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바이올린 ‘스트라디바리우스’는 바이올리니스트라면 누구나 꿈꾸는 명기(名器)다. 스트라디바리우스는 18세기에 이탈리아의 바이올린 마스터 안토니오 스트라디바리(1644~1737)와 그 일가가 만든 바이올린을 뜻한다. 현재 전 세계적으로 6~700여 대가 남아 있다고 하는데, 보존 상태가 좋은 스트라디바리우스 바이올린은 몇십 억 원이 넘는 고가에 팔리기도 한다. 2006년 크리스티 경매에서는 스트라디바리우스 한 대가 354만 달러에 거래되었다.

17~18세기에는 스트라디바리우스 외에도 과르네리, 아마티, 과다니니 등 유명한 바이올린이 많이 제작된 시기다. 이중 특히 과르네리와 스트라디바리우스는 명품악기의 대명사로 손꼽힌다. 남성적이고 볼륨있는 소리를 내기로 유명한 과르네리의 경우, 가장 뛰어난 품질의 악기는 ‘예수’라는 뜻인 ‘델 제수’가 붙어서 ‘과르네리 델 제수’라고 불린다. 반면, 스트라디바리는 과르네리에 비해 여성적이고 섬세한 소리를 낸다고 한다. 아이작 스턴, 이자크 펄만, 정경화 등이 과르네리를 애용하는 데 비해 메뉴인은 스트라디바리우스의 정수를 보여준 연주자로 알려져 있다.

그런데 이런 명품 바이올린은 어떻게 만들어지는 것일까? 왜 현대의 첨단기술로 만든 바이올린이 300년 전 수제 바이올린의 음색을 따라가지 못하는 것일까? 이 문제는 악기 제작자는 물론이고 과학자들로도 끊임없이 도전해 온 의문이다. 때문에 스트라디바리우스의 신비에 대한 과학적인 연구결과들도 적지 않게 나왔다.

예를 들면, 미국 테네시 대학의 학자들은 스트라디바리우스가 제작된 당시의 기후가 이 명기를 탄생시킨 열쇠라고 주장했다. 즉, 유난히 추웠던 18세기 당시의 날씨 때문에 악기 제작에 쓰인 나무의 나이테가 촘촘하고 나뭇결의 밀도가 높아졌고, 이 덕분에 소리의 스펙트럼이 균일하고 음정 변화가 거의 없는 명기가 제작되었다는 것이다.

텍사스 A&M 대학교의 생화학자인 조셉 네지바리 교수의 주장도 흥미진진하다. 스트라디바리와 그 제자들은 북이탈리아의 숲 속에 널리 서식하는 벌레로부터 바이올린을 보호하기 위해 바이올린 위에 일종의 화학물질인 도료를 발랐다. 네지바리 교수는 이때 사용된 도료들이 잡음을 제거하는 효과를 주어 스트라디바리우스 특유의 음색을 만들었다고 주장한다.

네지바리 교수는 2006년 ‘네이처’지에 이 같은 주장을 담은 논문을 발표해서 화제를 불러일으켰다. 그의 연구팀은 3대의 명품 악기(1717년산 스트라디바리우스 바이올린, 1731년산 스트라디바리우스 첼로, 1741년산 과르네리 델 제수 바이올린)와 1840년산 그랑 베르나델 바이올린, 1769년산 헨리 제이 비올라에서 나무 샘플을 채취하였다. 비교를 위해 최근에 악기 제작용으로 사용되는 보스니아와 중부 유럽의 단풍나무에서도 샘플을 채취하였다. 연구팀은 이 샘플들을 고체 핵자기 공명장치(13C Solid-state NMR)와 푸리어 변환 적외선 분광장치(FTIR)로 정밀하게 분석해 보았다.

이 비교 연구를 통해 네지바리 연구팀은 악기를 가공할 당시의 화학처리, 즉 산화와 가수분해에 사용되었던 화학물질들이 나무의 성질에 변화를 주었다는 결론을 내렸다. 사실 그전에도 스트라디바리우스에 사용된 도료가 비밀의 열쇠라는 주장은 여러 번 제기되었다. 그러나 체계적으로 도료의 성질을 연구하고, 저명한 학술지에 논문으로 발표한 연구는 네지바리 교수팀이 처음이다.

