[과학입문] 우주를 어떻게 알 수 있는거지

과학하고 앉아있네 2 - 외계 문명과 UFO는 있다? 없다? ㅣ 스낵 사이언스 Snack Science 시리즈 2
원종우.이명현 지음 / 동아시아 / 2015년 1월

과학하고 앉아있네는 과학전문팟캐스트의 방송을 책으로 엮은 것이다. 과학에 관심이 있는 일반 대중을 대상으로 하는 의미있는 작업이다. 그 중에서 과학과사람들 팟캐스트의 터줏대감이라 할 수 있는 이명현박사와 함께 우주에 대해 이야기해본다.

지구에서는 우주의 신호를 찾기 위해 노력한다. 전파를 찾기 위해서 왜 전파일까? 

빛이라는 게 우리 눈에 보이는 걸 이야기하지만 좀 더 구체적으로는 눈에 볼 수 있다는 뜻의 가시광선을 말하는 거죠. 수백만년 동안 인류라는 종이 자연에 적응을 해오면서 지구상에서 어떠한 것을 감지하고, 정보를 얻기에 가장 좋은 영역이 가시광선이었기 때문에 우리는 거기에 적합하게 진화한 거죠. 빛은 다른 말로 바꾸면 전자기파인데, 그 전자기파 안에는 가시광선과 전파라는 것이 있고, 자외선, 적외선, 이런 것들도 있어요. 파장의 크기에 따라 다른 이름이 붙은 건데요, 가시광선은 파장이 짧다면, 전파는 파장의 길이가 길어요. 파장의 길이가 길면 어떤 장점이 있나면, 짧은 것은 장애물 통과가 어렵지만 파장이 긴 전파는 장애물을 그냥 넘어간다는 거죠. 그래서 멀리까지 갈 수 있으면서, 또 가장 속도가 빠른 1초에 30킬로미터나 가는 빛이니까 빨리 정보를 보내면서도 방해하는 장애물들이 있더라도 성큼성큼 뛰어넘어 우리에게 온다는 거죠. (21쪽)

그 전파를 찾기 위해 전파망원경을 사용한다. 케플러 망원경등이 대표적이다.

핸드폰은 우리가 전화벨 소리가 울려서 귀에다 대고 소리를 듣는 기계라고 생각하지만, 사실은 그 속에 전파를 송신하고 수신하는 장치가 들어 있어요. 전파라는 건 빛의 일종인데, 눈에는 보이지 않는 파장이 긴 빛을 전파라 하거든요. ... 핸드폰의 경우를 보자면 송신을 누르면 여러분들의 목소리가 그 속에서 전파 신호로 바뀌어 중계소로 날아가지요. 중계소에서 그것을 다른 사람의 핸드폰에 전달하면, 다른 사람의 핸드폰에서 그 신호를 받아서 다시 소리로 바꿔 여러분의 귀로 전달하는 거거든요. 그러니까 여러분들이 가지고 있는 조그만 핸드폰들은 아주 작은 전파망원경이라고 얘기할 수 있죠. 그런데 천문학자들은 외계인으로부터 오는 전파를 받아야 되는데, ... 전파망원경은 엄청나게 큰 핸드폰이라고 생각하시면 됩니다.(12쪽)

이 책의 미덕이다. 이제 이야기하려는 전파에 대한 이야기가 이해가 간다. 그래서 그 전파를 위해 디지털, 수학적 패턴이 필요한 것이다. 즉 수학을 통해 외계와 신호를 주고 받는 것이다.

