손재천의 "자연사로 둘러보는 우리 세상"

자연사(Natural History) 연구는 자연보존과 생태연구에서 중요한 역할을 하지만 종종 박물학 정도로 인식되곤 한다. 미국 스미스소니언 박물관에 있는 손재천 님이 우리 삶과 환경에 닿아 있는 자연사 이야기를 풀어낸다.

“집 나간 꿀벌을 찾습니다”

[6] 화분매개 곤충이 사라지고 있다


00ccd1.jpg » 왼쪽- 명자나무 꽃을 방문하고 있는 서양꿀벌. 낮에 분주히 꿀과 꽃가루를 모으러 돌아다니는 벌은 일벌이다. 오른쪽- 한국에서 ‘꿀벌대소동’이라는 제목으로 소개된 영화의 포스터. 일벌인 주인공이 수펄로 묘사되어 있다. 사진출처/ Wikimedia Commons.


2007년에 한국에서 <꿀벌대소동(Bee Movie)>이라는 제목으로 상영된 드림윅스의 에니메이션이 있었다. 곤충을 소재로 했다기에 개인적으로 큰 기대를 가진 영화지만, 곤충학적 관점에서 옥의 티가 많은 영화이기도 했다. 꽃가루를 모으는 일벌들은 원래 암펄인데, 영화에서 수펄로 둔갑한 부분은 대표적인 오류이다. 하기야 말하는 꿀벌이 등장하는 마당에, 만화적 상상력을 곤충학적 잣대로 평가하는 자체가 우습기는 하다. 그래도 이 영화에서 꿀벌이 꽃가루받이를 하지 않으면 세상이 얼마나 삭막하게 변하는지 잘 그려내고 있다. 아마도 이 영화를 통해 우리가 자연에서 받는 혜택을 너무나 당연시 하는 것은 아닌지 묻고 싶었나 보다.



화분매개 곤충 덕분에 풍요로운 세상

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지난 6월 16일부터 22일까지 기간은 미국에서 ‘화분매개자 주간 (Pollinator Week)’이었다. 미국에서는 7년 전부터 화분매개 곤충의 감소 추세에 대한 일반인의 경각심을 북돋우기 위해 6월 중 한 주를 ‘화분매개자 주간’으로 정해 각종 교육 행사를 하고 있다.[1] 내가 일하는 스미소니언 자연사박물관에서도 때를 맞춰 곤충의 꽃가루받이와 관련한 세미나와 특별전시를 하였다.


처럼 화분매개 곤충의 중요성에 눈을 뜨게 된 것은 2006년부터 나타난 ‘군체붕괴 이상증후군(Colony Collapse Disorder, 혹은 줄여 CCD)’으로 꿀벌 산업이 위기를 맞은 게 계기가 되었다. 급기야 화분매개 곤충의 급감에 대한 대책 마련을 위해 버락 오바마 미국 대통령은 2014년 대통령 직속으로 전문가 자문회의까지 소집한 상태이다.[2]


전세계적으로 꽃피는 식물의 60~80퍼센트 정도는 동물, 특히 곤충에 의해 꽃가루받이가 된다. 그 중에는 우리가 먹는 작물 종의 약 60퍼센트가 포함된다. 또한 우리가 섭취하는 영양분의 삼분의 일이 곤충에 의한 화분매개 활동의 직간접적 결과라고 한다.[3] 산정법에 따라 차이가 있지만, 화분매개 곤충이 제공하는 작물의 꽃가루받이 서비스를 금전으로 환산했을 때, 약 2조 6천억 달러(약 267조 원)에 이른다는 계산도 있다.[4] 그야말로, 화분매개 곤충이 없다면 우리의 밥상은 궁색하기 짝이 없을 것이다.