재미있게도, 화학계는 네지바리 교수의 연구에 대해 대체로 긍정적인 반응을 보인 반면, 악기제조업자들은 이를 별로 믿지 않는 눈치다. 즉, 스트라디바리우스만이 낼 수 있는 ‘천상의 음색’은 한두 가지 이유에 의해 만들어진 것이 아니라 수십, 수백 가지 요소들이 복합적으로 작용한 결과라는 것이다. 악기제작자들은 ‘네이처’지에 발표된 연구 결과에 대해 “이 정도로 스트라디바리우스의 모든 비밀이 밝혀졌다고 생각하지 않는다. 스트라디바리는 진정한 천재였다. 과학이 어떤 질문에 대해서는 답을 줄 수도 있지만, 과학과 예술이 항상 같은 결론을 낼 수 있는 것은 아니다.”라고 말했다. 또 네지바리 교수가 과학자인 동시에 직접 바이올린 제작사를 운영하고 있다는 사실도 그의 연구에 대해 ‘무언가 사업적 동기가 있을 것’이라는 의혹을 불러일으켰다.

정말로 네지바리는 자신의 회사에서 제작한 바이올린이 스트라디바리우스나 과르네리에 버금가는 음색을 내고 있다고 주장하고 있다. 실제로 그가 운영하는 바이올린 회사의 홈페이지(http://www.nagyvaryviolins.com/)에는 자신들의 연구결과를 보도한 ABC 뉴스, 크리스티안 사이언스 모니터, 디스커버 지, 디스커버리 채널, 사이언티픽 어메리칸의 보도 내용이 링크되어 있다.

그의 주장에 따르면, 2003년에 독일의 한 다큐멘터리 제작사가 600명의 청중을 대상으로 일종의 ‘블라인드 테스트’를 실시했다고 한다. 스트라디바리우스와 네지바리의 회사에서 제작한 두 대의 악기로 실시한 이 블라인드 테스트의 결과, 600명의 청중 중에서 오직 57명만이 스트라디바리우스를 제대로 맞추었다고 전해진다. 이 정도면 두 악기의 성능이 거의 대동소이하다는 것이 네지바리의 주장이다. 한 인터뷰에서 그는 “안토니오 스트라디바리는 70, 80대에 그의 최고작품을 만들어냈다. 나는 이제 겨우 69세에 불과하다.”면서 화학연구를 통해 바이올린의 음색을 개선하는 일에 계속 정진하겠다는 뜻을 밝혔다.

아무튼 화학 연구를 통해 음악의 재창조에 기여할 수 있다면 그 역시 과학자로서는 보람된 연구가 아닐까 생각된다. 실제로 화학은 다양한 방식으로 음악과 악기 연주에 기여하는 과학이다. 또, 러시아 민족주의 작곡가 ‘5인조’ 중 한 사람이었던 보로딘은 원래 화학자였고, 일요일에 시간이 날 때마다 작곡을 했었다고 한다. 화학은 그 어떤 과학보다 음악과 밀접한 관계가 있는지도 모르겠다.

글 : 이식 박사(한국과학기술정보연구원 책임연구원)

청설모(청서모·靑鼠毛)는 한자로만 해석하면 청서(靑鼠)의 털이 된다. 실제로 조선시대부터 지금까지 붓을 만드는 원료로 이 청설모의 꼬리털을 많이 이용한다. 워낙 이 털이 유행이다 보니 청서라는 이름보다 청설모가 아예 동물 이름이 되어 버렸다. 간단히 이 이야기만 보더라도 청설모는 예부터 우리 산하에 많이 살고 있었음을 알 수 있다.

최근 야산에서 인간의 무분별한 침습으로 인해 맹금류, 늑대, 여우 삵, 담비, 구렁이 같은 청설모의 천적이 사라지면서 환경 적응력이 강한 청설모는 새로운 전성기를 맞이하고 있다. 어디 이들뿐이랴 멧돼지, 야생고양이, 너구리, 고라니 심지어 야생들개까지, 생태계 파괴 후 인간의 방심과 무단 폐기가 부른 동물들이 생태계의 우점종으로서 새로운 균형을 잡아가는 추세다. 이들은 새 생태계의 탄생을 알리는 한편 산림 파괴로 초점을 맞춘 개발지상주의 인간들과의 피치 못할 충돌 선상에 서 있기도 하다.