그러니까 기본적인 생각을 해보는 거죠. 자연계가 아닌, 문명을 가진 사회에서 빠져나가는 신호들은 어떤 패턴들이 있을 텐데, 가만히 생각해보면 텔레비전을 볼 때도 우리가 2차원 화면에서 보잖아요. 그런데 그게 어떻게 들어오는가를 생각해보면, 우리는 모르고 보지만 시간에 따라 일렬로 들어오는 신호를 화면에 뿌려주는 거에요. 행드폰도 마찬가지로 전파 신호를 소리로 바꿔주는 것이고요. 그렇게 들어오는 신호들은 0과1로 조합되어 있는 디지털로 된 신호들이 들어오는 것이기 때문에, 기본적으로 우리가 어떤 신호를 외계인에게 보낸다거나 받는다거나 할 때는 그런 방식으로 받게 되거든요. 그래서 그것을 받아서 처리하고, 또 그것을 배열하는 과정이 있기 때문에 결국은 수학적 마인드, 수학적인 테크놀로지, 수학적인 기반이 있어야 한다는 거죠. (26쪽)

외계의 신호를 받기 위해 많은 기술을 동원하고 있지만, 지구 역시 외계로 전파를 통해 신호를 내보내고 있다. 그렇게 지구와 비슷한 행성을 찾고 있고, 물이 있는, 생명의 기원을 찾고 있다. 물론 한계는 있다. 우리가 알고 있는 생명체가 탄소를 기반으로 하다보니 물, 탄소 등을 중심으로 찾고 있는...

우리는 기본적으로 탄소라고 하는 원소 주위에 어떤 다른 원소들이 붙어서 분자를 형성하고, 그런 분자를 기반으로 한 세포로 형성된 생명체인데, 다른 별에서는 전혀 다른 경로로 생명체가 생겼을 수도 있잖아요. 그런데 문제는 전 우주에서 우리가 알고 있는 생명체는 오로지 지구의 생명체밖에 없는 거에요. 그리고 지구생명체는 전부 탄소 기반 생명체* 로 이루어져 있거든요. 그러니까 어게 지구 중심적인 사고방식이긴 하지만 아직은 대안이 없죠. 만약에 화성에서 탄소가 아니라 실리콘을 기반으로 한 생명체가  발견된다고 하면 우리의 인식 범위를 확장시킬 수 있겠지만, 지금은 어쩔 수 없이 지구 생명체와 유사한 것을 찾는 데 집중하는 것 훨씬 더 논리적이라고 생각하죠.(37쪽)

만약 외계인이 발견된다면 외계인은 어떤 모습일까?

우리는 외계인이 굉장히 다를 거라고 생각하지만, 사실 지적 생명체가 존재할 수 있는 범위는 생각보다 굉장히 좁다는 거에요. 그래서 늘 지구라는 환경조건을 가정해요. 지구와 거의 비슷한 유사 행성을 찾겠다는 거고, 그런 행성을 집중적으로 관측하는 것이죠.

....

눈은 우리가 2개를 갖고 있잖아요. 눈은 최소 2개가 필요할 것 같아요. 그래야 멀고 가까운 원근을 구분하니까요. 눈이 10개 정도 된다면 좋을 것 같지만, 그러면 정보가 많아서 뇌가 커져야 하거든요. 그러면 정보처리 때문에 에너지를 많이 쓰고, 그러자면 또 많이 먹어야 하죠. 그렇다면 생존에 유리하지 않잖아요. 그러니까 눈은 많아봐야 3개 정도일 거고, 결국 우리랑 비슷할 거죠. 다리도 한 100개쯤 되면 좋겠다 싶지만, 그걸 다 제어하려면 뇌가 터져버릴 거 아니에요? 적정하게 효율적으로 적응해서 잘 수 있으려면 비슷한 외양으로 진화할 수 밖에 없지 않을까 생각하는 거죠. ... 그래서 실제로 지구와 비슷한 환경 속에 사는 생명체를 찾는다면 우리와 그다지 다르지 않을 것이다 하는 생각을 하는 거에요.(39쪽) 

이런 기본적인 개념부터 시작해서 스타트렉 이야기라던지 우주선은 어떻게 움직이는 지 등에 대한 내용들이 잘 설명된다.

과학하고 앉아있네 2권을 읽었다. 왠지 똑똑해지는 느낌이 든다.

