과학 기타 | 생글생글

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티라노사우루스 투구를 썼을까?

최근 상영된 영화 '킹콩'의 하이라이트는 주인공 킹콩과 공룡들의 싸움 장면이다. 여기서 킹콩과 엎치락뒤치락 마지막까지 혈전을 벌이는 공룡이 바로 '티라노사우루스'다. 영화 '쥐라기 공원'에서도 티라노사우루스는 공룡의 제왕임을 과시하듯 우렁찬 소리로 포효하며 다른 공룡들을 압도한다. 가장 오래된 티라노사우루스 화석이 최근 발견됐다. 미국 자연사박물관과 중국 고생물학연구소의 연구팀은 영국 과학저널 '네이처'를 통해 중국 북서부 신장 지역에서 약 1억6000만년 전 살았던 것으로 보이는 공룡 화석 두 개를 발견했다고 밝혔다. < 투구 쓴 티라노 > 연구팀은 이 화석들이 해부학적으로 티라노사우루스의 일종으로 보인다고 주장했다. 이 화석의 공룡은 우리가 흔히 거대 육식 공룡의 대명사로 알고 있는 '티라노사우루스 렉스(티렉스)'보다 9000만 년이나 전에 살았던 것으로 연구팀은 추정했다. 그 시기는 쥐라기 시대 후반기에 속한다. 이번에 발견된 화석의 가장 큰 특징은 머리 위에 투구 장식 모양의 독특한 조직을 갖고 있는 점이다. 그래서 이름도 '5색 돌무더기에서 발견된 투구 쓴 공룡'이란 의미의 '관롱우차이(冠龍五彩)'로 붙여졌다. 티라노사우루스 과의 공룡들은 다른 공룡들과 마찬가지로 코뼈를 따라 작은 뿔 같은 장식품을 달고 있으나 관롱우차이는 보다 크고 좁은 돌출물을 갖고 있다는 점에서 관심을 모았다. 이 같은 조직은 세라토사우루스 등 쥐라기 중·후반기 공룡에서 자주 보이는 것이다. 이런 구조물은 공격 무기라기보다는 종의 구별이나 짝 짓기를 위한 시각적 신호로 여겨지고 있다. 관롱우차이는 3m 길이로 티라노(9∼13m)보다 훨씬
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중생대 초기 트라이아스기 후기에 출현

공룡은 한 때 지구를 지배했던 동물이다. 현재의 생명체와 비교할 때 그 거대함과 강력한 힘으로 인해 우리에게는 전설 속의 동물로 여겨진다. 이런 태고적 공룡이 화석의 발견 덕분에 속속 그 신비를 벗고 있다. 공룡은 이제 우리에게 친근한 존재로 다가오고 있다. 무시무시하지만 재미있기도 한 공룡의 세계로 들어가 보자. 46억년 전쯤에 탄생한 것으로 추정되는 지구는 40억년 전쯤부터 지각을 형성하기 시작했다. 이로부터 지금까지를 지질시대라 한다. 지질시대는 선캄브리아대와 고생대,중생대를 거쳐 현재의 신생대로 이어지고 있다. 이 가운데 중생대는 약 2억2500만년 전부터 6500만년 전까지의 시기를 말한다. 이 시기는 초기의 트라이아스기,중기의 쥐라기,후기의 백악기로 나뉘는데 파충류와 겉씨식물이 번성해 파충류의 시대 또는 식물의 시대라고도 불린다. 공룡은 바로 이 중생대를 지배한 강자였다. 공룡은 중생대 초기인 트라이아스기 후기에 출현했다. 당시에는 이미 많은 동물들이 존재했기 때문에 공룡이 최강의 동물이었다고 단언할 수는 없다. 다만 공룡은 트라이아스기 후반에 불어닥친 생물 멸종사건인 '대멸종'에서 살아남음으로써 후일 크게 번성할 수 있었던 것으로 알려지고 있다. 많은 생물들이 사라진 대멸종 이후 쥐라기(2억800만년 전∼1억5000만년 전)가 시작되면서 공룡은 점차 육지의 강자로 군림하기 시작했다. 공룡은 이어 백악기(1억5000만년 전∼6500만년 전)에 아주 다양한 종으로 발전하면서 전성기를 누렸다. 그러다가 백악기 말기에 어떤 이유에선지 수수께끼처럼 갑자기 멸종해 버렸다. 초식공룡은 아주 많은 양의 식물을 먹어야 하기 때문에 소화를 잘
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수.금.지.화.목.토.천.해.명?