그중 날렵하기로 둘째 가라면 서러워할 청설모는 잣, 호두 등 예전에 자기 고유의 주식이었지만 이제는 값 비싼 인간의 기호식품이 되어 버린 나무 열매를 서로 차지하기 위해 총까지가진 골리앗 인간과의 웃지 못할 한 판 싸움을 벌이고 있다. 이미 이들은 몇몇 이해 당사자들에 의해 유해조수라는 낙인까지 찍혔다. 상황이 이렇다 보니 전쟁에서 선동전이 중요하듯, 전선에 선 인간들은 청설모에게 나쁜 이미지를 각인시키는데 안간힘을 쓴다. 가령 청설모가 다람쥐를 모두 잡아먹어 버린다느니, 청설모는 원래 우리나라에 없던 중국산 외래종이라느니 하는 유언비어들이다.

하지만 청설모가 비록 벌레나 작은 새알들을 취하기는 하지만 다람쥐를 사냥해서 먹을 정도의 극단의 육식성은 지니고 있지 않다. 앞서 이야기했듯 이들 주식의 99% 나무열매이다. 그리고 대개 가족 또는 단독 생활을 하기 때문에 다람쥐를 통째로 몰아낼 만한 조직성도 갖추고 있지도 않다. 대부분 우리 야산에는 다람쥐와 청설모가 사이좋게 영역을 나누어 생활하는 걸 누구나 흔히 볼 수 있다.

다람쥐는 주로 땅 위에서 생활을 하고 청설모는 주로 나무 위에서 생활한다. 먹이 또한 다람쥐는 땅에 떨어진 도토리를 청설모는 나무에 달린 잣이나 호두 등을 먹기 때문에 먹이 다툼도 일어나지 않는다. 다만 인간들이 한 산을 사방으로 깎아 고립된 섬으로 만들어 버리면 두 종의 마찰이 빚어질 수는 있지만 그 경우 또한 주로 힘이 약한 다람쥐가 먼저 이사를 가는 방식으로 조용히 해결된다.

위에서 언급했듯 청설모는 그 이름조차 청서의 털로 쓰일 정도로 우리 조상들의 문방사우의 필수 품목이었다. 그리고 청설모의 명칭 또한 Korean squirrel 즉, 한국 다람쥐로 표기한다. 비록 쥐 과로 천시되어 많은 문헌이나 민화 등에 별로 등장하진 않지만 청설모는 오히려 세계적으로 다람쥐보다도 인정받는 분명히 우리 토종 동물이다. 아무리 중국산 물품이 범람하고 청설모가 보기 싫다고 하더라도 함부로 우리 고유의 토종동물을 중국산이라고 우기는 행위는 우리 스스로 독도가 일본 땅이라 부르는 것과 하나 다름이 없을 것이다.

우리나라는 중국과 육지로 국경이 마주 닿아 수많은 동물들이 우리나라와 중국을 자유로이 오고 갔었다. 그 중 일부는 사람의 왕래 중에 섬나라 일본으로 건너가 정착하게 됨으로써 우리나라는 두 나라 사이에 생태통로 역할을 하기도 한다. 이렇듯 우리나라는 동물이동에 있어 교량역할을 하다 보니 동물 종 다양성이 중국의 어느 지역보다 풍부했다. 중국과 일본에 공통적으로 있는 동물은 대부분 우리나라에도 있었다.

다만 일본에도 있고 중국에도 있는 일본원숭이가 옛 기록에도 거의 찾아볼 수 없고 현재까지도 우리나라 야생에는 공식적으로 단 한 마리도 살고 있지 않다. 그래서 이를 한반도 생물학적 미스터리라 부르기도 한다. 얼마 전 사육장을 탈출해 야생에서 홀로 5년 넘게 살아온 일본원숭이를 본 적이 있었는데 매우 건강하고 잘 적응하던 걸 보면 우리나라에 원숭이가 살지 못할 이유가 없었을 것 같다. 포유동물들의 경우는 어느 정도 텃세권이나 영역이 있어 지역에 고립되어 자체 진화하기도 하지만 새들의 경우에는 사실 국경이 없다. 그러니 동물들을 굳이 같은 생태권인 중국산, 한국산, 일본산으로 나누어 차별하는 것은 결코 바람직한 태도는 아니다.

