월 당시, 타이탄 바다는 어두침침한 얼음덩어리만 가득했었다. 그러나 최근 이렇게 섬 형태의 빙산 조각이 발견된 것은 타이탄의 기후가 온난화되고 있다는 유력한 증거로 여겨지고 있다. 원인은 점점 증가하고 있는 햇빛의 양 때문으로 추측되는데 2009년부터 촬영된 타이탄 북반구는 2004년에 비해 훨씬 밝고 지금은 더 밝아졌다. 또한 바다 표면에서 상승된 습기가 지구와 유사한 규모의 열대 저기압을 발생시켰을 가능성도 있다. 타이탄은 태양계에서 지구 외에 유일하게 대기, 호수, 강, 바다를 가진 곳이다. 또한 꽁꽁 얼어붙은 표면에 지구 생명체의 기원으로 추정되는 다량의 탄소 함유 유기물질들이 존재하는 것으로 조사된 바 있다. 한편 이 연구 결과는 국제 과학 학술지 ‘네이처 지오사이언스(Nature Geoscience)’에 발표됐다. 사진=NASA/JPL-Caltech/ASI/Cornell 조우상 기자 wscho@seoul.co.kr

‘지구의 허파’라는 별명처럼 빽빽한 열대우림 속에 수많은 동·식물이 공존하고 있는 남미 아마존 밀림에는 인위적으로 누군가 만들었다고 밖에 볼 수 없는 미스터리 원이 남아있다. 이 원은 언제 만들어졌고 용도는 무엇이었을까? 미국 과학전문매체 라이브 사이언스닷컴은 영국 레딩대학교 연구진이 제시한 아마존 미스터리 서클에 대한 설득력 있는 가설을 7일(현지시각) 소개했다. 해당 미스터리 서클은 깊이 5m정도로 구축방식이 상당히 정밀해 인공적이라고 밖에 느껴지지 않는다. 이와 관련해 영국 레딩대학교 연구진은 미스터리 서클이 만들어질 당시의 아마존 기후환경을 알아내면 해당 용도도 자연히 알아낼 수 있을 것이라 판단했고 볼리비아 아마존 북동부 퇴적층을 조사했다. 해당 퇴적층은 고대 꽃가루, 침전물, 밀림 화재 시 불타버린 숯 잔재 등이 남아있어 과거 아마존 밀림 환경의 변화상을 거의 그대로 담고 있다. 조사가 진행되면서 밝혀진 사실은 흥미로웠다. 2,000~3,000년 전의 아마존 환경은 지금의 열대우림이 아니라 아프리카 사바나 같은 건조사막기후였다는 분석결과가 속속 등장했기 때문이다. 이는 미스터리 서클이 만들어진 시기가 1492년(콜럼버스가 중남미 대륙에 첫 발을 디딘) 보다 훨씬 오래 전이며 당시 거주했던 사람들의 작품이라는 추론을 가능하게 만들어준다. 그렇다면 이 도량 모양 미스터리 서클의 용도는 무엇이었을까? 방어진지, 배수관, 종교적 의식용도 등 여러 가지 추측이 있지만 연구진은 거주 지역을 명확히 표시하는 경계선 용도였을 가능성도 높을 수 있다고 판단한다. 이 연구는 미스터리 서클 용도를 밝혀내는 것 외에 아마존 밀림의 기후환경이 초창기와 현재는 무척 달랐다는 것을 알려준다는 측면에서 의미가 크다. 연구진은 강수량과 토양의 변화로 기존 사막형태에서 현재의 열대우림 형태 아마존으로 환경이 변화한 것으로 추정했다. 한편 이 연구 결과는 ‘미국 국립과학원회보(journal Proceedings of the National Academy of Sciences)’ 7일자에 발표됐다. 사진=Heiko Prumers/라이브 사이언스닷컴 조우상 기자 wscho@seoul.co.kr