전세계적으로 화분매개 곤충이 줄고 있다
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최근 몇 년 사이 화분매개 곤충의 감소로 인한 궁색한 밥상의 우려가 현실이 될 가능성을 제기하는 보고서가 늘고 있다. 벌이나 나비 같은 대표적인 화분매개 곤충의 다양성이 감소하는 현상이 전세계적으로 보고되고 있다. 실제로, 1980년 이래 야생벌의 종다양성이 영국에서는 약 40퍼센트, 네덜란드에서는 약 60퍼센트 정도 줄었다고 한다.[5]


2011년에는 다수 미국 대학의 연구자들이 공동으로 미국 전역에 걸쳐 3년 동안 8종의 뒤영벌을 조사한 결과, 4종은 23-87퍼센트 정도 줄었고, 나머지 4종은 96퍼센트 이상 급감하였다.[6] 이에 앞서, 유럽에서 진행된 유사한 연구에서는 19종의 유럽산 뒤영벌 중 3종은 멸종, 8종은 심각한 감소를 보였고, 단 4종만이 전지역에 보통으로 나타났다.[7] 국내에는 자료가 없지만, 비슷한 추세로 야생벌이 줄어들었다고 생각한다. 꽃밭에 윙윙거리던 벌들의 날개짓을 점차로 듣기 어려워졌기 때문이다.

00ccd2.jpg » 왼쪽 위는 노제마병에 걸린 벌집의 모습이다. 죽은 벌들이 곰팡이와 함께 가운데 뭉쳐있다. 왼쪽 아래 사진에서 꿀벌응애(Varroa mite)가 꿀벌의 번데기에 기생하고 있다. 이처럼 꿀벌의 애벌레나 번데기, 어른벌레에 기생해 체액을 빨아 벌이 쇠약하게 만든다. 오른쪽은 꿀벌응애의 주사전자현미경 사진. 사진출처/ Wikimedia Commons; info@athbui.com
분매개 곤충이 줄어드는 이유는 여러 가지다. 가장 대표적인 것으로, 서식지 감소, 살충제 살포와 외래 기생충이나 질병의 전염을 들 수 있다.[3] 예전에는 논과 밭 주변으로 자투리 공간이 많았다. 이런 공간은 들꽃이 자라 화분매개 곤충들에게 꿀과 꽃가루를 제공하는 한편, 애벌레를 기르는 보금자리를 제공한다. 농경지 주변이 현대식으로 정비되면서 이런 자투리 공간이 점차 사라지고 있다. 농작물에 뿌리는 살충제와 제초제는 화분매개 곤충들에게 또 다른 큰 위협 요인이다. 


업친 데 덮친 격으로 양봉산업은 각종 기생충과 전염병으로 큰 타격을 입고 있다. 1984년 이래, 미국의 양봉산업은 침입 해충 및 외래성 질병으로 몸살을 앓아 왔다.[8] 1984년 확인된 기생성 기관 응애 (Parasitic tracheal mite: Acarapis woodi)를 시작으로, 1987년 발견된 꿀벌응애 (Varroa mite: Varroa destructor)는 꿀벌들의 건강을 끊임없이 위협하고 있다. 2007년 확인된 바이러스성의 이스라엘 급성마비증(Israeli Acute Paralysis)과 곰팡이의 일종(Nosema ceranae)이 일으키는 노제마병이 이미 전세계적으로 퍼지고 있다. 국내에서도 2009년 중국낭충봉아부패병 바이러스(Chinese Sacbrood Virus)가 전국 재래꿀벌 농가로 퍼져 2010년 9월에는 약 90%의 토종벌이 폐사하였다.[9]



군체붕괴 이상증후군의 수수께끼

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야생벌이 크게 줄다 보니, 과수원에서 더 이상 자연적으로 꽃가루받이를 하기가 어렵게 되었다. 한동안 인공수분이 대안으로 제시되었지만, 수시로 피는 꽃을 사람의 손으로 일일히 수분하기는 현실적으로 어렵다. 그래서 원래 벌꿀을 위해 기르던 양봉꿀벌이나 상업적으로 대량 사육한 뒤영벌을 꽃가루받이에 사용하고 있다[10]. 미국에서는 꽃가루받이용 꿀벌의 전국적 수요를 감당하기 위해, 양봉업자들이 큰 트럭에 벌집을 싣고 돌아다니는 모습을 흔히 볼 수 있다. 이렇게 이동식으로 벌통을 관리하는 양봉업자들은 겨울에 주로 따듯한 지역으로 가 꿀벌을 월동시킨다.


