병든 일개미, 확산 차단 위해 떠나감염된 번데기는 화학신호 방출일개미가 번데기를 고치서 꺼내번데기 내부에 독소 개미산 주입 감염 물질 소독… 번데기도 죽여 개미는 꿀벌과 함께 대표적인 친사회적 동물로 분류된다. 개미 사회는 크게 여왕개미, 일개미, 병정개미로 신분이 정해져 있고 태어나서 죽을 때까지 자기가 맡은 임무를 수행한다. 그 중에서도 일개미는 자신의 생식 능력까지 포기하고 평생 여왕개미와 그 자손에게 봉사하는데, 이런 행동은 해당 개체의 생존에 유리하게 작용하기 때문이라는 혈연도태 이론으로 설명된다. 그러나 인간의 신체가 뇌, 심장, 팔다리 등 여러 기관이 함께 기능하는 것처럼 개미 사회도 개별 개체들의 행동이 모여 집단의 생존과 번영을 위한 결과를 만들어 낸다는 ‘초유기체론’으로도 설명한다. 이런 가운데, 오스트리아 국립 과학기술연구원(ISTA), 프랑스 소르본대, 독일 뷔르츠부르크대와 뮌헨 공과대 공동 연구팀은 전염병에 걸린 일개미가 자신을 희생해 개미 집단 전체를 질병으로부터 보호한다는 사실을 확인했다. 이 연구 결과는 기초과학 및 공학 분야 국제 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 12월 3일 자에 실렸다. 일반적으로 집단을 구성하는 사회성 동물들은 집단에서 배제되지 않기 위해 질병을 숨기는 경우가 많다. 개미 집단은 이와는 반대로 일개미가 병에 걸리면 질병 확산을 막기 위해 집단을 떠나는 것으로 알려졌다. 그러나 번데기나 고치에 갇힌 미성숙 개미는 그렇게 할 수 없다. 기존 연구에서는 일개미가 병든 번데기를 식별해 집단 보호를 위해 제거한다는 사실을 밝혔지만 정확한 방법은 밝혀내지 못했다. 이에 연구팀은 정원 개미 성체와 번데기에 병원성 곰팡이인 메타리지움 곰팡이를 감염시킨 뒤 개미들의 행동을 관찰했다. 관찰 결과는 놀라웠다. 병든 일개미는 집단을 떠나고, 감염된 번데기는 화학 신호를 방출했다. 병든 번데기가 보내는 신호를 받은 일개미들은 즉각 번데기를 고치에서 꺼내 표면에 작은 구멍을 낸 다음 항균성 독소인 포름산(개미산)을 주입한다. 이는 번데기 내부에서 증식하는 병원성 곰팡이를 즉시 사멸하기도 하지만 번데기도 죽인다. 연구팀은 감염된 개미 번데기가 내뿜는 냄새를 분석한 결과, 평소 내는 냄새 중에서 두 가지 성분을 증폭한 것이라는 사실을 확인했다. 냄새 변화만으로 일개미의 소독 행위를 유발할 수 있는지 확인하기 위해 연구팀은 변형된 냄새 분자를 건강한 번데기에 발랐다. 그랬더니 변형된 냄새가 묻은 번데기들도 일개미들의 소독 공격을 받았다. 그렇지만, 일개미 번데기보다 면역력이 강해 스스로 감염을 억제할 수 있는 여왕개미 번데기는 병원균에 감염되더라도 냄새 신호가 변하지 않았다. 연구를 이끈 실비아 크레머 ISTA 교수(사회 면역학)는 “이번 연구 결과는 언뜻 보기에는 자기희생으로 보이지만, 사실은 신호를 보내는 개체에도 이롭다”며 “많은 유전자를 공유하는 동료 개체를 감염으로부터 보호함으로써 유전자를 다음 세대에 전달하는 효과를 가져오기 때문”이라고 설명했다. 크레머 교수는 “개별 동물의 신체 면역 체계 작동 방식과 유사한 이 행동은 개미 군집 내 개체들이 집단 전체의 안전을 위해 초유기체로 어떻게 기능하는지를 알 수 있게 해준다”고 덧붙였다.