스마트폰, 자동차에 들어가는 기존 배터리보다 용량이 3배에 달하는 새로운 배터리가 개발돼 관심이 쏠리고 있다. 미국 캘리포니아대학교 리버사이드캠퍼스연구팀에 따르면 고용량의 배터리를 만들기 위해 나노규모의 초소형 규소(실리콘)에 주목했다. 규소 배터리는 산화-환원 반응에 의해 작동하지만 나노규모의 규소 대용량을 한꺼번에 가공할 시 지나치게 빨리 분해된다는 단점이 있었다. 연구팀이 이 문제를 해결하기 위해 우리 주변에서 흔히 찾을 수 있는 ‘석영 모래’를 활용했다. 석영 모래란 유리·도자기 제조, 금속주조용 주형의 재료로 주로 사용된다. 주로 화강암이 풍화돼 생긴 광물로 강도가 높고 침식에 강하다는 장점이 있다. 연구팀은 석영 모래를 나노미터 단위까지 축소한 뒤 정화단계를 거쳐 원래의 갈색에서 밝은 흰색으로 변화 시켰다. 여기에 잘게 빻은 소금과 마그네슘을 혼합했다. 나노미터크기의 석영 모래와 소금, 마그네슘의 혼합물에 열을 가하자 소금은 열을 흡수하는 역할을, 마그네슘은 석영 모래로부터 산소를 제거하고 순수한 규소를 얻는데 도움이 됐다. 뿐만 아니라 순수한 나노입자의 규소가 이전과 달리 스펀지처럼 다공성(多孔性) 성질로 변했고, 이는 나노-규소 배터리의 효율성을 높이는데 큰 이점이 된다는 사실을 알아냈다. 연구를 이끈 캘리포니아대학 리버사이드캠퍼스의 졸업생 재커리 페이버와 공학기술학과 교수 2명은 “이 배터리는 기존 배터리에 비해 제작비용이 적고 독성이 없으며 친환경적이라는 특징이 있다”면서 “이동성 문제만 해결된다면 스마트폰이나 자동차 등에 소모되는 배터리의 효율성이 극대화 할 수 있을 것”이라고 전했다. 연구팀은 특히 스마트폰 등 자주 충전해야 하는 일상용품의 사용이 더욱 손쉬워질 수 있을 것으로 기대하고 있다. 한편 이번 연구결과는 세계적인 과학저널 네이처(Nature)의 자매지인 ‘사이언티픽 리포트’(Scientific Reports)에서 자세한 내용을 확인할 수 있다. 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

‘지구의 허파’라는 별명처럼 빽빽한 열대우림 속에 수많은 동·식물이 공존하고 있는 남미 아마존 밀림에는 인위적으로 누군가 만들었다고 밖에 볼 수 없는 미스터리 원이 남아있다. 이 원은 언제 만들어졌고 용도는 무엇이었을까? 미국 과학전문매체 라이브 사이언스닷컴은 영국 레딩대학교 연구진이 제시한 아마존 미스터리 서클에 대한 설득력 있는 가설을 7일(현지시각) 소개했다. 해당 미스터리 서클은 깊이 5m정도로 구축방식이 상당히 정밀해 인공적이라고 밖에 느껴지지 않는다. 이와 관련해 영국 레딩대학교 연구진은 미스터리 서클이 만들어질 당시의 아마존 기후환경을 알아내면 해당 용도도 자연히 알아낼 수 있을 것이라 판단했고 볼리비아 아마존 북동부 퇴적층을 조사했다. 해당 퇴적층은 고대 꽃가루, 침전물, 밀림 화재 시 불타버린 숯 잔재 등이 남아있어 과거 아마존 밀림 환경의 변화상을 거의 그대로 담고 있다. 조사가 진행되면서 밝혀진 사실은 흥미로웠다. 2,000~3,000년 전의 아마존 환경은 지금의 열대우림이 아니라 아프리카 사바나 같은 건조사막기후였다는 분석결과가 속속 등장했기 때문이다. 이는 미스터리 서클이 만들어진 시기가 1492년(콜럼버스가 중남미 대륙에 첫 발을 디딘) 보다 훨씬 오래 전이며 당시 거주했던 사람들의 작품이라는 추론을 가능하게 만들어준다. 그렇다면 이 도량 모양 미스터리 서클의 용도는 무엇이었을까? 방어진지, 배수관, 종교적 의식용도 등 여러 가지 추측이 있지만 연구진은 거주 지역을 명확히 표시하는 경계선 용도였을 가능성도 높을 수 있다고 판단한다. 이 연구는 미스터리 서클 용도를 밝혀내는 것 외에 아마존 밀림의 기후환경이 초창기와 현재는 무척 달랐다는 것을 알려준다는 측면에서 의미가 크다. 연구진은 강수량과 토양의 변화로 기존 사막형태에서 현재의 열대우림 형태 아마존으로 환경이 변화한 것으로 추정했다. 한편 이 연구 결과는 ‘미국 국립과학원회보(journal Proceedings of the National Academy of Sciences)’ 7일자에 발표됐다. 사진=Heiko Prumers/라이브 사이언스닷컴 조우상 기자 wscho@seoul.co.kr

