기후변화의 단계들

지난 세기 동안 전 세계의 온실 가스 배출은 박쥐가 선호하는 삼림 서식지의 성장을 촉진함으로써 중국 남부를 박쥐를 매개로 하는 코로나 바이러스의 핫스팟으로 만들었다.

 

오늘 발표된 새로운 연구는 기후 변화가 COVID-19 전염병을 일으킨 바이러스인 사스-CoV-2의 출현에 직접적인 역할을 할 수 있는 메커니즘의 첫 번째 증거를 제공한다.

 

이번 연구는 지난 세기 동안 중국 남부 윈난성과 미얀마, 라오스의 인접 지역의 식생 유형에 큰 변화가 있음을 밝혀냈다. 온도, 햇빛, 그리고 식물과 나무의 성장에 영향을 미치는 대기 이산화탄소의 증가를 포함한 기후 변화는 열대 관목지에서 열대 사바나와 낙엽 삼림 지대로 자연 서식지를 변화시켰다. 이것은 주로 숲에 사는 많은 박쥐 종들에게 적합한 환경을 만들어 주었다.

 

한 지역의 코로나 바이러스 수는 존재하는 다른 박쥐 종의 수와 밀접하게 연관되어 있다. 이번 연구에 따르면 지난 한 세기 동안 중국 남부 윈난성으로 40여 종의 박쥐가 추가로 이동했으며, 약 100종의 박쥐인 코로나 바이러스를 보유하고 있다. 이 '글로벌 핫스팟'은 유전정보가 사스-CoV-2가 발생했음을 암시하는 지역입니다.

 

최근 포츠담 기후임파 연구소에서 유럽 연구 펠로십을 맡은 케임브리지대 동물학과의 로버트 비어 박사는 "지난 세기 동안 기후 변화가 중국 남부 윈난성의 서식지를 더 많은 박쥐 종에 적합하게 만들었다"고 말했다.ct 리서치, 독일.

 

그는 "기후변화의 결과로 박쥐 종의 전지구적 분포가 어떻게 변화해 왔는지를 이해하는 것은 COVID-19 발병의 기원을 재구성하는 중요한 단계가 될 수 있다"고 덧붙였다."

 

그들의 결과를 얻기 위해, 연구원들은 온도, 강수량, 그리고 구름 덮개에 대한 기록을 이용하여 한 세기 전의 세계 초목 지도를 만들었습니다. 그리고 나서 그들은 1900년대 초에 각 종의 전지구적 분포를 알아내기 위해 세계의 박쥐 종들의 식물 요구 조건에 대한 정보를 이용했다. 이것을 현재의 분포와 비교하면, 그들은 기후 변화로 인해 지난 세기 동안 다른 종의 수인 박쥐 '종 풍부함'이 전 세계적으로 어떻게 변화했는지 알 수 있었다.

 

"기후 변화가 서식지를 변화시키면서, 종들은 일부 지역을 떠나 다른 지역으로 이동했습니다. 바이러스를 가지고 갔죠. 이것은 바이러스가 존재하는 지역을 변화시켰을 뿐만 아니라, 동물과 바이러스 사이의 새로운 상호작용을 가능하게 하여, 더 많은 해로운 바이러스들이 전염되거나 진화하는 것을 야기시켰다고 베이어는 말했다.

 

전 세계의 박쥐 개체수는 약 3,000 종류의 코로나 바이러스를 가지고 있으며, 각각의 박쥐 종은 평균 2.7개의 코로나 바이러스를 가지고 있는데, 대부분 증상을 보이지 않는다. 기후 변화로 인해 특정 지역에서 박쥐의 수가 증가하면 인간에게 해로운 코로나 바이러스가 존재하거나 전염되거나 진화할 가능성이 높아질 수 있다.

 

박쥐가 옮기는 대부분의 코로나 바이러스는 사람에게 뛰어들 수 없다. 그러나 인간을 감염시키는 것으로 알려진 몇몇 코로나 바이러스는 박쥐에서 유래되었을 가능성이 매우 높으며, 여기에는 인명피해를 유발할 수 있는 세 가지가 포함된다. 중동호흡기증후군(MERS) CoV, 중증급성호흡기증후군(SARS) CoV-1 및 CoV-2.

 

이번 연구에 의해 박쥐의 종 풍부함을 기후가 주도하는 증가의 중심지로 확인된 이 지역에는 사스-CoV-2의 중간 숙주 역할을 한 것으로 추정되는 판골린도 서식하고 있다. 이 바이러스는 박쥐에서 이 동물로 옮겨갔을 가능성이 높습니다. 그 후 우한의 야생 시장에서 팔렸습니다. 최초의 인간 발생이 일어났던 곳이죠.

 

연구자들은 정책 입안자들이 바이러스성 질병 발생에서 기후 변화의 역할을 인식하고 COVID-19 경제 회복 프로그램의 일환으로 기후 변화를 다루도록 촉구한 이전 연구의 요구를 반향한다.

 

"COVID-19 전염병은 엄청난 사회적, 경제적 피해를 초래했습니다. 이번 연구에 참여한 케임브리지대 동물학과 안드레아 마니카 교수는 "기후변화를 완화하기 위해 정부가 결정적인 조치를 취함으로써 전염병으로 인한 건강 위험을 줄일 수 있는 기회를 잡아야 한다"고 말했다.

 

"기후 변화가 인간에게 야생 병원균의 전염을 가속화할 수 있다는 사실은 전세계적인 배출을 줄이기 위한 긴급한 경종이 되어야 합니다," 라고 이 프로젝트를 시작한 하와이 대학의 카밀로 모라 교수가 덧붙였습니다.