경북 울진의 한수원(한국수력원자력) 복지관에서 과학 강의를 듣던 여덟 살 아이가 심각한 화상을 입는 사고가 발생했다. 특히 위험한 화학 용액을 아무런 보호 장비도 없이 만지게 했던 것으로 알려져 충격을 더하고 있다. 지난 10일 JTBC 뉴스에 따르면, 지난달 9일 한수원 나곡사택 복지관에서 초등학교 저학년을 대상으로 한 과학 강의가 진행됐다. 수산화나트륨 용액을 이용한 화학신호등 만들기였는데, 실험 도중 한 아이가 바지 위로 용액을 쏟았다. 급하게 응급실을 찾았으나, 아이는 엉덩이 부분에 심한 화상을 입었다. 피해 아이 어머니는 “씻기려고 보니까 엉덩이 부분이 새까맣게 타 있더라”면서 “화학 용액이다 보니 이게 타고 들어갈 수가 있다”고 토로했다.화상 원인이 된 수산화나트륨은 단백질을 녹이는 성질을 가지고 있다. 대표적인 염기 물질로 사람의 목숨까지 앗아갈 수 있는 독성 물질이지만, 수업이 진행된 강의실에는 아무런 보호 장비도 갖춰지지 않았다. 아이가 큰 화상을 입었지만, 한수원 복지관은 입주자대표회에 강의를 위임했고 보험도 들지 않았기 때문에 보상이 어렵다는는 입장을 내비쳤다. 한수원 측은 “해당 사건의 경우 담당 강사와 교구 업체에서 배상 논의가 진행되고 있는 것으로 알고 있다”며 “앞으로 모든 강좌에 상해 보험을 가입할 예정”이라고 밝혔다.

TV나 라디오의 육아상담, 가정상담 코너에는 간혹 남편들이 ‘아내가 아이를 낳은 뒤 연애시절처럼 자신에게 관심을 가져주지 않는다’는 불평불만(?)의 사연을 보내오는 경우가 있다. 육아에 지친 아내에게 아이말고 자신에게도 관심을 가져달라고 하는 요구가 무리이고 아내와 집안일을 분담하면서 자연스럽게 다시 관계를 회복할 수 있다는 결론이 대부분이다. 그런데 일본과 미국 생물학자들이 남편, 아내, 아이 3각 관계 속에서 아내가 남편에게 관심을 갖지 않는 것은 단순히 심리적 무게감 때문만이 아니라 생물학적 요인도 있다는 사실을 밝혀내 주목받고 있다. 바로 아기에게서 분비되는 페로몬이 엄마의 성적 본능을 억제시킨다는 것이다. 일본 도쿄대 농업및생명과학대학원, 이화학연구소(RIKEN) 뇌과학센터, RIKEN 바이오시스템 역학연구센터, 미국 하버드대 의대 세포생물학과 공동연구팀은 생쥐실험을 통해 새끼와 엄마 생쥐간에 페로몬으로 소통을 하며 새끼 생쥐가 분비하는 페로몬은 엄마의 리비도를 억제하는 효과가 있다고 29일 밝혔다. 리비도(Libido)는 정신분석학자인 프로이트가 제시한 개념으로 성(性)본능을 의미하며 인간이 태어날 때부터 갖추고 있는 본능에너지를 말한다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 26일자(현지시간)에 실렸다. 연구팀은 아기 생쥐와 함께 있는 엄마 생쥐들이 아빠 생쥐들과 일정 기간 동안 짝짓기하는 것을 거부하는 것을 관찰하고 그 원인을 추적했다. 아기 생쥐들에게서는 ‘외분비선 분비 펩타이드22’(ESP22)라는 무색 무취의 페로몬이 나오는데 특히 새끼들의 눈물 속에 많이 포함돼 있다는 사실을 확인했다.연구팀은 출산하지 않거나 짝짓기를 하지 않은 암컷 생쥐들에게 ESP22를 노출시킨 결과 수컷 생쥐들과 짝짓기를 거부하는 것을 관찰했다. 