2006년 11월 중순, 미국 펜실베니아의 한 양봉업자는 플로리다에서 꿀벌을 월동시키던 중, 관리하던 벌통의 일부가 갑자기 여왕벌만 남기고 텅텅 비어 있는 것을 발견하였다. 군체붕괴 이상증후군은 이렇게 처음 발견되었다. 군체붕괴 이상증후군의 최초 보고 이후, 비슷한 현상이 미국 캘리포니아, 오클라호마, 텍사스 등 전국적으로 보고되었고, 캐나다와 유럽, 중남미와 아시아에서도 사례가 보고되는 등, 전세계적으로 확산 추세에 있다.[11]

00ccd3.jpg » 왼쪽- 트럭에 실어 이동하는 방식으로 양봉하는 모습. 수많은 벌통을 미국 전역으로 나르고 있다. 오른쪽- 2009년에 미국에서 군체붕괴 이상증후군을 보고한 주(오렌지 색). 미국 대부분에 이미 퍼진 것을 알 수 있다. 자료 및 사진출처/ Bee Alert Inc.; Wikimedia Commons.

벌은 대표적인 사회성 곤충이다. 군체에 많은 벌들이 함께 생활을 하다 보니, 어느 사회나 그렇듯이 질병과 기생충의 위협이 항상 존재한다. 일벌들은 병에 걸리면, 군체의 다른 벌들에게 전염되지 않도록 홀연히 집을 떠나 생을 마감한다고 한다. 따라서 벌집에서 일벌이 사라지는 것이 새삼스러운 일은 아니다. 그런데 유독 군체붕괴 이상증후군에 이토록 민감한 것은 왜일까?  


군체붕괴 이상증후군은 이전에 알려져 오던 꿀벌의 전염병들과 분명한 차이가 있다. 우선 꿀벌이 질병으로 사투를 벌인 흔적이 없다. 군체붕괴 이상증후군으로 버려진 벌집에는 기르던 애벌레와 저장해 놓은 먹이, 그리고 여왕벌을 두고 일벌들만 일제히 사라진다. 벌집 속이나 바깥에 죽은 벌들도 없다.[11] 일벌들이 갑자기 사라지는 이유를 두고 그동안 많은 가설들이 제시되어 왔다. 나중에 현실성이 없는 것으로 판명된 ‘핸드폰 전자파’ 설부터 ‘살충제’ 설, ‘영양실조’ 설, ‘유전자조작작물(GMO)’ 설 및 ‘미스테리 질병감염’ 설까지 그 내용도 다양하다. 문제는, 군체붕괴 이상증후군이 어느 하나의 변인만으로 설명이 안 된다는 것이다. 그래서, 많은 학자들이 복수의 요인이 복합적으로 작용한 결과로 추론하고 있다.



꿀벌, 살충제 앞에서 길을 잃다

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최근에 군체붕괴 이상증후군과 살충제의 관련성이 점차 힘을 얻고 있다. 실제로 군체붕괴 이상증후군을 경험하는 벌집에서 살충제 수치가 비정상적으로 높게 나왔다는 보고가 있다.[12] 이들 연구에서 주목하는 것은 최근 각광받고 있는 살충제인 ‘네오니코티노이드(neonicotinoids)’제이다. 이 살충제는 미국에서 이미 옥수수와 카놀라의 약 95%, 대부분의 목화와 수수, 사탕무우를 위시한 각종 곡물과 채소, 과일에 사용 중이다. 미국 워싱턴주립대의 찰스 밴브룩(Charles Benbrook) 교수는 네오니코티노이드제가 미국 농가의 약 75%에서 사용 중이라고 밝힌 바 있다.[12]


오니코티노이드제는 인체에 영향이 거의 없기 때문에 악명 높은 디디티(DDT)를 포함하는 유기염소계 살충제와 유기인산계 살충제의 대안으로 개발되었다. 네오니코티노이드 살충제는 잔류성을 띠기 때문에, 공중살포보다는 종자나 뿌리 혹은 수간주사로 식물체에 주입한다. 살충제 효능이 식물 전체로 퍼지며, 잎을 먹는 해충들이 죽게 된다. 문제는 살충제 성분이 여기에 그치지 않고 꿀이나 꽃가루까지 전달된다는 점이다. 그래서, 화분매개 곤충이나 흙 속의 지렁이, 물 속의 무척추동물에게 악영향을 끼칠 우려가 환경단체들에서 제기되었다.[12] 2012년에 <사이언스>에 발표한 두 연구[13][14]에 따르면, 네오니코티노이드 살충제가 벌들이 집으로 돌아오는 능력을 교란한다는 것이 실험적으로 확인되었다. 학자들은 네오니코티노이드 살충제를 적용한 옥수수에서 수확한 옥수수로 꿀벌의 겨울나기용 대체먹이인 옥수수시럽을 만드는 중 살충제가 유입이 되고, 이 먹이를 먹은 꿀벌에서 군체붕괴 이상증후군이 일어나는 것으로 보고 있다.[15]