관련 강의

[과학입문] 일반인 과학의 문턱을 넘어서다

과학 수다 2 : 빅 데이터에서 투명 망토까지 - 누구나 듣고 싶고 말하고 싶은 7가지 첨단 과학 이야기 ㅣ 과학 수다 2
이명현.김상욱.강양구 지음 / 사이언스북스 / 2015년 5월

과학수다1에 이어 2 역시 흥미로운 주제와 어려운 주제들이 등장한다. 빅데이터와 같이 현재 사회의 화두가 나오는가 하면 투명망토와 같이 재미있을 주제, 그리고 중성미자와 같이 어려운 주제들이 등장한다. 물론 흥미로운 주제라고 쉬운 것은 아니고 어려워보인다고 처음부터 겁먹을 필요는 없다. 그렇다고 이해는 잘 되지 않지만..

기생충하면 아직까지도 박멸해야 할 대상으로 여기는 사람들이 많다. 서민교수의 활약으로 (심지어 기생충 하나씩 키워보실래요.. 뭐 이런 이야기도 했으니) 기생충에 대한 오해가 풀리고는 있지만 여전히 사회는 기생충을 악으로만 생각하낟. 하지만 생각해보면 기생충, 바이러스 등은 인류보다 오래 지구에 존재했고, 지구상에 생명체와 공존하는 존재들이다. 인간 역시 기생충과 오랜시간을 함께했다.

기생충학자 입장에서는 위생가설을 이렇게 해석합니다. 인류는 오랜세월 동안 몸 안에 기생충을 품고 살았어요. 우리 몸을 지키는 파수꾼인 면역계는 이 기생충을 공격하기도 하고, 감시하기도 하면서 진화해왔죠. 그러던 어느 날 갑자기 기생충이 없어진 거에요. 면역계로서는 할 일이 없어진 거죠.

이렇게 할 일이 없어진 면역계가 과민해져서 비슷한 것만 봐도, 나중에는 비슷하지도 않은 것들에 대해서도 반응을 하게 된 거죠. 그런 반응이 기관지에서 일어나면 천식, 피부에서 일어나면 아토피 피부염, 코 점막에서 일어나면 알레르기 비염으로 나타나는 거죠.(59쪽)

최근 양서류가 급감하는 이유가 항아리곰팡이 때문인데요. 이 항아리곰팡이 때문에 많은 양서류가 멸종 위기에 놓여 있는데, 그렇게 항아리곰팡이가 퍼지는 이유가 환경 오염으로 기생충이 사라졌기 때문입니다. 기생충이 사라지면서 양성류의 항아리곰팡이에 대한 저항성이 떨어진 거에요.

...

그런 점에서 지금 전 세계 곳곳에서 진행 중인 기생충을 박멸하고 또 박멸하려는 시도가 어떤 결과를 낳을지 정말 걱정입니다. 생태계의 다양성 또 저항성을 유지하는 데 기생충이 해 왔던 긍정적인 역할을 부정하고 기생충을 너무나 억지로 없애려 하다가는 생각지도 못한 재앙을 낳을 수도 있어요.
(67쪽)

요즘 화두 중에 하나는 빅데이터이다. 빅데이터를 가지고 있는 구글, 페이스북이 산업을 선도하고 있는데, 국내 기업들도 뒤늦게 빅데이터, 빅데이터 하지만 아무래도 국내기업들의 방향은 기업 사주가 빅데이터가 대세라는데 우리도 해야되는거 아니야 라는 식으로 접근하는 것 처럼 보인다.

그런데 빅데이터가 과연 무엇일까?

빅 데이터는 이른바 '3V'로 통칭되는 다음 세 가지 특징을 염두에 두고 정의를 내려야 합니다. 3V는 '규모(Volume)', '다양성(Variety)', '속도(Velocity)'인데요.(89쪽)

이런 빅데이터에 대한 우려가 점점 심해지고 있다. 과연 시민들의 정보를 기업들이 독점하는 것이 정당한 것인가 하는것이며, 언제든지 사적으로 나의 정보가 사용될 수 있다는 우려다.

