멸종 이긴 식물의 힘 | 고령 연구자, 혁신 어렵다? | 한타바이러스 집단 감염 | 미세플라스틱과 기후변화
5월 4~9일 '이 주의 SMCK'
한국과학기술미디어센터(SMCK)가 주목한, 한 주 동안의 국내외 과학 이슈.

  • 공룡 멸종 충돌・기후 급변에서 식물이 살아남은 이유 (셀, 9일)
  • 연구자 나이와, 과학 연구에서의 '혁신' (사이언스, 8일)
  • 크루즈선 한타바이러스 집단 감염 (6일)  
  • 대기 중 미세 플라스틱, 기후변화에 영향 (네이처 기후변화, 4일)  

  • 배경
    • 약 6600만 년 전, 거대한 소행성이 지구에 충돌하면서 조류를 제외한 모든 공룡과 지구 생명체의 약 3분의 1이 멸종했습니다. 하지만 많은 식물은 이 파국에서 살아남았습니다. 여러 기후, 환경 격변도 견뎠습니다. 그 비결을 파헤친 연구 결과가 '셀'에 발표됩니다.
    • 벨기에 겐트대 등 연구팀은 지구 역사상 가장 극심한 환경 변화 속에서 꽃식물이 살아남는 데 전체 유전체(게놈) 복제(WGD)가 도움이 됐다고 밝혔습니다. 
    • 속씨식물의 경우, 많은 종들이 무작위적인 전체 게놈 복제에 의해 추가 염색체 세트를 가지고 있습니다. 이를 배수체라고 합니다. 
    • 식물에서 WGD는 비교적 자주 발생합니다. 그리고 이 과정은 상당한 비용과 편익을 수반합니다. 
      • 유전체 크기가 커질수록 유지를 위해 더 많은 영양분이 필요하고, 유해한 돌연변이가 발생할 위험이 높아집니다. 
      • 반면 유전적 다양성을 증가시키고 새로운 기능을 진화시켜, 고온이나 가뭄 스트레스를 잘 견디게 도와주는 순기능도 있습니다. 
    • 연구팀은 470종의 속씨식물 유전체를 분석해 이 분야에서 가장 큰 규모의 데이터 세트를 구축했습니다. 
      • 그 뒤 과거 WGD 이벤트의 지표인 '거의 동일한 쌍으로 나타나는 유전자 블록'을 찾고, 이 데이터를 44개의 식물 화석 정보와 비교해 복제가 언제 발생했는지 추정했습니다.
    • 그 결과, 시간이 흘러도 변치 않는 유전자들이, 주요 환경 격변기에 발생한 WGD에서 유래하는 경향이 있다는 사실을 발견했습니다. 
      • 6600만 년 전 소행성 충돌로 인한 대멸종, 생태계가 붕괴된 여러 차례의 지구 냉각기, 그리고 약 5600만 년 전의 급격한 지구 온난화 시기인 팔레오세-에오세 최대온난기(PETM)가 여기에 포함됩니다.
      • 다만 공룡을 멸종시켰던 충돌은 환경 급변 등 다른 사건에 비해 영향이 상대적으로 작았습니다.
    • 이런 전략은 오늘날 빠르게 진행되는 기후 변화에 식물이 적응하는 데 도움이 될 수 있다고 연구팀은 주장했습니다. 
      • 예를 들어 PETM 기간 동안 지구 평균 기온은 약 10만 년에 걸쳐 약 5~9°C 상승했는데, 이는 오늘날 일어나고 있는 온난화에 비해 속도는 느리지만, 비슷한 특징이 있다고 연구팀은 말했습니다.
    • 논문 제목: The rise of polyploids during environmental upheaval (Cell)

  • 전문가 의견
    • 식물과 유전체 분야 두 전문가 의견을 전달합니다.

  • 배경
    • 경험만이 획기적인 혁신을 이끌어낸다는 통념에 의문을 제기하는 연구 결과가 '사이언스'에 발표됐습니다.

