Doctor of Public Health 전상훈입니다
Q. 펭귄의 배는 하얗게 등은 꺼멓게 생긴 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 펭귄의 배가 흰색이고 등이 검은색을 띠는 이유는 보호색 효과 때문입니다. 이는 자연계에서 위장 적응의 일종으로, 포식자로부터 몸을 보호하고 사냥을 유리하게 만들기 위해 진화한 특징입니다. 펭귄은 대부분의 시간을 바다에서 보내며, 포식자로부터 자신을 보호할 필요가 있습니다. 바다속에서 위에서 내려다보는 시선과 아래에서 올려다보는 시선에 따라 색상이 다르게 보이는 것이 생존에 유리합니다. 먼저, 등이 검은색인 이유는 위에서 보면 바닷물의 어두운 색과 섞여 포식자(범고래, 상어, 바다표범 등)에게 쉽게 눈에 띄지 않도록 하기 위함입니다. 바닷속에서 펭귄을 내려다보는 포식자는 펭귄의 검은 등이 바다의 짙은 색과 조화를 이루어 잘 식별하지 못하게 됩니다. 반대로, 배가 하얀색인 이유는 아래에서 올려다볼 때 하늘과 태양광이 반사된 유사한 색을 띠기 때문입니다. 이는 바다 속에서 위쪽을 바라보는 포식자가 펭귄을 쉽게 식별하지 못하게 만들어줍니다.
Q. 초기의 펭귄은 지금보다 훨씬 컸다는데 그 크기와 무게가 얼마나 됐나요?
안녕하세요. 초기 펭귄은 현재보다 훨씬 거대한 크기를 자랑하며, 해양 생태계에서 중요한 포식자로 군림하였습니다. 가장 대표적인 거대 펭귄(Giant Penguins) 화석 기록을 살펴보면, 신생대 팔레오세(Paleocene)와 에오세(Eocene) 시대에 서식했던 펭귄들은 지금의 황제펭귄(Aptenodytes forsteri)보다 훨씬 큰 체격을 가지고 있었습니다. 특히 쿠미마누 비체이(Kumimanu biceae)라는 종은 몸길이 약 1.7 m 체중 120 kg 정도로, 지금까지 발견된 펭귄 중 가장 거대한 종으로 기록됩니다. 뉴질랜드에서 발견된 이 종은 약 5,500만 ~ 6,000만 년 전에 살았으며, 강력한 근력을 활용해 수중에서 효율적으로 헤엄치고 사냥을 하였을 것으로 추정됩니다. 또한, 파키디프테스 폰테리(Pachydyptes ponderosus)라는 또 다른 대형 펭귄 종도 존재하였으며, 키 약 1.5 m, 체중 100 kg 으로 현재의 황제펭귄(키 1.2m, 체중 약 40kg)보다 훨씬 거대한 크기를 자랑했습니다. 이 종 역시 뉴질랜드에서 화석이 발견되었으며, 두꺼운 뼈와 강력한 지느러미를 이용해 바다에서 빠르게 움직이며 포식 생활을 했을 가능성이 높습니다.
Q. 펭귄이 물 속에서의 활동이 용이하도록 어떤 식으로 몸이 진홰했나요?
안녕하세요. 펭귄은 수중 생활에 적응하는 과정에서 해부·생리학적 변화를 거치며 효율적은 수영능력을 획득하였습니다. 먼저, 날개는 비행에 적합한 형태에서 밀도가 높은 골격과 단단한 구조를 가진 지느러미로 변화하였습니다. 이 부분은 질문자님의 글에도 이미 표현되어 있기에 설명은 생략하겠습니다. 몸 전체는 유선형(streamlined body)으로 진화하여 물의 저항을 최소화하는 형태를 갖추었으며, 짧고 튼튼한 다리는 후방으로 이동하여 방향 조절에 도움을 줍니다. 또한, 깃털 구조 역시 수중 환경에 적응한 형태로 변화하였는데, 미세한 공기층을 형성하여 보온 효과를 극대화하는 동시에 수중에서의 유체역학적 효율성을 증가시킬 수 있었습니다.