이제 관점의 전환이 필요합니다. 지금은 빅데이터를 모윽 관리할 수 있는 기업이 구글, 애플, 아마존 등 소수에 불과합니다. 그러니 빅 데이터가 무서운 거에요. 하지만 정부 혹은 시민 사회가 주도해서 빅 데이터를 모으고 관리할 수 있다면, 오히려 빅 데이터는 데이터 정보에 대한 자기 결정권을 확장할 수 있는

과학수다2편에서 가장 흥미로웠던 것은 투명인간, 투명망토에 대한 부분이다. 투명망토 원리는 물리학으로 설명할 수 있다.

서로 다른 물질인데 굴절률이 같은 경우죠. 굴절률이 같으면 반사가 일어나지 않고서 빛이 그냥 지나가니까요.

그런데 공기와 굴절률이 같은 물질을 만드는 일은 쉽지 않아요. 아까 물의 굴절률을 1.3이라고 했죠? 이렇게 대부분의 물질은 공기의 굴절률 1보다 큽니다. 유리창을 통해서 밖을 보면서 흔히 투명하다고 말하죠. 하지만 유리도 굴절률이 1.4정도로 약간의 반사 현상은 불가피하죠.

여기서 투명인가의 첫 번째 조건이 나오죠. 투명 인간은 자기 몸 전체의 굴절률을 1로 만들어야 합니다. 약을 먹든, 마법을 부리든 말이죠. 그래서 자기 몸의 굴절률을 1로 만들어서 공기 중을 지나는 빛이 반사 없이 그대로 투과할 수 있게 만든다면 일단 투명 인간의 조건을 만족하는 셈이죠.(192쪽)

그러나 그런 투명물질을 만드는 것이 현재로는 불가능하다. 대신 다른 방법을 생각해 볼 수 있다.

해리 포터 스타일의 투명 망토는 실제로는 멀리 있는 오아시스가 가까이 있는 것처럼 보이는 사막의 신기루를 생각해보면 어떨까 싶어요. 똑같은 공기라고 하더라도 온도가 달라서 밀도가 변하면 장소에 따라서 굴절률이 달라집니다. 사막에서는 공기가 뜨겁게 달아올라서, 특히 지면 근처의 공기가 팽창해서 굴절률이 낮아집니다. 빛의 속도가 상층보다 빨라지죠.

이렇게 같은 공기라도 온도에 따른 밀도 차이에 따라서 굴절률이 달라지면 오아시스에서 반사되어 나온 빛이 굴절하게 됩니다. 그렇게 굴절된 빛이 사막 여행자의 눈에 도달하게 되면, 실제로 있는 곳과는 전혀 다른 위치에 오아시스가 있는 것 처럼 보이죠. 우리가 빛은 항상 똑바로 직진한다고 생각하기 때문에 발생하는 오류죠.

그런데 바로 이 신기루 현상이 나타나는 원리를 마술사들이 활용하죠.(193쪽)

이런 점이 바로 과학의 재미가 아닐까. 투명망토가 아닌 빛의 굴절 차이를 이용해 다른 곳에 보이게 하는 것 말이다. 과학적 지식을 활용해 다른 효과를 나타낼 수 있는...

과학수다2편은 이외에도 SF대한 수다에서 부터, 중성미자, 세포 그리고 핵융합 등의 이야기를 쉽게 풀어낸다. 물론 쉽지만은 않다. 그래도 일반인의 과학에 첫발을 내딛고 그 관심을 넓혀갈 수 있는 책이다.

[과학입문] 과학의 문을 두드리다.