우리 지구가 속해 있는 태양계에는 9개의 행성이 태양 주위를 돌고 있다. 수성에서 시작해 금성 지구 화성 목성 토성 천왕성 해왕성을 거쳐 명왕성에 이르는 별들이다. 흔히 우리는 이들을 '수금지화목토천해명'으로 외우곤 한다. 우리 태양계에는 행성이 이들 9개밖에 없을까. 행성에 대한 궁금증을 한번 풀어보자. 최근 태양계의 10번째 행성 여부로 관심을 끌고 있는 '2003 UB313'이 9번째 행성인 명왕성보다 크다는 사실이 밝혀졌다. 독일 막스 플랭크 전파천문학연구소팀은 영국 과학저널 네이처를 통해 "UB313의 지름이 3000km이며 이는 지름이 2302km인 명왕성보다 700km가량 큰 것"이라고 주장했다. UB313의 행성 지위 여부는 올 하반기 국제천문학연맹(IAU) 총회에서 결정된다. UB313이 행성으로 판정받으면 1930년 인정받은 명왕성 이래 70여년 만에 태양계의 새로운 행성이 탄생하게 된다. < 행성이란 > 행성은 우리 태양계 내에서 태양 주위를 타원 궤도로 빙빙 도는 일정 크기 이상의 천체다. 태양계에는 행성 외에 소행성 혜성 등도 많은데 이들과 행성을 구분하는 기준은 명확하지 않다. 그 기준 자체가 과학적 근거라기보다 행성 관측의 역사적 측면이 강하다. 현재로선 가장 작은 행성인 명왕성보다 큰 천체를 행성으로 인정한다는 게 일차적인 기준으로 통용되고 있다. 그러나 이럴 경우 기존의 9개 행성 외에 꽤 많은 천체들을 행성으로 인정해야 한다. 그래서 일부 천문학자들은 이런 조건 외에도 일정 이상의 질량을 가져 둥근 구(球)형을 띠고 소행성 무리와 같은 집단에 속하지 않으면서 독립적으로 움직이는 천체를 행성으로 분류해야 한다고 가이드라인을 제시하고 있다
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태양의 나이는 지구와 비슷한 46억살

우리 지구가 있는 곳은 흔히 태양계라 불린다. 태양을 중심으로 행성과 소행성 혜성 등 수많은 천체들이 돌고 있기 때문에 붙여진 이름이다. 태양은 핵융합 반응으로 에너지를 만들어 내며 지구는 그 에너지를 받아 생명을 유지한다. 물론 이 태양계 역시 우리 은하의 아주 작은 일부분에 지나지 않는다. 우리 은하에는 수많은 태양계들이 있는 것으로 알려져 있다. < 태양계 가족들 > 46억살 정도 되는 태양계는 나선 형태로 된 은하의 끝 부분에 위치하고 있다. 태양을 중심으로 9개의 행성과 각 행성들 주위를 돌고 있는 위성을 비롯 소행성 혜성 유성 등이 태양계를 구성하는 가족들이다. 태양계 질량의 대부분인 99.85%는 중심부에 위치한 태양이 차지하고 있다. 지구를 포함한 행성들은 단지 0.135%에 불과하며 나머지를 위성 소행성 혜성 유성들이 차지하고 있다. 행성의 위성들은 60개 정도 관찰됐다. 이들 위성 가운데는 행성보다 큰 달들도 있다. 목성의 달로 태양계에서 가장 큰 위성인 '가니메데'와 토성의 위성인 '타이탄'은 수성보다 크며,우리 지구의 달(Moon)도 명왕성보다 크다. 화성과 목성 사이에는 감자 모양으로 생긴 작은 소행성들이 거대한 띠를 이루며 무리지어 있고 혜성은 태양계를 여행하고 다니면서 우리에게 볼거리를 제공한다. < 태양 > 태양계 중심에 위치한 태양은 지구와 적당한 거리에 있으면서 지구 기후의 변화를 일으키고 생명 유지를 도와준다. 태양의 무게는 지구 질량의 33만배에 이르며 다른 모든 행성들을 합쳐 놓은 질량의 750배 이상이다. 태양은 태양계 안에서 스스로 에너지와 빛을 내는 유일한 천체로 항성(恒星)에 속한다. 이런 태양 덕분에 지구를 비롯한 많

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겨울에 몸이 움츠러들고 소변이 자주 마려운 이유?