수성의 중심에 있는 풍부한 철 성분의 ‘기원’이 지구와의 충돌 때문이라는 주장이 나와 학계의 관심이 쏠리고 있다. 지구형 행성 중 하나인 수성의 중심은 전체 질량의 65%에 달하는 철로 이뤄져 있다. 과학자들 사이에서는 어떻게 수성이 이렇게 많은 양의 철을 가질 수 있었는지를 놓고 오랫동안 갑을논박이 지속됐다. 지구의 철 함량은 전체 질량의 32%에 불과하다. 수성의 특별함과 관련돼 많은 가설이 존재해 왔지만 미국 애리조나주립대학과 스위스 베른대학 공동 연구팀은 수성이 다른 행성과 달리 철 함량이 높은 것은 지구 또는 금성과의 오래전 충돌 때문이라고 주장했다. 연구를 이끈 애리조나주립대학의 에릭 앱허그 박사는 초기의 지구 또는 초기의 금성이 수성과 충돌하면서 수성의 표면 상당수가 떨어져 나갔고, 그 결과 중심부에 있는 철, 니켈만 남게 됐다고 설명했다. 이는 일명 ‘히트 앤드 런’(Hit and Run) 가설이며, 한차례 이상의 대형 충돌로 철과 가변성 휘발 성분 등만 남긴 절반 이상의 ‘땅덩어리’가 조각조각 나뉘어져 우주로 흩어졌다. 화성 역시 비슷한 충돌을 겪은 바 있지만 화성은 충돌이라고 하기에는 미미할 정도로 비껴 간 반면 수성은 몇 차례나 표면을 스치는 강한 충돌이 있었기 때문에 현재의 결과가 나타난 것. 연구팀은 수성이 최소 2차례 이상의 충돌을 겪은 뒤 주위의 다른 행성과 융합되고 규모가 점차 커지는 과정을 겪었으며, 당시 충돌로 떨어져나간 수성이 일부 성분은 지구 또는 금성에 정착했을 것이라고 밝혔다. 지구에 유독 암석이 많은 것도 충돌로 떨어져나간 수성 표면의 암성이 지구로 옮겨졌기 때문이라고 덧붙였다. 수성의 생성 비밀을 입증한 이번 연구의 자세한 내용은 국제 학술지 ‘네이처 지오사이언스(Nature Geoscience)에서 확인할 수 있다. 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

현재 멸종했지만 과거에는 지구 하늘을 거침없이 날아다녔을 세계 최대크기 새의 비행방법은 지금 새들과 어떤 차이가 있을까? 최근 이에 대한 흥미로운 분석이 나와 관심이 집중되고 있다. 미국 과학전문매체 라이브 사이언스닷컴은 코네티컷 그리니치 브루스 박물관 고생물학 연구진이 시뮬레이션 한 세계 최대 조류 펠라고르니스 샌더시(Pelagornis sandersi)의 비행 법을 7일(현지시각) 소개했다. 펠라고르니스 샌더시는 약 2,500만년~2,800만년 사이 살았던 고대 바다 새로 날개길이가 평균 6.1~7.3m에 달하는 엄청난 크기의 몸집을 가졌었다. 이는 현존하는 가장 큰 조류인 황제앨버트로스의 날개길이 3.5m의 두 배에 달하는 것이다. 펠라고르니스 샌더시의 화석이 처음 발견된 연도와 장소는 지난 1983년 미국 사우스캐롤라이나 찰스턴으로 당시 찰스턴국제공항 공사 중 우연히 발굴됐다. 참고로 샌더시라는 학명은 이때 발굴을 담당했던 찰스턴 박물관 큐레이터의 이름은 앨버트 ‘샌더스’에서 따왔다. 이와 관련해 고생물학계에서 오랫동안 궁금해 한 것은 이토록 거대한 몸집을 지닌 조류가 어떻게 하늘을 날 수 있는지 여부였다. 이에 브루스 박물관 연구진은 화석 데이터에서 얻어진 샌더스의 몸체와 예상 몸무게인 21.9~40.1㎏을 입력해 가상 비행방법을 시뮬레이션 했다. 연구진에 따르면, 펠라고르니스 샌더시는 뼈가 가늘고 안이 텅 비어있어 비행 자체에 큰 문제는 없었다. 이 조류는 가벼운 몸무게와 거대한 날개로 공기흐름을 타는 글라이더 형태의 활공을 했던 것으로 나타났다. 특히 날개를 펄럭이기보다는 바람의 흐름을 타는 형식으로 비행해 수천 킬로미터를 넘게 이동할 수 있었던 것으로 추정됐다. 오랜 시간을 비행한 이유는 먹이가 풍부한 바닷가를 찾거나 포식자로부터 안전한 서식지를 발견하기 위해서였던 것으로 연구진은 판단했다. 펠라고르니스 샌더시는 지난 수천만 년 간 번성하다 약 300만 년 전 갑자기 지구상에서 모습을 감췄는데 이유는 고생물학계에서 여전히 미스터리로 남겨져있다. 한편, 이 연구결과는 미국 ‘국립과학원회보(journal Proceedings of the National Academy of Sciences)’ 7일자에 발표됐다. 사진=Liz Bradford/라이브 사이언스닷컴 조우상 기자 wscho@seoul.co.kr

