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2018년 6월 20일 수요일

백악기 태반 포유류의 조상 화석이 발견되다.



(Holotype specimen of A. zhoui STM33-5, Tianyu Museum of Nature, Shandong Province, China. a, Main slab A. b, Counterpart slab B. c, Restoration. Credit: Nature (2018). DOI: 10.1038/s41586-018-0210-3)


  중국에서 중생대 포유류 조상의 진화를 설명해줄 새로운 화석이 발견됐습니다. 암볼레스테스 주이 Ambolestes zhoui 라고 명명된 이 새로운 중생대 포유류는 중국 내몽골에서 발견된 것으로 연대는 1억2600만년 전입니다. 


 이 시기는 현생 태반 포유류의 조상인 초기 진슈류 (eutherian)가 등장한지 그렇게 오래되지 않은 시점으로 현생 포유류의 직계 조상 그룹의 진화 과정을 엿볼 수 있는 단서를 제공하고 있습니다. 특히 중생대 포유류 화석이 이빨과 기타 골격인 경우가 대부분인데, 이번 연구에서는 매우 잘 보존된 골격 전체가 발견됐습니다. 


 이를 발굴한 중국과 미국의 연구팀은 당연히 고해상도 CT 스캔을 통해 이 귀중한 화석을 파괴하지 않고 자세히 관찰했습니다. 그 결과 흥미롭게도 진수류의 일종이지만, 유대류의 특징 역시 발견할 수 있었습니다. 따라서 유대류와 태반 포유류의 분리는 이 시기보다 약간 이전에 이뤄졌을 가능성이 큽니다. 


 제 책인 포식자에서는 태반 포유류의 조상이 백악기에 모습을 드러냈다고 설명했지만, 사실 이보다 좀 더 이전 시기인 1억6천만년 쥐라기 후기에 이미 진수류와 후수류의 조상이 갈라지기 시작했다는 것이 더 일반적인 추정입니다. 다만 화석상의 기록은 확실하지 않은 편인데, 암볼레스테스의 완전한 골격 구조는 초기 분리가 어떻게 일어났는지에 대한 단서를 제공하고 있습니다. 




 참고로 포유류의 분화에 대해서는 책에서 설명했듯이 오리너구리처럼 알을 낳는 원시적인 포유류인 단공류와 수아강(Theria)가 먼저 분리되었고 다시 수아강이 태반 포유류와 근연 멸종 그룹을 포함한 진수류와 유대류와 멸종 그룹을 포함한 후수류 (Metatheria)로 나눌 수 있습니다. 현존 포유류의 3대 그룹 가운데 태반 포유류가 단연 독보적인 성공을 거둬서 오늘날의 번성을 누리고 있습니다. 


 하지만 이들이 처음 등장했을 때만 해도 사실 생태계에서는 존재감이 별로 없는 마이너 그룹이었습니다. 초기 진수류가 어떤 과정을 거쳐 현재와 같은 모습이 되었는지를 연구하는 것은 우리의 기원이 어디에서 시작되었는지 알아보는 것과 같습니다. 이들에 대한 연구는 앞으로도 계속될 것입니다. 


 참고 


Shundong Bi et al. An Early Cretaceous eutherian and the placental–marsupial dichotomy, Nature (2018). DOI: 10.1038/s41586-018-0210-3

다시 업그레이드를 진행하는 거대 강입자 충돌기 (LHC)



(Prototype of a quadrupole magnet for the High-Luminosity LHC project(Credit: Robert Hradil, Monika Majer/ProStudio22.ch))


 세계 최대의 입자 가속기인 CERN의 거대 입자 충돌기 (LHC)의 메이저 업그레이드가 진행 중입니다. 2026년 가동을 목표로 진행 중인 High-Luminosity LHC (HL-LHC)는 광속으로 충돌하는 양성자의 양을 5-7배 정도 증가시키고 새로운 장비를 추가로 설치해 지금보다 10배나 많은 입자 충돌 데이터를 확보하는 것이 목적입니다. 


 과학자들은 이렇게 데이터의 양을 증가시키면 드물게 생기는 이벤트를 검출할 확률이 높아져 새로운 발견을 할 가능성을 높일 수 있을 것으로 기대하고 있습니다. 이는 이전에 실시했던 출력 업그레이드 후 가장 큰 대규모 업그레이드입니다. 