날씨가 추워지면 몸을 움츠리게 된다. 추운 날일수록 이상하게 소변이 자주 마렵다. 그 이유는 뭘까. 날씨가 추우면 우리 몸은 평소보다 더 많은 에너지를 필요로 하게 된다. 체온을 일정하게 유지시켜야 하기 때문이다. 날씨가 추울 때 방의 온도를 높여줘야 하는 것과 마찬가지다. 에너지를 만들려면 우리 몸의 영양분도 더욱 빠르게 분해돼야 한다. 영양분이 분해되면서 에너지를 내기 때문이다. 그런데 영양분은 분해되면서 물과 이산화탄소를 배출하게 되므로 에너지를 많이 만들수록 물도 많이 생기게 된다. 날씨가 추워지면 우리 몸이 에너지를 만드는 과정에서 물을 생성하게 되고 따라서 오줌도 더 많이 나오게 되는 것이다. 우리 몸은 약 60%가 물로 이뤄져 있다. 수분이 부족해지면 목이 마르게 되고 수분이 많아지면 오줌을 통해 물을 몸 밖으로 배출하게 된다. 이런 오줌은 신장에서 만들어진다. 신장은 콩처럼 생겼다고 해서 콩팥이라고도 불린다. 신장은 신장 동맥을 통해 들어온 혈액 가운데 우리 몸에 필요 없는 노폐물을 걸러서 내보내는 기능을 한다. 신장은 하루에 180ℓ를 여과시킨다. 이 가운데 99%의 물과 각종 영양분들은 다시 몸 속으로 흡수되고 나머지는 오줌으로 배출된다. 우리 몸에서는 소변량을 줄이는 호르몬이 분비된다. 술이나 커피를 마시면 자주 소변을 보게 되는데,이것은 바로 술과 커피 속에 이 호르몬을 억제하는 성분이 들어 있기 때문이다.
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인체의 화학공장 '간'… 500가지 이상 작용

◆인체의 화학공장 '간' 간장은 인체에서 가장 무거운 장기로 약 1.0~1.5kg 정도의 무게가 나간다. 500가지 이상의 작용을 하기 때문에 '인체의 화학공장'으로 불린다. 놀랍게도 사람은 간의 70% 이상을 잘라 내도 살아갈 수 있다. 그만큼 간의 재생력이 뛰어난 덕분이다. 간의 기능은 크게 대사 기능,배설 기능,해독 기능으로 나뉜다. 간은 우선 포도당 단백질 지방 등을 이용해 에너지를 만드는 작용을 한다. 소장에서 흡수된 포도당의 대부분을 저장한다. 특히 간은 피 속에 들어 있는 포도당의 농도(혈당)를 일정하게 유지하는 데 중요한 역할을 한다. 간으로 들어오는 피 속에 포도당이 많을 때는 당분을 글리코겐이라는 형태로 저장해 놓고,피 속의 포도당이 부족할 때는 글리코겐을 당분으로 만들어 피로 보낸다. 간은 또 대사 기능을 돕는 담즙이나 각종 효소를 만들어 보내는 배설 기능을 하며,체내에 들어온 약물이나 알코올 등 유독 물질을 물에 녹여서 해독하는 역할도 한다. 음식물을 조금밖에 못 먹었을 때 '위'가 아니라 '간'에 기별도 안 간다고 말하는 것은 그만큼 간이 우리 몸의 에너지 생성과 유지에 실질적으로 중요한 역할을 한다는 것을 뜻한다. ◆눈앞이 캄캄한 이유 앉아 있거나 누워 있다가 갑자기 일어서면 잠시 어지럽거나 눈앞이 캄캄해진다. 그 이유는 바로 혈액 순환과 관련이 있다. 우리가 누워 있으면 피를 돌게 하는 심장이 머리와 비슷한 높이에 위치하게 된다. 이 때 갑자기 일어서게 되면 머리가 심장보다 더 높은 위치로 이동하게 되고 그러면 순간적으로 피가 아래 쪽으로 쏠리면서 머리로 흐르는 피의 양이 줄어들게 된다. 어지러움을 느끼는 것은 바로 이 때문이다.
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단백질, 수많은 아미노산의 연결체