    • 중국 난징사범대와 미국 산타페연구소, 피츠버그대 등 연구팀은 1960년부터 2020년까지 논문을 발표한 1,250만 명 이상의 과학자 데이터 세트를 분석했습니다.

      • 연구팀은 논문이 얼마나 오래된 자료를 인용하는지('노스탤지어' 효과), 인용 자료에 대한 비판적 태도가 어떤지, 새로운 주제에 대한 수용성은 어떤지 등을 살폈습니다.

    • 그 결과, 두 가지 상반된 경향을 확인했습니다.

      • 학문적 연령(최초 논문 발표 이후 경과 연수)이 높아질수록 과학자들이 새로운 아이디어를 창출하는 능력, 즉 이전에는 관련이 없었던 아이디어들을 연결하는 능력이 향상됐습니다. 

      • 하지만 동시에, 기존 패러다임을 근본적으로 새로운 것으로 뒤집는 파괴적 혁신 능력은 감소하는 경향을 보였습니다. 

    • 연구팀은 경험이 지식을 심화시키고 아이디어의 창의적인 재조합을 촉진하지만, 기존 틀에 대한 지적 집착을 강화해, 젊은 과학자들에게서 흔히 볼 수 있는 급진적인 변화를 저해할 수 있다고 해석했습니다.

      • 또, 과거 연구자의 퇴직 강제 정책의 변화가 오래된 문헌에 대한 의존을 어떻게 심화했는지 살핀 결과를 토대로, 이 같은 효과가 자연실험을 통해 드러났다고 밝혔습니다.

    • 연구팀은 이를 바탕으로, 연구 시스템을 설계할 때 경험만을 중시하지 말고, 지속성과 혁신 모두를 지원할 필요가 있다고 주장했습니다.

      • 젊은 연구자들의 리더십을 장려하고 혁신적인 기여를 가치 있게 여기고, 동시에 경험의 이점을 활용하는 것이 전통과 혁신 사이의 균형을 유지하는 데 도움이 될 수 있다고 강조했습니다.

    • 논문 제목: Aging and the narrowing of scientific innovation


  • 전문가 의견
    • 연구 방법 비판부터 내용 해설, 국내 정책과의 연계까지, 국내 전문가 여섯 명의 의견을 전달합니다.

  • 배경
    • 아르헨티나에서 출항해 대서양을 횡단해 항해하던 크루즈선 ‘MV 혼디우스(사진)’에서 2일 한타바이러스 감염이 발생했습니다. 

      • 승객과 승무원 등 총 147명이 탑승한 이 배에서 4일까지 확진 두 건, 감염 의심 사례는 5건이 발생했으며, 이 가운데 세 명이 사망했습니다.

    • 세계보건기구(WHO)에 따르면, 이번 질병 발병은 4월 6~28일 사이에 발생했습니다. 

      • 6일 첫 발열 및 설사 증세를 보인 고령 남성 환자가 11일 사망하고, 이어 밀접접촉자인 여성이 4월 말 사망했습니다. 

      • 또 다른 성인 여성이 5월 2일 사망했으며, 다른 중증 남성 환자가 같은 날 한타바이러스 확진 판정을 받았습니다. 

    • WHO는 이번 감염에서 사람 간 전파 가능성도 드물지만 가능하고 말했습니다. 

      • 한타바이러스의 주요 감염 경로는 쥐 등 동물의 배설물과 타액을 통한 감염입니다. 배설물이 건조돼 미세한 입자가 될 경우 공기를 타고 사람의 호흡기에 닿을 수 있습니다.

      • 하지만 이번 크루즈선에서는 쥐가 발견되지 않았다고 5일 WHO는 밝혔습니다. 한타바이러스의 사람간 감염은 드문 편이지만, 이번 감염에서는 가능성을 완전히 배제하지 못한 상황입니다.

      • 다만 이 경우에도 대중에 대한 위험은 낮다고 밝혔습니다.

        참고 자료: WHO 발표


    • 전문가 의견
      • 국내 전문가 코멘트와, 영국 및 스페인 전문가 의견을 전합니다.