00ccd5.jpg » 벌집으로부터 반경 1km 떨어진 곳에서 방사한 일벌이 집으로 돌아올 확률을 보여주는 그래프. X축은 방사후 소요 시간, Y축은 집으로 돌아올 확률을 나타낸다. 왼쪽 그래프는 주변 환경에 익숙한 일벌들의 귀소 확률, 오른쪽 그래프는 무작위로 뽑은 일벌들의 귀소확률이다. 양쪽 모두 아치사량의 네오니코티노이드에 노출된 일벌(붉은 그래프)들이 정상적인 일벌(파란 그래프)보다 집에 돌아올 확률이 낮다. 자료 출처/ Henry et al., 2012 [13].

네오니코티노이드 살충제에 대한 일각의 우려를 인식해, 지난해 유럽위원회(European Commission)에서 네오니코티노이드 살충제의 사용을 2년간 금지하는 권고안을 제출하였다.[12] 지난 2012년 3월 21일에는 미국의 양봉업자들과 환경단체들이 주축이 되어 네오니코티노이드 살충제 사용을 제한하도록 하는 청원서를 미국환경보호국(EPA)에 제출하였다.[3] 2003년, 미국환경보호국은 네오니코티노이드 성분이 화분매개 곤충에 어떤 영향을 미치는지 야외실험 연구도 없이 관련 살충제를 조건부로 임시 허가해줬다.


환경단체들의 이런 주장에 대해, 바이엘 크롭사이언스(Bayer CropScience)와 신젠타(Syngenta)와 같은 네오니코티노이드 살충제를 개발·판매하는 기업들이 반발하고 나섰다. 이들의 주장에 따르면, 사용법에 따라 적정량을 사용하면 잔류독성도 없고 안전하다고 한다. 하지만 미국 코넷티컷 농업실험국의 곤충학자인 킴벌리 스토너(Kimberly Stoner)의 최근 연구에 따르면, 네오니코티노이드 살충제 사용법에 명시된 적정량을 사용한 호박에서도 꿀과 꽃가루에서 살충제 성분이 검출되었다.[12] 따라서, 네오니코티노이드 살충제 사용에 대한 환경단체의 반발과 관련 기업의 힘겨루기는 당분간 계속될 전망이다.



이제 벌들을 위해 나설 때

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미국에서는 1940년대 500만에 달하던 양봉 군체가 양봉업의 쇠퇴로 줄어서, 최근에는 그 절반에도 못미치고 있다.[16] 군체붕괴 이상증후군으로 인해 미국의 양봉산업에는 암울한 그림자가 더욱 짙어지는 형국이다. 2006년 이래 미국의 양봉업자들은 군체붕괴 이상증후군에 의한 벌집 손실만으로, 약 20억 달러(약 2조 600억 원) 정도의 손해를 보고 있다.[17]


체붕괴 이상증후군 외에도 화분매개 곤충에 대한 암울한 소식은 또 있다. 꿀벌에 감염되는 질병이 뒤영벌에도 전파된다고 하며,[18] 대기 중에 방출되는 오염물질이 화분매개 곤충이 꽃을 찾는 능력을 교란시킨다는 보고도 있다.[19] 시설재배를 하는 토마토와 딸기 등은 꽃가루받이를 위해 뒤영벌이 필요하다. 이들 식물은 400헤르츠 이상의 진동이 있어야 꽃가루를 방출하는데 꿀벌의 날개짓이 170-250헤르츠에 불과하기 때문이다. 뒤영벌은 날개근육을 진동시키는 온몸떨기(buzzing)를 통해 식물이 필요로 하는 진동수를 만든다.[10] 현재 전세계 꽃가루받이용 뒤영벌 시장은 네덜란드에서 대량생산하여 특허를 낸 서양뒤영벌(Bombus terrestris)이 독점하고 있다. 외래 뒤영벌의 수입은 외래 전염병도 함께 들어올 수 있고, 토종 뒤영벌에 악영향을 미칠 수 있다. 그래서, 국내에서는 서양뒤영벌을 대체할 토종 뒤영벌의 대량사육 기술을 개발해 성과를 보고 있다.