최근 몇 년 사이 여러 매체에서 앞다투어 보도되고 있는 곤충이 있다. 그 주인공인 중국산 주홍날개꽃매미는 색깔도 다른 매미에 비해 꽤 원색적이라 사람들에게 혐오의 대상이 되었다. 그러나 엄밀히 말하면 이 매미는 중국이 아닌 중국 이남과 동남아시아에 분포하는 아열대 매미라 불러야 맞다. 이들은 알 형태로 한반도에 우연히 들어와 대부분이 우화 과정에서 죽고 극히 일부가 살아남아 성충이 되었을 것이다. 그리고 그들의 운명은 아직은 정확히 알 수 없다. 한반도의 아열대화가 가속된다면 그들은 계속해서 번창할 것이고 그렇지 않다면 자연도태하게 될 것이다. 작년에 번성했다면 앞으로 알이 성충이 되는 4~5년 후를 주목해 보아야 한다. 매미 앞에 중국산이란 별칭을 붙여 과민반응을 보였지만 사실 우리나라 매미의 대부분은 중국과 일본에도 똑같이 분포한다.

주홍날개꽃매미의 약충(불완전 변태를 하는 곤충의 성충이 되기 전 상태)과 성충은 나무의 즙액을 빨아먹는 것으로 알려져 있고, 선호하는 나무는 가죽나무나 참죽나무 등의 활엽수이다. 이 매미는 사람들에게 특별한 해를 끼치진 않으나 나무줄기와 잎이 까맣게 그을린 듯 변하는 그을음병을 유발시킨다. 미국과 일본에서는 주홍날개꽃매미에 대해 과수에 피해를 주는 검역해충으로 분류해 놓고 있어 우리나라도 이 매미에 대한 추가적인 조사가 필요하다.

그리고 지금 그런 신종의 출현만큼 무서운 것은 몇 년 전부터 전 세계적으로 꿀벌이 사라지고 있는 현상이다. 바로 레이첼 카슨이 경고한 ‘침묵의 봄’이 가까이 다가오는 것 같은 오싹함을 느끼게 하는 전조이다. 물리학자인 아인슈타인은 우연하게도 ‘꿀벌이 없어지면 인류도 없어진다.’라는 무서운 예언을 남겼다. 한 외래종의 반짝 출현도 분명히 우려할 만한 현상이긴 하지만 정말 우리가 머리 싸매고 걱정해야 할 현실은 한 종의 이유 없는 사라짐이다. 그것이 크든 작든.

글 : 최종욱 수의사(광주우치동물원)

독도는 망망대해 동해 바다 위에 배처럼 떠있는 듯 보이는 두 개의 작은 섬이다. 주변에는 크고 작은 89개 부속 섬들이 펼쳐져 있다. 그러나, 독도는 단순히 작은 섬으로 그치지 않는다. 바닷속에서 들여다보면 독도의 높이는 2,000m가 넘는 거대한 화산체 중 극히 일부분일 뿐이다. 바닷속에 잠겨 있는 부분까지 포함하면 독도 전체 높이는 2,300m에 이르고 상부 대지 면적이 여의도의 10배나 된다. 또 독도 주변은 차가운 물과 따뜻한 물이 서로 만나는 곳이기도 하다. 이러한 독도 구조 및 환경 특성 때문에 독도 주변 해양 환경 및 생태계는 동해의 다른 지역과 판이하게 차별화된다.

독도의 생태계는 크게 동·서도를 중심으로 하는 육상생태계와 그 주변의 광활한 해역을 무대로 하는 해양생태계로 나눌 수 있다. 먼저 육상생태계를 보면, 독도를 번식지와 중간 휴식지로 이용하는 다양한 조류들과 독도를 뒤덮고 있는 식물들, 곤충들로 이루어져 있다. 그간 여러 연구팀에 의해 시기별로 각각 다르게 조사되어 다소의 차이점들이 있지만 최근의 보고에 의하면, 현재까지 독도에서 관찰된 조류는 모두 129종으로 알려져 있다. 가장 많은 개체 수를 보이는 바닷새인 괭이갈매기를 비롯해 바다제비, 슴새, 매, 물수리, 고니, 흑두루미와 세계적 멸종위기종의 하나인 뿔쇠오리 등 수많은 철새들이 번식하거나 이동 중에 중간 기착지로 이용하고 있다.

독도에 서식하는 식물은 울릉도 특산식물인 섬장대를 포함, 도깨비쇠고비 등 59종으로 보고되었으며, 각종 단체들이 그간 심어온 보리장, 동백, 섬괴불, 향나무, 사철나무, 후박나무 등의 울릉도 향토수종을 포함하여 현재 약 80여 종의 식물들의 보금자리가 되어 있다. 육지에서 200km 이상 떨어져 있는 독도는 그 면적의 제한성으로 인해 자생하는 육상포유류는 없는 것으로 보고되나, 무척추동물인 곤충류는 딱정벌레 목 22종, 나비 목 17종, 파리 목 17종, 노린재 목 10종, 매미 목 10종, 벌 목 9종의 서식이 보고되었다.