    • 배경
        • 대기 중에 부유하는 색깔 있는 미세 플라스틱과 나노 플라스틱은 블랙카본(그을음)이 유발하는 온난화의 16.2%에 해당하는 수준으로 지구 온난화에 기여할 수 있다는 주장이 5일 새벽 발표됐습니다.

          • 향후 기후 평가에서 이들의 역할을 고려해야 한다는 주장이 나옵니다. 

        • 중국 상하이 푸단대와 미국 듀크대 등 연구팀은 고해상도 전자 분광법을 이용해 미세 및 나노 플라스틱 입자의 거동을 분석하고, 이 측정 결과를 대기 이동 시뮬레이션과 결합시켰습니다.

        • 그 결과, 검은색 및 유색 입자 미세 플라스틱이 흰색 입자에 비해 햇빛을 강하게 흡수한다는 사실을 발견했습니다. 

          • 지구 대기 중 이러한 입자의 농도를 실제와 유사하게 가정했을 때,

            • 나노 플라스틱 입자의 유효 복사 강제력(지구 대기에 의해 흡수되고 방출되는 태양복사에너지의 균형)은 제곱미터당 0.033 ± 0.019와트

            • 미세 플라스틱 입자의 유효 복사 강제력은 제곱미터당 0.006 ± 0.003와트인 것으로 나타났습니다. 

          • 이 같은 복사 강제력은 지구 온난화에 기여하는 것으로 잘 알려진 대기 오염 물질인 블랙카본 배출량의 16.2%에 해당합니다. 

        • 연구팀은 이 복사 강제력이 갖는 온난화 효과는 지구 전체 규모에서는 미미하지만, 북태평양 쓰레기 섬처럼 플라스틱 농도가 높은 해양 지역에서는 블랙카본보다 최대 4.7배까지 높을 수 있다고 밝혔습니다.

        • 연구팀은 대기 중 플라스틱 입자, 특히 색깔 있는 나노 플라스틱이 대기 온난화에 기여하고 지역 기후 패턴에 영향을 미칠 수 있음을 시사하는 결과라고 주장했습니다.

        • 아울러, 이번 연구가 대기 과정을 단순화해 이뤄졌으며, 실제 미세 및 나노 플라스틱 입자의 전 세계적 분포는 관측을 통해 더욱 정확하게 파악해야 한다고 밝혔습니다. 또, 이들의 온난화 영향을 기후모델에서 더 정확하게 연구해야 한다고 지적했습니다.


      • 전문가 의견
        • 국내 전문가 의견 및 영국과 독일 SMC에서 수집한 해외 전문가 의견을 전달합니다.
      SMCK 등록 전문가 열전
      탄소 총 배출량 외에, 배출 속도 역시 지역의 기후 위험을 결정한다는 연구 결과가 4월 29일 '사이언스 어드밴시스'에 발표됐습니다. 예상욱 이화여대 교수팀은 29개 기후 모델을 이용해 동일 탄소 배출 목표를 속도만 달리해 달성하도록 했습니다. 비교 결과, 배출을 빨리 하는 경로는 육지 80%에서 온난화를 심화시켰고, 85%에서는 폭염 노출을 증가시켰습니다.
      박수경 KAIST 기계공학과 교수(SMCK 이사)와 박현민 한국표준과학연구원 전 원장이 공동으로 '정책실의 과학자들'을 발간했습니다. 과학기술인이 정부 핵심 참모로 일한다는 것의 의미는 무엇인지, 정책을 기획하고 예산을 협의하며 관료 조직과 소통하는 것은 어떤 과정인지 소중한 경험을 기록했습니다. 과기 참모의 역량에 대해 고민할 기회를 제공합니다.
      SMCK 뉴스
      SMCK 등록 전문가 수가 300명을 넘어섰습니다! 근거 기반 과학 보도를 위한 여정에 함께해 주신 모든 분께, 진심으로 감사드립니다.
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