영화 터미네이터에서 아놀드 슈워제네거가 열연했던 T-800 모델은 금속합금에 인간생체조직피부가 덧씌워져 육안으로는 로봇인지 인간인지 전혀 구분할 수 없다. 뿐만 아니라 이 생체조직은 근육역할도 함께 수행해 약간 딱딱한 감은 없지 않지만 사람과 거의 흡사한 자연스러운 몸놀림이 가능하게 해줬다. 하지만 곧 영화처럼 자연스러운 움직임이 가능한 로봇을 실제 만나볼 수 있을지도 모르겠다. 영국 과학기술전문매체 ‘Phys.org’는 미국 일리노이대학 어바나-샴페인캠퍼스 생명공학 연구진이 생체근육조직이 덮인 ‘바이오 봇’ 개발에 성공했다고 30일(현지시각) 보도했다. 직사각형 모양의 길이 6㎜인 바이오 봇은 기존 로봇처럼 전기모터가 아닌 생체골격근조직으로 움직이며 전기 자극에 따라 이동방향을 제어할 수 있다. 골격근조직은 고등척추동물의 골격에 부착돼 운동을 제어하는 기관으로 수백 개에 달하는 골격근이 상호작용하면서 다양한 움직임이 가능하도록 도와준다. 연구진은 친수성 고분자로 유동성이 뛰어난 히드로겔을 3D 프린팅한 뒤 이를 실험용 쥐의 심장조직세포와 합성해 골격근조직으로 움직이는 바이오 봇을 만들었다. 바이오 봇은 기존 로봇처럼 무겁고 둔한 모터방식이 아닌 역동적이고 유연한 생체조직으로 구동되기에 보다 자유롭고 신축성 있는 동작수행이 가능하다. 바이오 봇의 활용 가능성은 무궁무진하다. 바이오 봇을 해파리나 문어 같은 형태로 만들어 금속로봇이 수행하기 어려운 심해의 협곡이나 복잡한 지형 탐사를 수행하게 할 수 있고 그 외 구조 작업, 자연 재해 구호에 응용시킬 수도 있다. 로봇의 강인함과 인간의 유연함이 모두 공존하기에 가능한 발상이다. 또한 로봇과 생체 조직의 통합이라는 개념은 미래 의학 분야에서 인공사지(四肢) 개발로 이어질 수 있다. 보다 인간의 실제 팔·다리와 흡사한 인공 몸을 만들 수 있는 설득력있는 가능성을 제시해주는 것이다. 일리노이대학 어바나-샴페인캠퍼스 생명공학과 라시드 바쉬르 교수는 “현재 이 세포 구조를 자율신경으로 발전시키는 연구를 진행하는 중”이라며 “지금처럼 인공적인 전기신호가 필요없이 자율센서로 알아서 구동되는 바이오 봇을 의미한다. 예를 들어, 특성 독성 물질을 발견하면 센서가 자동으로 반응해 해당 장소로 이동할 수 있게 만든다는 것”이라고 설명했다. 한편 이 연구결과는 미국국립과학원회보(Proceedings of National Academy of Sciences) 온라인 판에 게재됐다. 동영상·사진=youtube/phys.org 조우상 기자 wscho@seoul.co.kr

각 동물들의 소변보는 시간을 측정한 다소 지저분(?)한 연구결과가 나왔다. 최근 미국 조지아공대 연구팀은 쥐부터 덩치가 큰 코끼리까지 소변보는 시간을 측정해 비교한 재미있는 논문을 발표했다. 다소 황당하면서도 기발한 이 연구는 이 대학 기계공학과 데이비드 휴 교수가 아기의 기저귀를 갈다 영감을 얻어 시작됐다. 연구방법은 간단하다. 먼저 유튜브에 게재된 28종 동물 영상과 애틀란타 동물원의 16종 동물의 소변보는 시간과 양을 측정해 비교 분석했다. 그 결과 쥐보다 덩치가 큰 포유동물 대부분은 평균적으로 21초 동안 소변을 본다는 결과를 얻어냈다. 예를들어 개와 코끼리의 경우 소변 양은 큰 차이가 있으나 시간은 서로 비슷하다는 것. 또한 몸무게 3kg 미만의 동물의 경우 소변이 흐르는 것이 아닌 방울 형태로 나온다는 것도 확인했다. 연구를 이끈 휴 교수는 “코끼리와 개의 소변 보는 시간이 차이가 없는 것은 요도와 큰 관계가 있다” 면서 “소변 양에 따라 그에 걸맞는 길이와 크기의 요도를 각 동물들이 갖고있다”고 설명했다. 이어 “물탱크와 저수지의 물을 공급하고 비우는 공학적 연구에 이 논문이 큰 도움이 된다”고 덧붙였다. 이 연구결과는 미국국립과학원회보(the Proceedings of the National Academy of Sciences) 최신호에 게재됐다. 　　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