연구팀은 지난 2010년에 수컷 생쥐 눈물에 포함된 ESP1이라는 페로몬이 암컷 생쥐의 성충동을 유발시킨다는 사실을 발표한 바 있다. 연구팀은 ESP22와 ESP1에 암컷 생쥐를 동시에 노출시켜본 결과 ESP22가 ESP1을 압도해 성충동을 억제한다는 사실을 새로 확인했다. 연구팀 관계자는 “새끼가 여러 마리일 경우 진화생물학적으로 한정된 자원을 경쟁해야 하는 상황이 벌어지게 된다”며 “새끼 생쥐의 눈물에 포함된 ESP22는 엄마의 성충동을 억제함으로써 자원을 놓고 경쟁할 수 있는 형제, 자매 숫자를 줄이려는 자연의 선택으로 봐야할 것”이라고 해석했다. 연구팀은 각종 질병을 옮기는 시궁쥐와 같은 쥐들을 없애는데 눈물에서 나오는 페로몬을 사용함으로써 개체를 줄여나갈 수 있을 것으로 기대하고 있다. 토우하라 카주시게 도쿄대 응용생화학과 교수는 “페로몬이라는 호르몬 자체는 동물의 종(種)마다 특이적 성질을 갖고 있어 다르게 작용하기 때문에 이번에 나온 생쥐 실험결과를 사람에게 직접 적용해 설명하는 것은 쉽지 않다”라면서도 “페로몬과 다른 여러 종류의 화학신호에 동시에 노출되는 자연 환경에서 뇌가 어떻게 특정 페로몬에 대해 인식하고 반응하는지를 보여준 연구로 페로몬이 사람에게도 특정 행동을 유발케 하는 것은 분명할 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

담수어인 에인절피시(angelfish, 학명: Pterophyllum scalare)를 가진 수백만 명의 자긍심 높은 애호가 중 한 명이라면, 당신은 종종 피터지게 싸우는 걔네들을 진정시키는 방법이 매우 간단하다는 걸 알고 놀랄 것이다. 결론부터 말하면, 어항물을 너무 자주 갈아주지 않는 것이다. 에인절피시는 아마존 분지 원산의 컬러풀한 시클리드과 물고기지만, 오늘날에는 전세계의 아쿠아리움에서 널리 발견된다. 왜냐하면 애완동물 시장에서 인기가 높기 때문이다. 그러나 에인절피시는 싸움꾼이다. 그들의 무리에서 위계질서는 맞대결을 통해 결정되는데, 걔네들은 그 과정에서 서로 주둥이로 물어뜯고 꼬리를 곤봉처럼 휘두른다. 또한 걔네들은 오줌과 담즙 속에 들어있는 화학신호를 통해 사회적 신분에 관한 정보를 교환하는데, 이 물질들은 물 속으로 배출되어 누적된다. ‘어항물의 잦은 교체로 인해 화학신호가 희석될 때 에인절피시의 행동이 어떻게 변화하는지’를 알아보기 위해, 과학자들은 세 마리의 에인절피시가 들어있는 물탱크의 물을 최대 절반까지 교체해 봤다. 연구진이 어항물의 4분의 1을 교체하자, 에인절피시들은 위계질서를 재확립하기 위해 즉각 싸움 등의 공격행동을 개시하는 것으로 나타났다. 그러나 그들의 행동은 한 시간쯤 지난 후 통상적인 패턴으로 돌아갔다. 다음으로 어항물의 2분의 1을 교체하자 에인절피시들의 공격행동은 하루 이상 계속되다가 통상적인 수준으로 복귀했다. 그러나 연구진이 어항물을 교체하지 앉았을 때, 에인절피시들은 평상시처럼 행동하는 것으로 나타났다. 