단백질은 수많은 아미노산(amino acid)의 연결체다. 20여 종류의 천연 아미노산들이 펩티드 결합이라고 하는 화학 결합으로 연결돼 있다. 분자량이 작으면 폴리펩티드,분자량이 크면 단백질이라고 한다. 이런 단백질은 생물체의 중요한 구성 성분이면서 몸의 기능 유지에 대단히 중요한 역할을 한다. 몸의 균형을 지키는 호르몬이나 세포 내 화학반응의 촉매 역할을 하는 효소,면역 기능을 하는 항체 등이 모두 단백질이다. 효소는 단백질의 가장 중요한 형태 중 하나다. 세포 내에서는 생물체에 필요한 물질을 합성하거나 에너지를 만들어 내는 화학반응이 끊임없이 일어난다. 이것을 조절하는 게 바로 효소다. 수많은 생명 현상을 일으키는 화학 반응에는 그것을 담당하는 효소가 따로 있기 때문에 만약 효소가 없다면 생명체는 잠시도 생명을 유지할 수 없다. 생물체 몸에 들어온 이질 단백질(항원)로부터 몸을 보호하는 항체는 면역에서 중요한 역할을 하는 단백질이다. 우리가 음식물을 통해 단백질을 섭취,소화하는 것도 면역 현상의 변형된 형태로 볼 수 있다. 단백질은 아주 다양한 구조를 가지는데,효소들은 대부분 3차원 구(球)형으로 돼 있고 헤모글로빈 등은 이런 3차원 단백질 두 종류가 모인 4차 구조로 돼 있다.
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단백질, 다양한 종류로 만들어서 쓴다

국내 연구진이 이런 자연 단백질을 인공적으로 설계해 다양한 종류로 만드는 기술을 개발했다. 한국과학기술원(KAIST) 생명과학과 김학성 교수와 박희성 박사 팀이 주인공.김 교수 팀은 '신 기능 단백질 설계 기술'로 자연 단백질을 만드는 데 성공해 최근 미국 과학저널 사이언스에 발표했다. 사이언스는 별도의 '전망(Perspective)'란을 통해 연구 내용과 파급 효과를 상세히 설명하고 연구 성과를 비중 있게 다뤘다. 이번 연구 결과를 활용하면 신약이나 산업용 효소로 쓰일 수 있는 새로운 단백질을 아주 간편하게 개발할 수 있을 것으로 기대된다. 이번 연구에는 스웨덴 웁살라대와 미국 펜실베이니아대 연구진들이 함께 참여했다. ◆단백질 리모델링한다 생물체 내에는 모두 합해 5만 종류 이상의 단백질이 존재하는 것으로 알려져 있다. 이들 단백질은 각각 서로 다른 기능을 수행하고 있다. 하지만 그 구조를 들여다보면 대개 기본적인 골격(틀)은 수백 개 정도로 한정돼 있다. KAIST 연구팀은 이 같은 점에 착안,기존의 알려진 단백질 골격에다 원하는 요소들을 첨가하거나 빼는 방식으로 새로운 단백질을 만드는 기술을 개발했다. 여기에는 단백질을 설계하는 과정과 단백질 생산을 명령하는 유전자를 새롭게 배열하는 과정이 포함된다. 실제로 '글리옥살라제 Ⅱ'라는 효소에 이 방법을 적용한 결과 페니실린 같은 항생제의 고리 구조를 끊어 주는 새로운 기능의 단백질이 만들어졌다. 글리옥살라제 Ⅱ의 구조 골격에서 특정 요소들을 떼어낸 뒤 다른 요소들을 붙여 넣음으로써 새 단백질을 만드는 데 성공한 것이다. 단백질을 주택에 비유하면 일종의 리모델링을 한 셈이다. ◆새로운 단백질 의약품

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