NASA(미 항공우주국)는 2035년까지 인류가 화성에 발을 디딜 수 있도록 하는 ‘마스원(Mars-1) 프로젝트’를 진행 중이지만 가장 큰 문제는 5,600만㎞라는 장거리 여행을 무중력 공간에서 수행해야할 우주비행사들의 근육노쇠를 막는 방법을 찾아야한다는 점이다. 어쩌면 그 비밀은 우리 가까이에 있을지도 모른다. 과학정보전문매체 사이언스코덱스(sciencecodex.com)는 호주 퀸즐랜드 대학 연구진이 동면(冬眠) 중인 청개구리에서 근육퇴화를 막는 실마리를 찾아냈다고 30일(현지시각) 전했다. 최근 연구진은 퀸즐랜드북부에 널리 분포하는 개구리 종인 줄무늬굴개구리(Striped burrowing frog)에게서 놀라운 특성을 발견했다. 약 7㎝ 크기의 이 개구리는 3개월간의 동면시간 동안 아무런 움직임이 없었는데도 불구하고 깨어난 뒤 조금도 근육 손상이 발생하지 않았던 것이다. 연구진은 해당 개구리의 유전적 특징을 분석하는 과정에서 근육이 퇴화되지 않는 유력한 원인 2가지를 찾아냈는데 바로 서바이빈(survivin)과 키나제1(kinase1)이라는 유전자다. 서바이빈은 세포사멸억제단백질 중 한가지로 이름처럼 손상되거나 병든 세포를 제거해 근육이 생존하도록 도와주는 것으로 알려져 있다. 키나제1 역시 세포분해와 DNA 손상을 막아 근육이 비활성화 돼 망가지는 것을 방지해주는 것으로 추정된다. 이 두 유전자가 동면중인 개구리의 근육 손상을 막아주는 것이다. 퀸즐랜드 대학 박사과정 연구원 보우 레일리는 “자연의 극한상황에서 생존해야하는 양서류의 유전자에는 이를 가능하게 하는 요소가 숨겨져 있다”며 “해당 유전자를 통해 인간 근육 위축 연구를 진행하면 우주선 내 무중력 공간에서의 근육 손실 방지는 물론 일반적인 근육감퇴질환을 앓고 있는 환자들에게까지 유용한 치료법을 발견할 수 있을 것”이라고 설명했다. 한편 이 연구결과는 국제학술지인 ‘실험생리의학협회저널(The Society For Experimental Biology and Medicine)’에 최근 발표됐다. 자료사진=포토리아　 조우상 기자 wscho@seoul.co.kr

영화 터미네이터에서 아놀드 슈워제네거가 열연했던 T-800 모델은 금속합금에 인간생체조직피부가 덧씌워져 육안으로는 로봇인지 인간인지 전혀 구분할 수 없다. 뿐만 아니라 이 생체조직은 근육역할도 함께 수행해 약간 딱딱한 감은 없지 않지만 사람과 거의 흡사한 자연스러운 몸놀림이 가능하게 해줬다. 하지만 곧 영화처럼 자연스러운 움직임이 가능한 로봇을 실제 만나볼 수 있을지도 모르겠다. 영국 과학기술전문매체 ‘Phys.org’는 미국 일리노이대학 어바나-샴페인캠퍼스 생명공학 연구진이 생체근육조직이 덮인 ‘바이오 봇’ 개발에 성공했다고 30일(현지시각) 보도했다. 직사각형 모양의 길이 6㎜인 바이오 봇은 기존 로봇처럼 전기모터가 아닌 생체골격근조직으로 움직이며 전기 자극에 따라 이동방향을 제어할 수 있다. 골격근조직은 고등척추동물의 골격에 부착돼 운동을 제어하는 기관으로 수백 개에 달하는 골격근이 상호작용하면서 다양한 움직임이 가능하도록 도와준다. 연구진은 친수성 고분자로 유동성이 뛰어난 히드로겔을 3D 프린팅한 뒤 이를 실험용 쥐의 심장조직세포와 합성해 골격근조직으로 움직이는 바이오 봇을 만들었다. 바이오 봇은 기존 로봇처럼 무겁고 둔한 모터방식이 아닌 역동적이고 유연한 생체조직으로 구동되기에 보다 자유롭고 신축성 있는 동작수행이 가능하다. 바이오 봇의 활용 가능성은 무궁무진하다. 바이오 봇을 해파리나 문어 같은 형태로 만들어 금속로봇이 수행하기 어려운 심해의 협곡이나 복잡한 지형 탐사를 수행하게 할 수 있고 그 외 구조 작업, 자연 재해 구호에 응용시킬 수도 있다. 로봇의 강인함과 인간의 유연함이 모두 공존하기에 가능한 발상이다. 또한 로봇과 생체 조직의 통합이라는 개념은 미래 의학 분야에서 인공사지(四肢) 개발로 이어질 수 있다. 보다 인간의 실제 팔·다리와 흡사한 인공 몸을 만들 수 있는 설득력있는 가능성을 제시해주는 것이다. 일리노이대학 어바나-샴페인캠퍼스 생명공학과 라시드 바쉬르 교수는 “현재 이 세포 구조를 자율신경으로 발전시키는 연구를 진행하는 중”이라며 “지금처럼 인공적인 전기신호가 필요없이 자율센서로 알아서 구동되는 바이오 봇을 의미한다. 예를 들어, 특성 독성 물질을 발견하면 센서가 자동으로 반응해 해당 장소로 이동할 수 있게 만든다는 것”이라고 설명했다. 한편 이 연구결과는 미국국립과학원회보(Proceedings of National Academy of Sciences) 온라인 판에 게재됐다. 사진=phys.org 조우상 기자 wscho@seoul.co.kr