연구진은 이상과 같은 내용을 ‘응용동물행동과학’(Applied Animal Behavior Science) 최신호에 보고했다. (http://www.appliedanimalbehaviour.com/article/S0168-1591(17)30288-5/fulltext) 이번 연구결과가 시사하는 바는 ‘어항물을 빈번히 교체할 경우, 에인절피시들은 평화유지에 핵심적인 단서를 잃고 갈팡질팡한다’는 것이다. 마치 우리가 대화하는 도중에 눈을 감으면, 매우 중요할 수도 있는 상대방의 바디랭기지를 놓치는 것처럼 말이다. 양병찬 과학번역가(https://www.facebook.com/OccucySesamelStreet) 노트펫(notepet.co.kr)

행복한 젖소는 칼슘이 더 많은 우유를 만들어낸다는 연구결과가 나왔다. 미국 위스콘신-매디슨 대학 연구팀이 분만을 앞둔 젖소 24마리에게 ‘행복 호르몬’으로 불리는 세로토닌이 충분히 분비될 수 있도록 특정 화학 물질을 투여한 결과, 칼슘이 더 많은 우유를 생산하는 것으로 밝혀졌다. 연구팀은 실험에 쓰인 젖소 절반은 저지 품종, 나머지 절반은 프리지아 품종이라고 밝혔다. 이들 젖소는 호주에서 가장 많이 키우는 품종들로 알려졌다. 특히 저지 품종의 경우 생산된 우유에 칼슘이 기존보다 더 많이 들어있는 것으로 나타났다. 반면 프리지아 품종은 우유에는 칼슘양이 늘지 않았지만, 혈액에는 칼슘이 늘어난 것이 확인됐다. 칼슘은 우유의 주성분으로 뼈 건강에 좋고 골다공증을 예방하는 등 여러 가지 장점을 가졌다. 하지만 많은 젖소가 실제로 수태했을 때부터 분만한 직후까지 저칼슘혈증이라는 대사장애를 앓고 있다고 한다. 이는 젖소의 건강에 큰 영향을 미치는 현상으로 여겨지는데 면역 및 소화 장애, 수태율 감소, 번식 간격 연장 등과도 관련돼 있다. 이런 모든 사항은 젖소를 키우는 낙농업자들이 정기적 수태에 따른 수익 창출과 고칼슘 우유의 높은 수요를 감당하는 데 문제를 일으킨다. 이에 연구팀은 다른 젖소 품종을 대상으로도 세로토닌 분비가 칼슘 수치에 어떻게 영향을 주는지 연구해 나갈 계획이다. 세로토닌은 화학신호를 전달하는 물질로 기분 안정제 역할을 하는 것으로 알려졌다. 이는 또한 우리의 심혈관계 기능과 근육, 내분비계의 다양한 요소에 영향을 줄 수 있다. 이전 연구에서도 세로토닌에 젖소의 우유 생산을 제어하는 역할이 있다는 증거가 발견됐다. 이번 연구를 이끈 로라 에르난데스 박사는 “우리는 젖소의 저칼슘혈증을 예방할 조치로 세로토닌을 사용할 수 있는지를 연구할 것”이라면서 “이는 낙농업자들이 젖소 건강을 유지해 영양이 풍부한 우유를 생산해 수익성을 유지할 수 있게 만들 것”이라고 말했다. 이 연구결과는 영국 내분비학회(SE)가 발행하는 ‘내분비학 저널’(Journal of Endocrinology) 최신호에 실렸다. 사진=ⓒDudarev Mikhail / fotolia 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