한편, 육상생태계에 비하여 눈으로 쉽게 볼 수 없는 해양생태계는 크게 바닷물을 서식공간으로 살아가는 표영생태계와 해저면 혹은 암반을 기반으로 살아가는 저서생태계로 크게 나눌 수 있다. 다시 크기와 생태적 지위에 따라 미생물, 동·식물 플랑크톤, 어란 및 치자어, 어류, 유용성 저서동물, 대형저서동물, 중형저서동물, 해조류 등의 범주로 나뉘어 각각의 전문가들에 의해 연구되고 있다.

최근 한국해양연구원의 조사 결과에 의하면, 독도 연안의 수산자원 생물은 어류가 총 104종이며, 무척추동물, 해조류를 포함해서 전체 137종으로 나타났다. 그중에서 대표적인 수산 생물은 혹돔, 돌돔, 벵에돔, 개볼락, 조피볼락, 볼락, 불롤락, 자리돔, 연어병치, 말쥐치, 달고기, 소라, 해삼 등이다. 이런 유용성 자원 생물 이외에도 독도의 해양생물상은 1960년대부터 지금까지 암반생태계를 중심으로 다양한 게류, 해조류, 고둥류, 절지동물류가 순차적으로 보고되었는데, 1990년대 후반에 들어 독도에 서식하는 연체동물 중에만 밝혀진 종은 총 91종이었으며, 새우류, 집게류, 게류 등의 십각류가 33종, 갯지렁이류 32종이 서식하는 것으로 알려져 있다.

독도 주변 해역은 계절별로 한류와 난류의 복합적인 영향을 직접적으로 받게 된다. 따라서 비교적 영양분이 풍부한 저층수가 잘 혼합되어 다량의 영양분을 선호하는 다양한 종류의 플랑크톤이 번성한다. 다양한 어종의 먹이가 되는 이러한 플랑크톤의 번성은 독도 주변 해역이 회유성 어종이 풍부한 어장이 되게 한다. 또한 수심 2,000m 이하의 심해에 둘러싸여 급경사를 이루는 독도의 해저면은 천해에서 심해에 이르는 광범위한 수심별 저서생물 분포 특성을 직접적으로 연구할 수 있는 국내에서의 유일한 장소이기도 하다.

이런 독특하고 다양한 서식환경은 지금까지 세계적으로 보고된 바가 없는 생물들을 발굴할 수 있는 중요한 조건이 되기도 한다. 2006년 동계 독도 생태계 조사에서 모래 틈에 서식하는 중형저서동물 중 선형동물에 속하는 2종의 신종을 발견하여 이를 독도와 한국이라는 명칭이 포함된 종명(Prochaetosoma dokdoense n. sp., Paradraconema coreense n. sp.)으로 명명했다. 이는 곧 국제논문에 보고될 예정이다.

또한 최근 들어 각종 매스컴을 통해 알려진 대로 미생물 분야에서도 지난 2005년부터 현재까지 약 40여 종 이상의 신종 미생물 박테리아가 발견되어 독도란 이름을 붙여 국제학회에 보고되기도 하였다. 이와 같이 독도는 미지의 생물자원의 보고(寶庫)로 가치가 매우 높다.

새로운 생물을 찾고 생태계의 특성을 밝히는 것도 중요하지만, 지금까지 유지되어 온 자연 그대로의 독도의 생태계를 보전하고 관리하는 것도 독도를 사랑하는 과학자들의 큰 바람이다. 독도를 지키자는 목적으로 많은 사람들이 드나들고 무분별한 개발이 이루어진다면 오히려 독도가 훼손될 수도 있다. 장기적인 판단으로 독도를 유네스코 세계자연유산 및 생물권보전지역으로 지정되도록 추진하는 등의 대책을 함께 모색해 봄이 어떨까. 바로 이러한 국민들의 노력이 전 세계에 ‘독도는 우리 땅!’이라는 명백한 사실을 알리면서 동시에 생태계를 보전하는 현명한 독도 수호 방법일 것이다.

글 : 박찬홍(한국해양연구원 동해연구소장, 독도전문연구사업단장 겸임), 김창환(연구원), 민원기(연구원)