과학 수다 1 : 뇌 과학에서 암흑 에너지까지 - 누구나 듣고 싶고 말하고 싶은 8가지 첨단 과학 이야기 ㅣ 과학 수다 1
이명현.김상욱.강양구 지음 / 사이언스북스 / 2015년 6월

인문학 열풍이지만, 오히려 과학을 읽어야 한다고 생각한다. 인문학자들이 이야기하는 것들을 보면 예전 인문학자들은 전부 문화예술가이면서, 수학자이면서, 과학자이면서 철학자였다.

그리고 인문학의 영영이라고 생각했던 인간, 사회에 대한 연구를 이제는 과학없이 생각할 수 없다.

뇌 과학의 구루라고 할 수 있는 마이클 가자니가가 쓴 책 중에 <왜 인간인가>가 있습니다. 이 책에서 가자니가는 인간다움의 특별한이 '뇌의 사회성'에서 온다고 주장합니다. 수백만년 공안 인류가 생존과 번영을 위해서 사회적으로 진화한 엄청난 노하우가 뇌의 회로에 축적되었다고 보는 거죠.

인간은 서로 사회적 행동을 관찰하면서 협동과 경쟁의 양면성, 비사회성의 위험 등을 학습하며 우리 뇌의 사회적 본성을 최적화하는 형태로 발전해 왔다는 거에요. 이런 가자니가의 통찰은 앞에서 살펴본 연구결과와도 통하죠. 인간의 의식이 형성되는 데 타인을 포함한 주변 환경과의 상호작용이 중요하다는 얘기니까요.

그러니까 의식의 비밀을 파헤치는 뇌과학은 "왜 인간인가?" 바로 이 질문의 답을 찾는 과정이기도 합니다.
(105쪽, 뇌과학 편)

<네이처> 기사에서 재미있는 얘기를 하더군요. 궁극적으로는 생명의 본질이 3D 프린팅이랑 다를 바가 없다는 거에요. 나의 DNA만 넘겨주면 이 DNA를 가지고 나와 유전자를 공유하는 아기가 만들어지잖아요. 그러니까 DNA를 통해서 유전자를 전달하는 생명 현상 자체가 3D프린팅의 한 종류라는 거죠.(248쪽, 3D프린팅 편)

과학수다는 과학자들이 모여 과학을 주제로 수다를 떤다. 그런데 기존 과학입문서와는 조금 다르다. 현대 이슈가 되는 과학적 내용들이다. 그렇다고 신변잡기식으로 가볍게 이야기하는 책은 아니다. 핵심이론들에 대한 설명도 빼놓지 않는다. 그래서 어렵다. 솔직히 양자역학, 힉스입자 등에 설명은 쉽게 이해하기 힘들다. 그래도 읽을만 하다.

원자력에 대한 설명이다.

이종필 : 1911년 어니스트 러더퍼드가 원자핵을 발견합니다. 그래서 양전기를 띤 원자핵 주위에 음전기를 띤 전자가 분포하는 원자의 기본구조가 확립되죠. 사실 원자핵의 본질은 양전기를 띤 입자들이 결합력으로 뭉쳐 있는 거에요. 지금 우리가 얘기하는 핵에너지의 원천이 바로 이 원자핵을 구성하는 입자들 사이의 결합력입니다.

강양구 : 그 결합력이 바로 '핵력'이죠. 그리고 그 핵력이 깨질 때 방출되는 에너지가 바로 핵 발전소나 핵폭탄의 원천인 핵에너지고요.

(198쪽, 핵에너지 편)

잘 이해는 안되지만 대충 힉스입자의 개념만 잡아보자면,

이강영 : 전자기장은 완벽하게 게이지 대칭성을 만족시킵니다. 그런데 이렇게 게이지 대칭성을 만족시키는 장(場)이 가능하려면 그것을 매개하는 입자의 질량이 '0'이어야 합니다. 실제로 전자기력을 매개하는 '빛'은 질량이 0이고요.

.....

대칭성이 자발적으로 깨지면서 입자가 질량을 가지는 방법을 발견했어요. 이것을 이른바 '힉스 매커니즘'이라고 부릅니다. 그런데 바로 이 방법이 가능하려면 꼭 있어야 할 입자가 이썽요.