외부 정보를 수용하는 기능만 가진 것으로 알려졌던 개미의 더듬이에 특정한 정보를 ‘송출’하는 기능 또한 존재한다는 사실이 밝혀져 학계의 관심을 끌고 있다. 호주 멜버른대학교 연구팀은 개미의 더듬이에서 CHC(표피탄화수소·Cutilcular HydroCarbon)를 제거하는 실험을 통해 이 같은 사실을 알아냈다고 최근 논문을 통해 밝혔다.　CHC란 개미, 벌, 파리 등 많은 종류 곤충들의 표피를 감싸고 있는 물질로, 수분 상실을 막는 것과 동시에 화학신호를 사용한 곤충 사이의 의사소통에서 중요한 역할을 맡는다. 연구팀은 더듬이에도 화학신호를 발신하는 기능이 있는지 확인하기 위해 일부 개미들의 더듬이에서 선택적으로 CHC를 제거하고 다른 신체부위의 CHC는 남겨두었다. 그런 뒤 이 개미들을 다른 개미집 출신의 개미들 사이에 풀어놓았다. 일반적으로 개미는 같은 개미집에 소속되지 않은 '침입자 개미'를 만날 경우 적대적 행동을 취한다. 그러나 침입자 개미의 더듬이에서 CHC가 제거됐을 때에는 이들에 대한 피아식별에 실패해 공격하지 않는 모습을 보여줬다. 이 실험 결과를 통해 연구팀은 개미의 더듬이가 일종의 ‘출신 정보’에 해당하는 화학신호를 발산한다는 결론을 내렸다. 연구를 이끈 박사과정 연구원 치커 왕은 “다른 모든 사람들과 마찬가지도 우리 연구팀 또한 개미의 더듬이가 외부 정보를 수용하는 감각기관일 뿐이라고 생각했다”며 “그러나 자연에는 여전히 우리가 미처 몰랐던 놀랄만한 사실들이 많다는 점이 이번 연구로 확인됐다”고 전했다. 이번 연구논문은 ‘영국왕립학회지 B’(journal Proceedings of the Royal Society B) 최신호에 소개됐다. 사진=ⓒ포토리아 방승언 기자 earny@seoul.co.kr

휴대전화 통화 시간이 10분만 넘어도 암을 유발할 수 있다는 주장이 제기돼 논란이 되고 있다. 이스라엘 바이츠만연구소는 휴대전화를 10분 이상 사용하면 뇌에 암을 유발할 수 있다는 새로운 연구결과를 지난 28일 발표했다. 휴대전화에서 일반적으로 사용되는 수준의 저주파도 10분 만에 인체 세포에 영향을 끼칠 수 있다는 것. 연구진은 인간과 쥐의 세포를 875㎒ 전파에 노출한 후 세포 변화를 관찰해 이 같은 결과를 밝혀냈다. 바이츠만연구소의 로니 세제르 박사는 “흔한 휴대용품에서 방출되는 매우 약한 전자파라고 하더라도 세포내부의 화학신호에 영향을 끼친다.”며 “이는 흔히 알려진 휴대전화의 ‘방출열’ 외에 건강을 해칠 수 있는 또 하나의 요인”이라고 밝혔다. 이 같은 연구결과는 휴대전화 위험성 논란에 새로운 불씨를 지폈다. 영국 던디대학교의 시몬 아더 교수는 이번 연구결과에 대해 “변화가 있을 수는 있지만 암을 유발하는 원인과는 성격이 다르다.”고 지적했다. 단지 세포변화만으로 ‘암 유발’이라고 경고하기에는 성급하다는 것. 이 같은 주장에 대해 핀란드 방사선·원자력안전센터의 다리우츠 레스친스키 교수는 “휴대전화의 전자파가 세포에 영향을 미친다는 사실만으로도 자세히 연구해야할 필요가 생긴 것”이라고 반박했다. 한편 지난해 영국 암 리서치재단 과학자들은 휴대전화와 뇌종양은 큰 관계가 없다는 조사결과를 발표한 바 있다. 당시 연구진들은 4년간 휴대전화 사용자 1716명을 조사한 결과를 바탕으로 이 같이 주장했다. 사진 = 데일리메일 기사 캡처 나우뉴스 박성조 기자 voicechord@seoul.co.kr@import'http://intranet.sharptravel.co.kr/INTRANET_COM/worldcup.css';