(동영상) 

 HL-LHC 프로젝트는 2011년부터 계획되어 2016년에 13개 참가국과 26개 기관의 승인을 받아 진행되게 됐습니다. 현재 27km인 LHC의 전 구간 가운데 1.2km의 새로운 구간이 건설되어 새로운 자석과 센서, 그리고 여러 가지 장비가 건설될 것입니다. 스위스와 프랑스 양쪽 영토에서 공사가 진행되며 상당수 건물은 지하에 건설될 예정입니다. 


 여기에는 130개의 자석과 24개의 초전도 포커싱 쿼드러폴 (superconducting focusing quadrupoles)그리고 네 개의 초전도 dipoles이 포함됩니다. 그리고 더 많은 양성자를 통제하기 위해 crab cavities 16개가 추가될 예정입니다. 


 업그레이드 설비는 LHC가 작동하는 도중에 건설되는데, 완공 때까지 적어도 2회의 계획 정지 및 정비 시간이 있을 예정이라 업그레이드 장비와 이 때 통합할 것으로 보입니다. HL-LHC는 초대형 입자 가속기만이 풀 수 있는 소립자 물리학의 난제를 풀어줄 것입니다. 과연 어떤 새로운 입자들이 나올지 기대됩니다. 


 참고


독특하게 생긴 수륙양용 장갑차 KMW Amphibious Protected Vehicle Tracked (APVT)


 독일의 차량 제조사인 Krauss-Maffei Wegmann (KMW)라는 곳에서 매우 독특하게 생긴 수륙양용 장갑차를 선보였습니다. Amphibious Protected Vehicle Tracked (APVT)이라고 명명한 이 장갑차는 방산 전시회인 Eurosatory 2018에 공개되었는데, 지상에서 작전할 때와 물 위를 항해할 때 서로 반대 방향으로 이동해 최적의 형상을 할 수 있도록 제조되었습니다. 아마도 영상으로 보는 것이 이해가 빠를 것입니다. 




(KMW Floats New Tank Concept)


 이 독특한 수륙양용 장갑차는 9.46m 길이에 3m 폭으로 크기가 상당히 큰 편이며 높이도 2.7m입니다. 무게는 30톤 이며 5톤 정도의 페이로드를 가지고 있습니다. 816마력의 엔진으로 지상에서는 시속 70km로 550km까지 주행이 가능하며 물속에서는 최고 시속 13.2km로 54km 항해가 가능하다고 합니다. 생김새에 비해서는 인상적인 항해 능력은 아니지만, 뭔가 독특한 외형은 강렬하게 시선을 잡아 끄는 것 같습니다. 


 현재 이 장갑차를 도입하기로 한 국가는 없고 단지 컨셉 형태로 출시되었는데, 과연 괜찮은 아이디어인지 시제차량에서 그칠 것인지는 아직 알려진바가 없습니다. 뭔가 상상하지 못했던 독특한 아이디어라는 점은 분명해 보입니다. 


 참고 






2018년 6월 19일 화요일

다시 새 주인을 찾은 MIPS




 MIPS가 또 다시 매각됐다는 소식입니다. 그런데 흥미롭게도 이번에 MIPS를 인수한 스타트업인 웨이브 컴퓨팅 Wave Computing은 MIPS와 관련이 깊은 회사라 어쩌면 활로를 모색할 가능성이 있습니다.





 잘 모르시는 분들도 있을 수 있겠지만, MIPS는 한때는 ARM보다 잘 나가던 RISC CPU 제조사였습니다. 하지만 CPU 시장이 인텔 x86으로 급격히 쏠림 현상이 일어나면서 점차 내리막길을 걸었습니다. ARM이 모바일과 임베디드 시장에서 활로를 찾은 것과 달리 MIPS는 결국 여기 저기 인수되거나 매각되면서 회사 자체가 작게 쪼개져 현재는 직원도 100명 정도에 불과한 작은 중소기업이 됐습니다. 


 이를 인수하기로 한 웨이브 컴퓨팅 역시 직원 100명 정도의 스타트업입니다. 인공지능 관련 기업으로 잘 알려져 있지는 않지만, CEO인 드렉 메이어 Derek Meyer를 비롯한 핵심 인력이 본래 MIPS에서 일했을 뿐 아니라 이 회사가 개발하는 머신러닝 솔루션이 MIPS 기반이라 밀접한 연관이 있습니다. 


 물론 이 분야가 경쟁이 치열해 성공을 거둘 수 있을지는 두고봐야 알 수 있습니다. 그래도 아직 MIPS가 사용되고 있는 분야가 알게 모르게 있고 경쟁에 밀렸다고 해서 반드시 성능이 나쁜 제품은 아니기 때문에 재기의 기회가 있을지 모릅니다. 과연 어떤 결과가 나올지 궁금합니다. 


 참고 


R 패키지 설치 및 업데이트 오류 (1)


 R 패키지를 설치하거나 업데이트 하다보면 여러 가지 문제가 생기는 경우들이 있습니다. 이 경우 아예 R을 재설치하는 것도 방법이지만, 어떤 경우에는 이렇게해도 해결이 안되고 계속해서 사용자는 괴롭히는 경우도 있습니다. 이런 경우 중 하나를 소개합니다. 새로운 패키지를 설치, 혹은 업데이트 하는 과정에서 같이 설치하는 패키지 중 하나가 설치가 되지 않는다는 메세지가 계속 나왔는데, 사실은 백신 프로그램 때문이었던 경우입니다. 


 dplyr 패키지를 업데이트 하려고 했는데, 제대로 되지 않아 다시 설치를 진행했습니다. 그런데 일부 패키지가 제대로 설치되지 않는다는 메세지가 나왔습니다. 


> install.packages("dplyr")
Error in install.packages : Updating loaded packages
> install.packages("dplyr")
Installing package into ‘C:/Users/jjy05_000/Documents/R/win-library/3.4’
(as ‘lib’ is unspecified)
also installing the dependencies ‘bindr’, ‘bindrcpp’, ‘Rcpp’, ‘rlang’, ‘plogr’

Content type 'application/zip' length 15285 bytes (14 KB)
downloaded 14 KB

Content type 'application/zip' length 620344 bytes (605 KB)
downloaded 605 KB

Content type 'application/zip' length 4374697 bytes (4.2 MB)
downloaded 4.2 MB

Content type 'application/zip' length 819780 bytes (800 KB)
downloaded 800 KB

Content type 'application/zip' length 18725 bytes (18 KB)
downloaded 18 KB

Content type 'application/zip' length 2842316 bytes (2.7 MB)
downloaded 2.7 MB

package ‘bindr’ successfully unpacked and MD5 sums checked
package ‘bindrcpp’ successfully unpacked and MD5 sums checked
package ‘Rcpp’ successfully unpacked and MD5 sums checked
Warning in install.packages :
  cannot remove prior installation of package ‘Rcpp’
package ‘rlang’ successfully unpacked and MD5 sums checked
Warning in install.packages :
  cannot remove prior installation of package ‘rlang’
package ‘plogr’ successfully unpacked and MD5 sums checked
package ‘dplyr’ successfully unpacked and MD5 sums checked

The downloaded binary packages are in
C:\Users\jjy05_000\AppData\Local\Temp\RtmpKU9QOP\downloaded_packages
> #dplyr
> library(dplyr)
Error: package or namespace load failed for ‘dplyr’ in loadNamespace(i, c(lib.loc, .libPaths()), versionCheck = vI[[i]]):
 ‘rlang’이라고 불리는 패키지가 없습니다
In addition: Warning message:
패키지 ‘dplyr’는 R 버전 3.4.4에서 작성되었습니다 


 수동으로 해보려고 각각의 패키지를 다시 설채했지만, 이번에는 "unable to move temporary installation"라는 메세지가 나옵니다. 


package ‘Rcpp’ successfully unpacked and MD5 sums checked
Warning in install.packages :
  unable to move temporary installation ‘C:\Users\jjy05_000\Documents\R\win-library\3.4\file344c1f40768f\Rcpp’ to ‘C:\Users\jjy05_000\Documents\R\win-library\3.4\Rcpp’
package ‘dplyr’ successfully unpacked and MD5 sums checked

The downloaded binary packages are in
C:\Users\jjy05_000\AppData\Local\Temp\RtmpYxqvJk\downloaded_packages
> #dplyr
> library(dplyr)
Error: package or namespace load failed for ‘dplyr’ in loadNamespace(j <- .libpaths="" c="" i="" lib.loc="" versioncheck="vI[[j]]):</span">
 ‘Rcpp’이라고 불리는 패키지가 없습니다
In addition: Warning message:
패키지 ‘dplyr’는 R 버전 3.4.4에서 작성되었습니다 
> install.packages("Rcpp")
Installing package into ‘C:/Users/jjy05_000/Documents/R/win-library/3.4’
(as ‘lib’ is unspecified)
Content type 'application/zip' length 4374697 bytes (4.2 MB)
downloaded 4.2 MB

package ‘Rcpp’ successfully unpacked and MD5 sums checked
Warning in install.packages :
  unable to move temporary installation ‘C:\Users\jjy05_000\Documents\R\win-library\3.4\file344c75c3158b\Rcpp’ to ‘C:\Users\jjy05_000\Documents\R\win-library\3.4\Rcpp’

The downloaded binary packages are in
C:\Users\jjy05_000\AppData\Local\Temp\RtmpYxqvJk\downloaded_packages






 여러 번 반복했지만 여전히  unable to move temporary installation ‘C:\Users\jjy05_000\Documents\R\win-library\3.4\file344c75c3158b\Rcpp’ to ‘C:\Users\jjy05_000\Documents\R\win-library\3.4\Rcpp’ 라는 메세지가 반복되고 제대로 설치가 되지 않습니다. 


 결국 구글링을 통해서 문제를 알아냈습니다. 백신 프로그램이 임시 저장 폴더에서 이동을 금지시킨 것이 원인이었습니다. 백신을 잠시 끄고 실행시키면 정상적으로 설치가 진행됩니다. 


> install.packages("dplyr")
Installing package into ‘C:/Users/jjy05_000/Documents/R/win-library/3.4’
(as ‘lib’ is unspecified)
also installing the dependency ‘Rcpp’

Content type 'application/zip' length 4374697 bytes (4.2 MB)
downloaded 4.2 MB

Content type 'application/zip' length 2842316 bytes (2.7 MB)
downloaded 2.7 MB

package ‘Rcpp’ successfully unpacked and MD5 sums checked
package ‘dplyr’ successfully unpacked and MD5 sums checked

The downloaded binary packages are in
C:\Users\jjy05_000\AppData\Local\Temp\RtmpYxqvJk\downloaded_packages
> #dplyr
> library(dplyr)

다음의 패키지를 부착합니다: ‘dplyr’

The following objects are masked from ‘package:stats’:

    filter, lag

The following objects are masked from ‘package:base’:

    intersect, setdiff, setequal, union

Warning message:
패키지 ‘dplyr’는 R 버전 3.4.4에서 작성되었습니다 


 참고로 R 패키지의 설치, 제거 업데이트 및 확인에 대해서는 아래 글에서 정보를 얻을 수 있습니다. 



 아무튼 백신 문제라니 생각을 못했는데, R 커뮤니티에서 보니 저 말고도 많은 사람들이 이런 경험을 한 것 같습니다. 비슷한 문제를 겪었다면 잠시 백신을 정지시키고 다시 실행해 보시기 바랍니다. 

새로운 형태의 광합성이 발견되다.


(Cross-section of beach rock (Heron Island, Australia) showing chlorophyll-f containing cyanobacteria (green band) growing deep into the rock, several millimetres below the surface. Credit: Dennis Nuernberg)


 과학자들이 새로운 형태의 광합성 기전을 발견했습니다. 이 발견은 광합성에 대한 우리의 이해를 확장시킬 뿐 아니라 외계 생명체 탐사에 있어 새로운 관점을 제시할 것으로 기대됩니다. 광합성은 단세포 조류에서 거대한 나무에 이르기까지 매우 다양한 생물에서 찾아볼 수 있지만, 기본적으로 클로로필 -a chlorophyll-a가 중심이 되는 광화학 반응입니다. 이 때 적색 파장의 빛을 이용해 물과 이산화탄소를 포도당으로 합성하기 때문에 식물이 녹색으로 보이게 됩니다. 






 하지만 놀랍게도 가시광 영역 밖에서 광합성을 하는 시아노박테리아들이 있습니다. 클로로필-a이 광합성을 할 수 있는 파장 한계를 적색 한계(red limit)라고 하는데 이보다 긴 근적외선 영역에서 자랄 수 있는 것입니다. 임페리얼 칼리지 런던의 빌 루더포드 (Bill Rutherford, from the Department of Life Sciences)가 이끄는 다국적 연구팀은 이 과정을 상세히 연구했습니다. 


 연구팀에 의하면 적색 한계를 넘어가는 근적외선 광합성이 가능한 이유는 클로로필- f chlorophyll-f 덕분이라고 합니다. 클로로필-f의 존재는 이전부터 알려져 있었지만, 과학자들은 단지 빛을 흡수하는 역할만 한다고 생각했습니다. 하지만 이번 연구에서는 클로로필-f가 근적외선 광합성의 핵심 효소라는 점이 밝혀졌습니다. 이는 새로운 형태의 광합성 방식입니다. 


 다만 근적외선 광합성 능력이 있는 시아노박테리아라고 해도 항상 이를 이용하는 것은 아닙니다. 사실 적색광을 이용한 광합성이 더 효율이 우수하기 때문에 가능하면 이를 먼저 사용하다가 이를 사용할 수 없는 환경이 되면 근적외선 광합성을 대타로 사용합니다. 예를 들어 암석 틈 속에 사는 시아노박테리아의 경우 일반 가시광이 통과하지 못하는 위치에서도 근적외선을 이용해서 광합성을 할 수 있습니다. 비록 얻어지는 에너지가 클로로필 a에 비해 낮더라도 에너지를 아예 얻을 수 없는 것보다는 더 나은 선택이기 때문입니다. 


 이런 점을 감안하면 온도가 낮은 적외선 영역 에너지 방출이 많은 적색왜성 주변 행성에서도 비슷한 일이 일어날 수 있지 않을까하는 추정이 가능합니다. 물론 이를 당장 검증하기는 어렵지만, 흥미로운 발견임에 분명합니다. 


 참고 


Dennis J. Nürnberg et al, Photochemistry beyond the red limit in chlorophyll f–containing photosystems, Science (2018). DOI: 10.1126/science.aar8313 



2018년 6월 18일 월요일

우주 이야기 796 - 외계 달에 생명체가 있을까?



(Artist's illustration of a potentially habitable exomoon orbiting a giant planet in a distant solar system. Credit: NASA GSFC: Jay Friedlander and Britt Griswold)


 과학자들이 어쩌면 생명체가 살지도 모르는 행성의 명단을 발표했습니다. 하지만 이 행성들은 지구형 암석 행성이 아닌 목성형 가스 행성입니다. 이 행성 자체에는 생명체가 존재할 가능성이 없지만, 목성이나 토성처럼 큰 위성을 지니고 있다면 가능성이 있습니다. 


 캘리포니아 대학과 서던 퀸즐랜드 대학의 연구팀은 케플러 우주 망원경 데이터를 이용해 지구 지름의 3배 이상인 가스형 행성 가운데 액체 상태의 물이 존재할 수 있는 행성의 리스트를 작성했습니다. 그 결과 121개에 달하는 많은 가스 행성이 충분한 크기의 위성을 지녔을 경우 생명체 존재 가능성이 있는 것으로 나타났습니다. 


 하지만 당연히 실제 생명체가 살만한 위성이 있는지는 앞으로 검증해야 할 과제입니다. 태양계의 대형 위성들은 만약 지구 궤도에 있었다면 지구 같은 환경을 유지하기에는 다소 작은 크기이기 때문입니다. 물론 외계 행성 가운데는 목성보다 훨씬 큰 것들이 많고 여기에는 지구보다 더 큰 위성이 있다고 해도 이상할 것이 없습니다. 그렇다면 지구와 비슷한 환경의 위성이 있지 말라는 법이 없는 것입니다. 


 이 연구의 문제점은 실제 외계 달 (exomoon)이 하나도 확인된 게 없다는 데 있습니다. 외계 달을 확인하는 것은 외계 행성을 직접 포착하는 것보다 훨씬 복잡하고 어려운 문제이기 때문에 현대 천문학의 가장 도전적인 과제 가운데 하나라고 할 수 있습니다. 물론 태양계에 수많은 독특한 위성을 생각할 때 매우 흥미로운 주제인 점도 사실입니다. 


 가까운 미래에 외계 달의 결정적인 증거와 그 특징에 대한 정보가 나올 수 있기를 기대해 봅니다. 


 참고 


 Michelle L. Hill et al, Exploring Kepler Giant Planets in the Habitable Zone, The Astrophysical Journal (2018). DOI: 10.3847/1538-4357/aac384