왜 인간은 유아시절의 기억을 거의 하지 못할까? 대부분의 사람들이 겪고있는 이같은 ‘미스터리’에 대한 비밀이 풀렸다. 최근 캐나다 토론토 대학 등 공동연구팀은 쥐의 신경세포를 분석해 얻은 연구결과를 과학저널 사이언스(Science) 최신호에 발표했다. 　　 일반적으로 인간은 3~4세 전의 기억은 대부분 하지 못한다. 유아 기억상실증(infantile amnesia)이라 부르는 이 현상에 대해 전문가들은 다양한 주장을 내놓고 있지만 뚜렷히 밝혀진 바는 없다. 이번에 캐나다 연구팀이 주장한 이론은 유아의 뇌는 급속히 성장하기 때문에 새 기억이 기존 기억을 효과적으로 지운다는 것. 이같은 가설을 증명하기 위해 연구팀은 새끼 쥐들을 통해 실험했다. 먼저 쥐들에게 약한 전기 쇼크방에 넣어 ‘공포’를 경험하게 한 후 이 쥐들을 쳇바퀴에서 뛰게했다. 이후 이 쥐를 다시 전기 쇼크방에 집어넣어 그 행동을 관찰했다. 그 결과 쳇바퀴를 열심히 뛴 쥐들은 대부분 전기 쇼크방에서의 기억을 잃어버린 것으로 드러났다. 반대로 전기 쇼크를 경험한 쥐 중 쳇바퀴를 뛰지 않은 쥐들은 여전히 그 공포를 기억하는 행동을 보였다. 연구팀을 이를 신경생성(neurogenesis)과 연결지으며 학습과 기억 능력을 담당하는 대뇌 측두엽의 해마(Hippocampi)를 중요한 열쇠로 평가했다. 해마는 출생 이후 몇 년 동안 가장 활발하게 활동하고, 이후 서서히 활동양이 줄어든다. 연구를 이끈 캐서린 에이커스 박사는 “새끼 쥐들이 쳇바퀴를 도는 과정에서 자연스럽게 신경세포가 잘 생성된다” 면서 “이 과정에서 새로운 기억이 기존 기억을 지워버린 것”이라고 설명했다. 이어 “약물로 신경세포 생성을 억제당한 쥐들은 일반 쥐보다 기존 기억을 더 잘 보유하고 있는 것으로 드러났다”고 덧붙였다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

불확실한 결과에 돈을 거는 내기 행위인 도박에 빠지는 것은 인간만이 아닌 것 같다. 원숭이 역시 비슷하게 도박에 빠지며 확실치 않은 행운에 최선을 다하는 것으로 확인됐기 떼문이다. 미국 과학전문매체 레드오빗은 로체스터 대학 연구진이 원숭이 역시 인간처럼 도박을 하는 과정에서 ‘연속된 행운(Hot hands)’에 중독되는 것으로 나타났다고 28일(현지시각) 보도했다. 연구진은 과학실험에 자주 활용되는 붉은털원숭이 3마리를 대상으로 한 가지 실험을 진행했다. 컴퓨터로 만들어진 가상 도박 프로그램에 원숭이들을 참여시킨 뒤 각 게임마다 원숭이들이 취하는 행동패턴을 분석해본 것이다. 해당 게임은 일정한 질문에 ‘오른쪽’ 또는 ‘왼쪽’을 선택한 뒤, 답이 맞으면 일정한 보상이 나오는 형태로 구성됐다. 게임 속 시나리오는 총 3가지인데 2가지는 일정한 패턴이 반복되는 형태였고 나머지 1개는 전혀 예측이 불가능한 무작위 패턴으로 진행됐다. 이후 실험이 진행되자 원숭이들은 빠르게 게임에 적응하며 올바른 답을 찾기 위해 고군분투했다. 특히 일정한 패턴이 반복되는 처음 2가지 시나리오에서 원숭이들은 신속하고 정확하게 패턴을 발견하는 것으로 나타났다. 하지만 마지막 무작위 패턴 시나리오에서는 원숭이들 역시 문제풀이가 쉽지 않은 것으로 확인됐다. 다만 흥미로운 것은 우연히 오른쪽 혹은 왼쪽을 선택해서 문제를 맞혔을 경우, 대부분 원숭이들이 해당 방향으로만 계속 답을 고르는 것으로 나타났다는 점이다. 이들의 답안 반복횟수는 평균 1,244회에 당했다. 이 수치가 흥미로운 것은 붉은털원숭이들의 행동이 ‘연속된 행운(Hot hands)’ 측면에서 해석될 수 있기 때문이다. ‘연속된 행운(Hot hands)’은 운동경기에서 한 선수가 특정 행동으로 득점을 했을 때 해당 행동을 계속 반복하는 것을 뜻한다. 이는 도박에서도 비슷하게 적용되는데 한번 베팅으로 돈을 딴 경우, 이 베팅 방식을 계속 고수하며 도박을 이어나가는 행위를 의미한다. 즉, 심리적으로 한번 맛본 행운에서 벗어나기 힘들기에 흔히 도박중독을 야기하는 주요원인 중 하나로 알려져있다. 흥미롭게도 이 붉은털원숭이들 역시 한번 성공한 패턴을 그대로 유지하려는 습성이 관찰됐다. 이는 인간을 제외한 다른 영장류에서 첫 관찰된 사례다. 연구를 주도한 로체스터 대학 뇌인지 과학과 토미 블랑샤르 연구원은 “자연 생태계의 어느 지점에서 통통한 딱정벌레를 발견했을 때, 주위 비슷한 지형에도 또 다른 딱정벌레가 있을 것이라는 희망을 품는 것과 같은 원리”라며 “인류를 비롯한 영장류의 DNA에 행운을 바라는 습관이 내재되어 있을 수 있다는 점을 알려주고 있다”고 설명했다. 해당연구는 도박중독의 원인을 진화론적 관점에서 찾아볼 수 있는 새로운 가능성을 제시하며 획기적인 치료법이 등장할 수 있는 좋은 발판이 될 수 있기에 학계가 가지는 관심도 높다. 한편 이 연구는 미국국립과학재단(National Science Foundation)의 지원으로 이뤄졌다. 자료사진=포토리아 조우상 기자 wscho@seoul.co.kr