강양구 : 그게 바로 힉스 입자군요!

(181쪽, 힉스 입자 편)

과학수다1권은 암흑에너지, 근지구천체, 뇌과학, 양자역학, 줄기세포, 힉스입자, 핵에너지, 3D프린팅을 다루고 있다. 최신물리학이라 할 수 있는 양자역학, 힉스입자에 미래기술을 선도할 3D프린팅에 대한 설명까지 과학에 대한 기본 개념을 설명한다.

줄기세포 편에서는 우리에게 환상이었으면서도 일종의 금기였던 줄기세포의 민낯까지 보여준다. 사실 줄기세포는 성체 줄기세포와 배아 줄기세포연구로 나뉘어져 있는데, 줄기세포의 주류는 성체 줄기세포 연구이다. 그러니까 줄기세포 연구의 한 부분에서만 성과를 낸 것인데, 언론은 줄기세포 전체를 한국이 주도했던 것 처럼 꾸며낸 것이다. 황우석을 내세워서.. 그런데 실상은 그렇지 않다.

이명현 : 그런데 미탈리포프 박사와 성과를 보도하는 국내 언론이 반응이 심상치 않았죠. 당시 <조선일보> 기사의 제목이 " '황우석 트라우마'에 갇혀 .... 복제 배아 줄기세포 손 놓은 한국"이었죠. 실제로 황우석 사태 이후에 우리나라 복제 배아 연구 규제가 엄격해졌나요? 배아 줄기 세포 연구를 못할 정도로요.

김병수 : 사실과 다른 주장입니다. 우리나라는 여전히 전 세계적으로 줄기세포 연구에 대한 규제가 느슨한 나라 중 하나입니다. 아까 미국도 연방 정부 기금으로 인간 배아 연구를 하는 건 금지하고 있다고 얘기했었죠. 그런데 우리나라는 일단 공식적으로 복제 배아, 잔여 배아 등 모든 배아 연구를 허용하고 있어요.
게다가 황우석 사태를 겪고 나서 규제가 강화되기는 커녕 오히려 약화됐죠.

....

황우석 박사가 2,200개, 차병원이 800개. 난자를 3,000개 정도나 쓰면서 인간 복제 배아 줄기세포 연구를 할 수 있었던 나라는 전 세계에서 우리나라 뿐이거든요. (154쪽)

류영준 : 성체 줄기세포 연구는, 가톨릭 대학교를 중심으로 인프라를 만들어 선두권을 쫓아가고 있지만 여전히 우리나라가 열세죠.
반면에 배아 중기세포 연구는 나온지 얼마 되지 않은 새로운 분야였고, 세계적으로 큰 불임 치료 병원이 우리나라에 많아 처음부터 공격적으로 연구했죠. 그래서 선두 그룹에 들어갈 수 있었던 겁니다. 하지만 그 때도 세계 최고 수준은 아니었어요. 반복하지만 선두권 정도였죠. 그런데 황우석 박사가 착각을 불러 일으킨 거죠. 우리나라의 배아 줄기세포 연구가 최고 수준인 적은 한번도 없었는데 마치 최고였던 것처럼 말이죠. (158쪽)

과학수다에서 만나는 과학에 대한 이야기가 재미있지만, 마냥 즐길 일은 아니다. 과학계의 현실을 보면 안타깝다. 모두가 돈 되는 연구에 빠져서 기초과학의 현실은 열악하기만 하다.

문홍규 : 사실 국내 학계에는 아직, 니어어스 오브젝트에 대해 합의된 용어가 없습니다. 우리나라는 이 분야를 연구하는 과학자가 극소수라서요.

강양구 : 몇 명이나 있나요?

문홍규 : 지금까지 소행성으로 박사학위를 받은 사람은 아직 한국에 저 혼자입니다.

강양구 : 한명이요?