 

연구진은 사람과 질병을 옮기는 동물 간의 접촉을 줄이기 위해 도시지역, 농지, 사냥터를 자연 서식지로 확장하는 것을 제한할 필요가 있다고 강조했다.

 

이번 연구는 지난 세기 동안 기후 변화가 중앙아프리카 주변 지역의 박쥐 종 수 증가를 주도하고 중남미 지역의 산란 지역도 증가했음을 보여주었다.

 

학술지 네이처지에 실린 '아인슈타늄 복합체의 구조 및 분광학적 특성화' 연구는 버클리 실험실 과학자 레베카 아베르겔과 로스 알라모스 국립 연구소 과학자 스토시 코지모어가 공동 주도했으며, UC버클리대와 조지타운대 출신 두 연구소의 과학자도 포함됐다. 학생들과 박사후 동료들 250나노그램 미만의 원소로, 연구팀은 원소가 다른 원자와 분자와 상호작용하는 기본 특성인 아인슈타인 결합 거리를 최초로 측정했다.

 

"아인슈타늄에 대해 알려진 것은 많지 않습니다,"라고 버클리 랩의 수석 연구원인 아베르겔은 말했다.헤비 엘리먼트 화학 그룹은 UC 버클리 원자력 공학부의 조교수이다. "이렇게 적은 양의 물질로 작업을 할 수 있었고 무기화학도 할 수 있었다는 것은 놀라운 성과입니다. 중요한 것은 화학 작용에 대해 우리가 더 많이 이해할수록, 우리는 이 이해를 새로운 물질이나 새로운 기술의 개발에 더 많이 적용할 수 있기 때문입니다. 꼭 아인슈타인 뿐만 아니라, 나머지 액티니드에도 적용할 수 있기 때문입니다. 주기율표에 동향을 파악할 수 있습니다."

 

수명이 짧고 만들기 어려움

 

Abergel과 그녀의 팀은 아인슈타인이 처음 발견되었을 때 수십 년 전에는 이용할 수 없었던 실험적인 시설들을 사용하였습니다 - 버클리 연구소의 분자 주조 공장과 DOE 과학부 사용자 시설인 SLAC 국립가속기 연구소의 Stanford Synchrotron 방사선 광원 (SSRL) - 발광 분광학과 X선 흡수법을 수행하기 위해.이온 분광 실험

 

그러나 먼저, 사용 가능한 형태로 샘플을 얻는 것은 거의 절반의 전투였다. "이 모든 신문은 불행한 사건들의 긴 연속입니다,"라고 그녀는 씁쓸하게 말했다.

 

이 물질은 큐륨 표적을 중성자로 폭격해 긴 연쇄 핵반응을 촉발하는 아인슈타인을 만들 수 있는 전 세계 몇 안 되는 곳 중 하나인 오크리지 국립 연구소의 고유속 동위원소 원자로에서 만들어졌다. 그들이 발견한 첫 번째 문제는 샘플이 상당한 양의 캘리포니아로 오염되었다는 것이다. 사용 가능한 양으로 순수 아인슈타인을 만드는 것은 매우 어렵기 때문이다.

 

그래서 그들은 X선 결정학을 사용하려던 원래 계획을 폐기해야만 했습니다. X선 결정학은 고방사능 분자에 대한 구조 정보를 얻기 위한 금본위제이지만 순수한 금속 표본을 필요로 합니다. 그 대신 샘플을 만들고 요소별 연구 기술을 활용하는 새로운 방법을 고안해 냈습니다. Los Alamos의 연구원들은 이 단계에서 아인슈타인의 본질적인 과제에 고유하게 적합한 샘플 홀더를 설계함으로써 중요한 도움을 제공했다.

 

그리고 나서, 방사능 붕괴와 싸우는 것은 또 다른 도전이었다. 버클리 연구소는 원소의 가장 안정적인 동위원소 중 하나인 아인슈타인-254로 실험을 수행했다. 반감기는 276일로 물질의 절반이 썩는 시간이다. 연구팀은 코로나바이러스 대유행 이전에 많은 실험을 할 수 있었지만 대유행 관련 셧다운으로 중단되는 후속 실험 계획을 세웠다. 그들이 지난 여름에 실험실로 돌아갈 수 있을 때, 샘플의 대부분은 없어졌습니다.

 

결합 거리 및 그 이상

 

그럼에도 불구하고, 연구원들은 아인슈타인과의 결합 거리를 측정할 수 있었고 또한 주기율표의 맨 아래 줄에 있는 원소인 액티니드 계열에서 예상되는 것과 다른 물리 화학 행동을 발견했다.

 

"결합 거리를 결정하는 것은 흥미롭게 들리지 않을 수도 있지만, 금속이 다른 분자와 어떻게 결합되는지 알고 싶은 첫 번째 사항입니다. 이 원소가 다른 원자나 분자와 어떤 화학적 상호작용을 하게 될까요?" 아베르겔이 말했다.

 

일단 과학자들이 아인슈타인을 포함하는 분자의 원자 배열에 대한 이 그림을 갖게 되면, 그들은 흥미로운 화학적 성질을 찾고 주기적인 경향에 대한 이해를 증진시키려고 노력할 수 있다. "이러한 데이터를 확보함으로써 우리는 전체 Actinide 시리즈가 어떻게 동작하는지 더 잘, 더 폭넓게 이해할 수 있습니다. 그리고 그 시리즈에는 원자력이나 방사성제약에 유용한 원소나 동위원소가 있다"고 그녀는 말했다.