무엇이든 삼켜버리는 블랙홀에서 뭔가가 방출되는 이상한 현상이 관측돼 관심을 끌고 있다. 천문학자들이 허블 우주망원경을 사용해 지구로부터 약 200만광년 거리에 있는 세이퍼트 은하 NGC 5548의 중심에 있는 초대형 질량 블랙홀에서 엄청난 가스가 방출되는 것을 최근 발견했다. 세이퍼트 은하는 격렬한 활동은하핵을 가진 은하의 일종으로 중심에서 강력한 빛을 내뿜는 특징이 있다. 이 엄청난 가스 흐름이 블랙홀에서 일반적으로 방출되는 엑스선(X선)의 90%가량을 차단하고 있다고 한다. 이 현상을 설명하기 위해 천문학자들은 기존 우주 구조 이론에 대한 다른 견해를 내비치고 있다. 이들의 말로는 일반적으로 물체는 블랙홀을 향해 흡수될 때 붕괴한 별 주위에서 형성되는 평평한 강착원반(응축원반) 속에 쌓인다. 이 원반의 중심과 가까운 부분에서는 X선이 방출되며 바깥 쪽 가장자리에서는 자외선이 방출된다. 하지만 이 블랙홀에서는 블랙홀과 가까운 부분에서 방출되는 X선은 우주먼지에 의해 차단되고 이 때문에 자외선이 강력한 바람을 일으키고 있다. 이 바람은 매우 강력해 블랙홀에서 가스를 발산시킬 정도의 위력을 갖고 있다. NGC 5548는 시속 350만km를 넘는 강력한 바람을 발생시키는 것으로 알려져 있다. 하지만 새로 발견된 가스 흐름은 최대 시속 1800만km라는 엄청나게 강력한 바람의 힘에 영향을 받고 있다는 것이다. 한편 이번 논문은 미국과학진흥회(AAAS)가 발행하는 세계적인 과학 학술지 ‘사이언스’(Science)의 주요 논문을 온라인 속보로 미리 소개하는 ‘사이언스 익스프레스’ 19일 자로 공개됐다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

지금껏 발견된 토성의 31개 위성 중 가장 거대한 타이탄의 바다에서 정체를 알 수 없는 기묘한 섬 모양이 포착돼 네티즌들의 관심이 집중되고 있다. 미국 과학전문매체 라이브 사이언스닷컴은 NASA 카시니 탐사선이 촬영한 타이탄의 미스터리 섬 모양 물질을 22일(현지시간) 소개했다. 해당 섬은 타이탄에서 가장 거대한 ‘크라켄 바다’(Kraken Mare)에 이어 두 번째로 큰 ‘리지아 바다’(Ligeia Mare)의 북쪽 부근에서 발견됐다. 반짝 반짝 빛나는 동화 속 마법의 섬 같은 사진 속 물질의 정체는 여전히 불분명하지만 전문가들은 몇 가지 설득력 있는 가설을 내놓고 있다. 해당 사진을 연구 중인 미국 코넬 대학 연구진에 따르면, 이 섬이 탄화수소로 이뤄진 리지아 바다에서 분해된 메탄 빙산의 일부분일 수 있다고 주장한다. 타이탄 바다의 꽁꽁 얼어붙은 메탄 덩어리가 여러 가지 환경적 요인으로 녹아 분해된 증거일 수 있다는 점이다. 타이탄은 태양과의 거리가 지구보다 10배나 멀어 표면온도가 영하 178℃로 매우 춥다. 특히 카시니 탐사선이 최초로 토성궤도에 도착한 2004년 7월 당시, 타이탄 바다는 어두침침한 얼음덩어리만 가득했었다. 그러나 최근 이렇게 섬 형태의 빙산 조각이 발견된 것은 타이탄의 기후가 온난화되고 있다는 유력한 증거로 여겨지고 있다. 원인은 점점 증가하고 있는 햇빛의 양 때문으로 추측되는데 2009년부터 촬영된 타이탄 북반구는 2004년에 비해 훨씬 밝고 지금은 더 밝아졌다. 또한 바다 표면에서 상승된 습기가 지구와 유사한 규모의 열대 저기압을 발생시켰을 가능성도 있다. 타이탄은 태양계에서 지구 외에 유일하게 대기, 호수, 강, 바다를 가진 곳이다. 또한 꽁꽁 얼어붙은 표면에 지구 생명체의 기원으로 추정되는 다량의 탄소 함유 유기물질들이 존재하는 것으로 조사된 바 있다. 한편 이 연구 결과는 국제 과학 학술지 ‘네이처 지오사이언스(Nature Geoscience)’에 22일자로 발표됐다. 사진=NASA/JPL-Caltech/ASI/Cornell 조우상 기자 wscho@seoul.co.kr