Q. 이번에 중국에서 발견되고 있다는 새로운 코로나가 어떤 바이러스인가요?
안녕하세요. 최근 중국 우한바이러스연구소에서 새로운 박쥐 유래 코로나바이러스인 HKU5-CoV-2가 발견되었습니다. 이 바이러스는 COVID-19를 유발한 SARS-CoV-2와는 다른 계통의 코로나바이러스입니다. 이 두 바이러스는 모두 코로나바이러스 계열(Coronaviridae)에 속하지만, 계통 분류와 유전자적 특성이 다릅니다. 코로나바이러스는 크게 알파코로나바이러스(Alpha-CoV), 베타코로나바이러스(Beta-CoV), 감마코로나 바이러스(Gamma-CoV), 델타코로나바이러스(Delta-CoV) 네 가지로 분류됩니다.COVID19를 유발한 바이러스는 베타코로나바이러스 중 Sarbecovirus 계열이고, 새로 발견된 바이러스인 HKU5-CoV-2는 베타코로나바이러스 중 MErbecovirus 계열입니다. 이는 유전적으로 다른 바이러스입니다. SARS-CoV-2는 인간의 ACE2(Angiotensin-Converting Enzyme 2)수용체에 결합하여 세포에 침입하며, 이는 감염성 및 전파력을 높이는 중요한 요소입니다. HUK5-CoV-2도 일부 연구에서 ACE2 수용체와 결합할 가능성이 있다고 보고되었지만, SARS-CoV-2와 같은 방식으로 인간 감염을 유발할 수 있는지 여부는 명확하게 밝혀지지 않았습니다. COVID-19를 유발한 SARS-CoV-2는 높은 전파력과 상대적으로 낮은 치명률을 특징으로 하며, 인간 간 전염이 쉽게 이루어집니다. 반면, HKU5-CoV-2는 현재까지 박쥐에서만 발견되었으며, 인간 감염 사례가 확인되지 않았기 때문에 병원성과 감염력에 대한 연구가 부족한 상태입니다. HKU5-CoV-2는 중동호흡기증후군(MERS)을 유발하는 MERS-CoV와 같은 Merbecovirus 계열로, SARS-CoV-2보다 MERS-CoV와 유전적으로 가까운 관계를 가지고 있습니다. MERS-CoV는 치명률이 30%에 달하지만 전파력이 낮은 바이러스로, 인간 감염이 드물게 발생합니다. HKU5-CoV-2도 유사한 특성을 가질 가능성이 있지만, 현재까지 인간 감염 사례가 없어 정확한 병원성은 밝혀지지 않았습니다.
Q. 인간과 원숭이의 조상은 같은가요??
안녕하세요. 인간(Homo sapiens)과 원숭이(monkeys)는 공통 조상(common ancestor)에서 분화된 생물학적 친척 관계를 가지고 있습니다. 즉, 인간과 원숭이는 완전히 별개의 기원을 가진 것이 아니라, 진화 과정에서 공통의 조상으로부터 갈라져 나온 종입니다. 현대의 진화생물학에서는 인간을 포함한 유인원(great apes, 즉 침팬지, 고릴라, 우랑우탄)과 원숭이(monkeys)가 약 3천만 년 전의 공통 조상으로부터 분화되었다고 보고 있습니다. 영장목(Primates) 계통에서 초기 조상은 구세계원숭이(Old World monkeys, Cercopithecoidea)와 유인원(Hominoidea) 계통으로 갈라졌고, 이후 유인원 계통에서 호미닌(Hominini)이 분화하며 인간이 속한 계통이 형성되었습니다. 현재 유전학적 분석에 따르면, 인간과 침팬지(Pan troglodytes)는 약 600만~700만 년 전에 공통 조상으로부터 분리된 것으로 추정됩니다. 침팬지, 보노보(Pan Paniscus), 고릴라, 우랑우탄 등과 인간은 유전적으로 가까운 관계를 유지하고 있으며, 특히 인간과 침팬지는 약 98~99%의 유전체를 공유합니다. 따라서 인간과 원숭이는 공통 조상을 공유하지만, 현대 원숭이(신세계원숭이 및 구세계원숭이)와 인간이 직접적으로 진화적으로 연결된 것은 아닙니다. 인간과 가장 가까운 친척 관계는 원숭이가 아니라 침팬지와 같은 유인원이며, 원숭이와 인간은 더 오래된 공통 조상에서 갈라진 계통입니다. 조금 더 심도 있는 내용을 접하고 싶으시다면 Ruvolo, M. (1997). Molecular phylogeny of the hominoids: Inferences from multiple independent DNA sequence data sets. Molecular Biology and Evolution, 14(3), 248-265. 또는 Sibley, C. G., & Ahlquist, J. E. (1987). DNA hybridization evidence of hominoid phylogeny: Implications for classification and human evolution. Journal of Molecular Evolution, 26(1-2), 99-121.과 같은 논문을 추천드립니다.