문홍규 : 네, 그리고 혜성체를 주제로 학위를 받은 동료 최영준 박사가 있습니다. 역시 한명이네요.(웃음)

(47,48쪽)

이 책의 미덕은 현대과학의 이슈들을 짚어 준다는 것이다. 근대 이전까지만 하더라도 인문학, 문학, 과학은 하나였다. 이제 다시 과학이 필요한 시대가 되었다. 과학과 거리가 멀었던 이들에게 이 책은 과학으로 가는 첫걸음이 될 것이다. 물론 어렵지만.

[바이러스]를 입체적으로 이해하는 방법

바이러스와 감염증 - 에이즈, 에볼라 출혈열, 구제역, 조류 인플레인자… 감염증의 세계적인 대유행 ㅣ 뉴턴 하이라이트 Newton Highlight 92
뉴턴코리아 편집부 엮음 / 아이뉴턴(뉴턴코리아) / 2015년 3월

뉴턴하이라이트는 과학을 입체적으로 이해하는데 최고의 책이라 할 수 있다. 물론 전문가가 보기에는 다를 수 있겠지만 비전공자가 보기에는 이 보다 좋은 책을 찾기는 힘들다. 일단 그래픽으로 되어 있어 쉽게 이해할 수 있다는 장점이 있다.

SARS 유행이 끝나 SARS 코로나바이러스는 사라졌지만 안심할 수는 없다. 서아시아(중동)에서는 SARS 코로나 바이러스와 비슷한 바이러스인 'MERS 코로나 바이러스'를 주의해야 한다.(76쪽)

대한민국을 뒤흔들었던 MERS바이러스는 코로나바이러스의 종류로 알려있다. 코로나바이러스는 아래와 같이 생겼다.

메르스감염지도이다. 뉴턴하이라이트 다음판이 나오면 대한민국이 새빨갛게 표시될 것이다.

변이에 의해 내용이 바뀐 설계도를 바탕으로 새로운 바이러스가 만들어지면, 사람은 대항하기 어려워진다. 이렇게 해서 사람은 인플루엔자에 몇 번이고 감염되는 것이다. 변이가 많지 않은 경우를 계절성 인플루엔자라고 하며, 크게 변이한 경우를 신종 인플루엔자라고 한다.(54쪽)

왜 새로운 바이러스가 잇달아 나타나기 시작했을까? 야마노우치 박사는 '바이러스 자체는 갑자기 나타난 것이 아니다. 그 바이러스들은 예전부터 야생 동물의 몸 속에서 조용히 살고 있었다. 그 존재를 우리 인류가 알지 못하고 있었을 뿐이다."라고 말했다.

20세기 후반은 폭발적인 인구 증가에 따른 산림 파괴, 도시화 등 인간의 사회 활동이 대단히 활발해진 시대이다. 사람이 야생동물의 서식지에도 빈번히 들어가게 됨에 따라, 거기서 야생 동물을 숙주로 하던 바이러스에 감염된 것이다.(78쪽)

우리의 몸은 외계에서 침입하려는 병원체의 위협에 언제나 노출되어 있다. 바이러스나 세균은 눈이나 코, 소화관 등의 점막에서, 그리고 상처가 난 피부에서 틈만 생기면 몸속으로 침입하려고 한다. 그 위협으로부터 몸을 지켜 주는 메커니즘이 '면역'이다. 면역이란 자기 자신과 이물질을 구별하고, 이물질을 없애는 기능이라고 할 수 있다.

면역을 담당하는 몸속의 시스템 전체를 '면역계'라고 한다. 면역계는 이중의 방위 시스템으로 이물질의 침입을 막고 있다. 첫째는 외계의 침입자를 그것이 무엇이든지 없애는 시스템이다. 선천적으로 갖추고 있는 면역 기능이기 때문에 '자연 면역'이라고 불린다. 자연 면역은 이물질의 침입을 마근 최초의 방위선이며, 많은 이물질이 여기에서 사라진다. 외계와 접하는 피부나 점막이 자연 면역의 주된 전쟁터이다.

둘째는 몸속에 침입해 온 이물질을 판단하고 조준 사격으로 공격하는 시스템이다. 특정 이물질에 대해 강한 공격력을 가진 '항체'를 만들거나, 바이러스에 감염된 세포를 공격해 파괴하는 세포를 만들어서 효과적으로 이물질을 없앤다. 이것은 일단 적의 침입을 받으면 없애는 효과가 강해지므로 '획득 면역'이라고 불린다. 획득 면역은 진화의 과정에서 척추동물만이 갖게 된 고도의 면역계이다.(110-111쪽)

뉴턴하이라이트 <바이러스와 감염증>은 바이러스의 기본 개념을 그래픽으로 잘 보여주고, 주요 바이러스, 면역 등에 대한 설명이 아주 잘 되어 있다. 바이러스를 쉽게 이해하고 싶다면 이 책을...

[바이러스] 면역을 쉽게 이해하는 방법

제너가 들려주는 면역이야기 ㅣ 과학자가 들려주는 과학 이야기 84
이흥우 지음 / 자음과모음 / 2010년 9월

<제너가 들려주는 면역이야기> 자음과모음 출판사에 나온 '과학자가 들려주는 과학 이야기' 시리즈 중 하나이다. 중고생이 과학을 쉽게 이해하는 책인데, 과학이 조금 부담스러운 일반인이 읽기에도 그만이다. 주제가 생길때마다 항상 챙겨보는 시리즈이다.

'바이러스' 읽기와 더불어 바이러스할때 항상 언급되는 면역을 쉽게 이해할 수 있는 책이다.

대표적인 림프구에는 2가지가 있지요. T림프구와 B림프구가 이들이지요. T림프구는 적이 온 것을 알아보고 사방에 알려주거나, 적이 숨어 있는 세포를 죽이는 기능을 가지고 있어요. 우리 몸이 적과 싸울 때 지휘관 구실을 한답니다.

B림프구는 적과 싸우는 물질인 항체를 만들어요. ... 나 아닌 물질에 대항하기 위해서 B림프구가 만드는 물질(단백질)을 항체라고 해요. 그렇다면 항체가 하는 일은 무엇일까요? 한마디로 말하면 적을 붙잡는 일을 해요. 적을 붙잡고 있으면 대식 세포 등이 먹어 치우는 세포들이 와서 청소를 한답니다.(33쪽)

T림프구는 우리 몸에 침입한 바이러스, 세균 등을 알아본다. 그리고 사이토카인을 통해 B림프구에게 신호를 보내면 B림프구는 항체를 만들어 대식세포의 식균작용을 돕는다.

 혈액형도 항원,항체 작용이 일어난다. 그림과 같이 적혈구 표면에 다른 표지가 있다. 그래서 다른 형의 적혈구가 들어오면 혈장항체 반응에 의해 응집반응이 일어나는 것이다.

우리가 쉽게 볼 수 있는 항원항체 작용 중에 알레르기가 있다.

알레르기를 일으키는 화분(꽃가루)이 코로 날아들어 왔다고 해 봐요. 화분이 코의 점막에 붙으면 화분에서 단백질이 빠져나오지요. 이 단백질이 바로 항원에 돼요.

우리 몸은 이것을 적이라고 생각하지요. ... 그러면 몸에서 lgE라는 항체가 생겨요. lgE 항체가 비만 세표에 달라붙지요. 그러다가 다음에 알레르기를 일으키는 물질이 들어오면 비만 세포에 달라붙어 있는 항체와 결합해요. 그러면 비만 세포가 히스타민을 다량 분비하게 된답니다. 마치 히스타민이 수도꼭지를 연 것 처럼 말이에요.(135쪽)

면역은 이와 같이 항체를 같는 것을 말한다. 물론 면역이라는 것이 조금 더 복잡하기는 하지만 항체,항원의 원리를 이해하기에는 쉬운 책인 것은 분명하다.