김철중 세계과학기자연맹회장(한국과학기자협회 이사, 조선일보 의학전문기자)은 22일 덴마크 코펜하겐대학교 보건의학대학에서 열린 유럽과학기자대회(ECSJ)에 참석, 내년에 서울에서 열리는 세계과학기자대회의 준비상황을 소개하고 적극적인 참여를 독려했다. 김 회장은 유럽 권역의 과학기자 및 과학자 등 30여명이 모인 이 대회 개막식에서 “오늘날은 정보 수용자들이 소셜미디어를 적극적으로 활용하면서 신문·방송 등 전통매체의 입지가 줄어 과학저널리즘 역시 위기를 맞고 있다”면서 “이같은 위기를 극복하기 위해 우리는 전 지구적으로 지혜를 모아야 하며, 유럽과학기자대회와 내년 서울에서 열릴 세계과학기자대회(WCSJ)에서 발전적이고 의미있는 논의가 이뤄지기를 기대한다”고 말했다. 유럽과학기자대회는, 덴마크 코펜하겐에서 지난 21일부터 진행중인 ‘2014 유로사이언스오픈포럼(ESOF·EuroScience Open Forum)’ 행사의 일환으로 열린 유럽과학기자대회는 덴마크과학기자협회(DV)와 유럽과학기자협회연합이 공동 개최했다. 심재억 의학전문기자 jeshim@seoul.co.kr

한국인의 밥상에서 없어서는 안되는 중요한 재료는 바로 마늘이다. 마늘은 육류 요리 뿐만 아니라 나물 등 채소 요리에도 감칠맛을 내는 중요한 요소지만 문제는 다름 아닌 냄새. 외국인들 사이에서는 한국인들이 모인 곳에서는 어김없이 마늘냄새가 난다고 말한다는 이야기까지 있을 정도로, 한국인의 마늘 사랑과 냄새는 비례한다. 많은 사람들은 마늘의 독한 냄새를 없애려 커피를 마시거나 껌을 씹기도 하지만, 해외연구팀이 이보다 더 효과가 뛰어난 ‘마늘냄새제거제’가 있다고 주장해 눈길을 사로잡고 있다. 미국 오하이오대학 연구팀에 따르면 마늘에는 메틸 황화물(Allyl methyl sulphide)라는 물질을 포함하고 있다. 이 물질은 소화기관 내에서 파괴가 되지 않아 숨을 쉴 때마다 몸 밖으로 특유의 냄새를 뿜어낸다. 연구팀은 실험 지원자들에게 익히지 않은 마늘을 먹게 한 뒤 입에서 뿜어져 나오는 냄새를 측정했다. 이후 다양한 음식들을 추가로 먹게 한 뒤 고약한 냄새가 사라지거나 희석된 정도를 재측정했다. 그 결과 사과가 가장 뛰어난 ‘마늘냄새 제거’ 반응을 보였다. 연구를 이끈 셰릴 배링거 박사는 “사과가 가장 강력한 마늘효소의 탈취작용을 하는 것으로 확인됐다”면서 “다른 음식들에 들어있는 폴리페놀 성분이 마늘의 톡 쏘는 성분을 완화시키지만 이중 사과의 효능이 가장 높았다”고 설명했다. 이어 “요리할 때에 가능하면 마늘의 냄새를 중화시키는 사과, 레몬, 녹차 등을 함유하는 것이 효과가 가장 좋다”고 덧붙였다. 한편 베링거 박사 연구팀은 이전 연구에서 잘 없어지지 않는 마늘 냄새를 약화시키는데에 우유가 탁월한 효과가 있다는 사실을 밝혀낸 바 있다. 실험 결과, 마늘 음식을 먹은 뒤 우유 200㎖를 마시면 숨을 쉴 때 입 밖으로 뿜어져 나오는 마늘 냄새가 50%까지 줄어들었다. 다만 저지방 우유 보다는 지방이 풍부한 일반 우유가 좋으며, 식사를 모두 마친 뒤 마시는 것 보다는 식사와 함께 마시는 것이 훨씬 효과적이다. 이번 연구결과는 미국 ‘식품과학 저널(Journal of Food Science)’에 실렸다. 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr