[사이언스카페] 렘브란트의 ‘야경’ 만든 물감, 심해 지렁이에겐 갑옷

작성일 08-30

<div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> 독성 비소와 황을 결합, 황화비소로 중화 고대부터 쓰던 노란색 물감 성분과 같아 독성 막고 천적 물리치는 갑옷으로 사용 
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 <img alt="렘브란트의 1642년 작 '야경'. 물감 속 납과 황 성분이 만나 검게 변하면서 시간이 갈수록 어둠이 더 짙어진다./위키미디어" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202508/30/chosunbiz/20250830060239281qeiw.jpg" data-org-width="1500" dmcf-mid="WNwp2c0Coc" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img3.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202508/30/chosunbiz/20250830060239281qeiw.jpg" width="658">
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 렘브란트의 1642년 작 '야경'. 물감 속 납과 황 성분이 만나 검게 변하면서 시간이 갈수록 어둠이 더 짙어진다./위키미디어
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 렘브란트가 1642년에 그린 ‘야경(夜警)’은 제목이 잘못 붙었다. 순찰 중인 민병대를 그렸지만, 분명 밤이 아니라 낮이 배경이다. 그림이 전체적으로 어둡고 중심부만 밝게 그린 ‘키아로스쿠로(chiaroscuro)’라는 회화 기법이 밤 풍경을 그린 듯한 느낌을 줘 100년 뒤에 야간 순찰로 추측해 제목을 그렇게 붙였다.
 밤 풍경으로 착각할 수밖에 없는 이유는 또 있다. 물감의 화학반응이다. 렘브란트는 납이 들어간 물감을 많이 썼다. 흰색을 내는 연백(鉛白)이 대표적이다. 물감 속 납은 황 성분과 만나면 검게 변색하는 특징이 있다. 시간이 지나면서 야경의 밤은 계속 깊어간 셈이다.
 화가들이 사랑하던 독성(毒性) 물감을 만드는 심해(深海) 생물이 발견됐다. 중국과학원 해양연구소의 리 차오룬(Chaolun Li) 박사 연구진은 “뜨거운 물이 분출되는 심해 열수구에 사는 다모류(多毛類)가 세포에서 독성 비소와 황을 결합하는 것을 확인했다”고 지난 26일 국제 학술지 ‘플로스 바이오롤지(PLOS Biology)’에 발표했다.
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 <img alt="오키나와 해구에서 발견된 심해 다모류( Paralvinella hessleri). 몸에 황화비소 입자가 있어 밝은 노란색을 낸다./PLoS Biology" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202508/30/chosunbiz/20250830060240555idpi.jpg" data-org-width="1706" dmcf-mid="5MfwvKDxoo" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img4.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202508/30/chosunbiz/20250830060240555idpi.jpg" width="658">
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 오키나와 해구에서 발견된 심해 다모류( Paralvinella hessleri). 몸에 황화비소 입자가 있어 밝은 노란색을 낸다./PLoS Biology
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 ◇독은 독으로 다스린다
 다모류는 지렁이나 지네같이 굵은 털이 많은 환형동물을 말한다. 연구진은 일본 오키나와 인근 심해 열수구에 사는 ‘파랄비넬라 헤슬러리(Paralvinella hessleri)’라는 다모류를 로봇 잠수정(ROV)으로 채집했다. 연구진은 파랄비넬라의 피부와 장기 세포에서 황화물과 비소가 체중의 1% 이상을 차지하는 것을 확인했다.
 바닷물이 해저 산맥의 깨어진 틈 사이로 들어가 엄청난 온도의 마그마를 만나면 주변의 광물을 녹인다. 높이 30m의 굴뚝 모양 열수구에서 분출되는 뜨거운 물에는 이렇게 녹은 광물이 많이 들어있다. 독성을 띠는 황화물과 비소가 대표적이다. 둘 다 독성물질인데 심해 지렁이가 멀쩡한 것은 독을 독으로 다스린 전략 덕분이었다.
 분석 결과 심해 지렁이는 먼저 비소 입자를 축적한 후 황화물과 반응시켜 덜 위험한 노란색 광물인 황화비소(As₂S₃) 입자를 만드는 것으로 나타났다. 몸에 광물을 만드는 생물광물화(biomineralization) 반응이다. 논문 제1 저자인 왕 하오(Hao Wang) 박사는 “수중로봇(ROV) 모니터에서 밝은 노란색의 파랄비넬라 헤슬레리는 어두운 열수 분출구 풍경 속에서 선명하게 돋보였다”고 말했다.
 황화비소는 고대부터 19세기까지 화가들이 물감으로 애용한 물질이다. 고대 이집트 예술가들은 황화비소를 쪽과 혼합해 짙은 녹색을 만들었다. 르네상스기 화가인 티치아노와 라파엘로는 황화비소로 그림에 황금빛을 구현했다. 바로크 시대 렘브란트도 마찬가지다. 네덜란드 델프트 공대 연구진은 2017년 렘브란트의 1665년 작(作) ‘유대인 부부’에서 금색을 낸 웅황(雄黃, orpiment)을 찾아냈다. 바로 노란색이나 주황색을 낼 때 쓰는 물감 성분인 황화비소이다.
 왕 하오 박사는 “이번 발견을 더욱 흥미롭게 만드는 점은 이 벌레가 만드는 독성 황금색 광물인 웅황이 중세와 르네상스 시대 화가들에게 귀중한 물감으로 사용됐다는 사실”이라며 “생물학과 미술사가 바다 깊은 곳에서 흥미롭게 교차하는 순간이었다”고 했다.
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 <img alt="오키나와 해구에서 발견된 심해 다모류( Paralvinella hessleri)의 조직. 곳곳에 황화비소 입자(노란색)가 보인다./PLoS Biology" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202508/30/chosunbiz/20250830060242171mvdq.jpg" data-org-width="5000" dmcf-mid="yTJgr0o9ju" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img4.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202508/30/chosunbiz/20250830060242171mvdq.jpg" width="658">
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 오키나와 해구에서 발견된 심해 다모류( Paralvinella hessleri)의 조직. 곳곳에 황화비소 입자(노란색)가 보인다./PLoS Biology
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 ◇독성물질로 갑옷 두른 심해 생물들
 황화비소는 독성이 강해 지금은 물감에 쓰이지 않는다. 심해 지렁이는 물감 대신 다른 용도로 쓰고 있었다. 독으로 독을 중화한 황화비소 입자는 갑옷처럼 지렁이를 둘러싸 유독 환경으로부터 보호한다고 연구진은 밝혔다.
 앞서 같은 방식으로 자신을 보호하는 다른 심해 생물도 발견됐다. 2003년 처음 발견된 비늘발달팽이(Chrysomallon squamiferum)다. 인도양의 수심 2900m에 있는 열수 분출구에 사는 비늘달팽이는 미국 TV 시리즈 ‘왕좌의 게임’에서 칼들이 꽂혀 있는 왕좌처럼 껍질 아래에 쇳조각들이 박혀 있는 모습이다. 달팽이는 철과 황화물을 결합하는 과정을 통해 독성 황화물을 해독하면서 동시에 경쟁자나 천적을 물리치는 갑옷을 만든다.
 일본과 아일랜드 연구진은 2019년 국제 학술지 ‘네이처 생태학과 진화’에 철 갑옷을 두른 달팽이도 심해 광물 채굴로 멸종위기에 몰려 보호 대책이 시급하다고 밝혔다. 비늘발달팽이가 위험해진 것은 열수 분출구 주변에 경제적 가치가 큰 구리와 철·납·아연·금·은 등의 광물이 황과 결합한 상태로 많이 발견되기 때문이다. 지하에서 광물을 녹인 물이 열수구로 분출돼 식으면 광물이 주변에 침전돼 채굴 가능한 상태가 된다.
 심해 광물은 다양한 곳에서 발견된다. 바닷속 4000m의 해저 평원에는 감자 크기의 금속 단괴(團塊)들이 깔려있다. 단괴에는 구리와 니켈, 망간이 많다. 산처럼 솟은 해산(海山)은 코발트가 풍부한 지각으로 덮여 있다. 심해의 온천인 열수 분출구 주변에는 황화구리와 황화철이 풍부하다. 이들과 함께 육지나 얕은 바다에서 보기 힘든 신기한 생물들도 많이 산다.
 유엔은 심해저를 ‘인류 공통의 유산’이라고 밝혔다. 하지만 아무리 갑옷을 두른 심해 생물이라도 인간이 오면 견딜 수 없다. 국제자연보전연맹(IUCN)은 2019년 “비늘발달팽이가 심해 광물 채굴로 인해 멸종위기에 내몰린 최초의 동물”이라고 발표했다. 누가 심해 생물들을 지켜줄 기사(騎士)가 될까.
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 <img alt="비늘발달팽이(Chrysomallon squamiferum). 황화철이 마치 칼처럼 돋아 있다./Chong Chen" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202508/30/chosunbiz/20250830060243532lnhr.jpg" data-org-width="1920" dmcf-mid="YN1p2c0Cop" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img3.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202508/30/chosunbiz/20250830060243532lnhr.jpg" width="658">
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 비늘발달팽이(Chrysomallon squamiferum). 황화철이 마치 칼처럼 돋아 있다./Chong Chen
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 참고 자료
 PLoS Biology(2025), DOI: https://doi.org/10.1371/journal.pbio.3003291
 Nature Ecology &amp; Evolution(2019), DOI: https://doi.org/10.1038/s41559-019-0930-2
 Heritage Science(2017), DOI: https://doi.org/10.1186/s40494-017-0138-1
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