00ccd6.jpg » 왼쪽은 시설 재배용 작물의 꽃가루받이용으로 개발된 서양뒤영벌. 오른쪽은 이 뒤영벌을 상업적으로 개발한 나투폴(Natupol)사가 판매하고 있는 꽃가루받이용 뒤영벌 군체가 담긴 박스. 사진출처/ www.natupol.com
최근 화분매개 곤충 감소에 대한 대책으로 소규모 양봉 농가를 육성하는 움직임도 있다. 미국에서는 도심 속에서 건물 옥상에 취미로 양봉을 하는 사람이 늘고 있다. 미국의 영부인 미셸 오바마 여사도 백악관의 텃밭에 벌통을 두고 관리하는 것으로 알려져 있다. 2012년 결성된 서울 도시 양봉협동조합인 ‘어번 비 서울(Urban Bees Seoul)’은 도심 속의 소규모 양봉업을 장려하기 위해 일반인을 상대로 양봉 수업을 진행하고 있다.[20]


이런 노력들은 꿀벌의 유전적 다양성을 늘려 병해충에 대한 내성을 키우는데 도움을 줄 수 있다. 꿀벌 감소로 인한 위기 의식에 기업들도 동참하고 있다. 아이스크림에 천연의 아몬드와 과일로 향을 더하는 하겐다즈는 25만 달러 를 꿀벌 연구에 투자한 바 있다.[20] 정원에 벌들이 윙윙 날아다니면, 쏘일 것을 우려해 인상부터 찌푸리는 사람을 종종 본다. 아이러니하게도 정원에 피는 꽃은 정작 사람이 아닌 화분매개 곤충을 위해 핀다. 이제 꽃을 보는 너그러움을 이들 곤충에게도 나눌 수 있었으면 좋겠다.


[참고문헌]


[1] Pollinator Paternership, 2014. Background of Pollinator Week. http://pollinator.org/pollinator_week_2014.htm

[2] Lacurci, J., 2014. Pollinator plan: Obama commits to saving declining honey bees. http://www.natureworldnews.com/articles/7718/20140623/pollinator-plan-obama-commits-to-saving-declining-honey-bees.htm

[3] Wikipedia, Pollinator decline. http://en.wikipedia.org/wiki/Pollinator_decline

[4] Sciencedaily, Bees, fruits and money: Decline of pollinators will have severe impact on nature and humankind. http://www.sciencedaily.com/releases/2012/09/120904101128.htm

[5] Eilperin, J., 2006. Pollinators’ decline called threat to crops. Washington Post, 18 October. http://www.washingtonpost.com/wp-dyn/content/article/2006/10/18/AR2006101801712.html

[6] Cameron et al., 2012. Patterns of widespread decline in North American bumble bees. doi: 10.1073/pnas.1014743108

[7] Erickson-Davis, M., 2011. U.S. bumble bees experiencing significant declines. http://news.mongabay.com/2011/0104-morgan_bumblebee_decline.html

[8] Beesfree Inc, Bee Coloby Collapse Disorder. http://www.beesfree.biz/Ccd

[9] 위키백과, 낭충봉아부패병. http://ko.wikipedia.org/wiki/%EB%82%AD%EC%B6%A9%EB%B4%89%EC%95%84%EB%B6%80%ED%8C%A8%EB%B3%91

[10] Stamp, N., 2014. Opinion: Bumblebees in trouble. http://www.the-scientist.com/?articles.view/articleNo/40384/title/Opinion--Bumblebees-in-Trouble/

[11] Wikipedia, Colony Collapse Disorder. http://en.wikipedia.org/wiki/Colony_collapse_disorder

[12] Grossman, E., 2013. Declining bee populations pose a threat to global agriculture. http://e360.yale.edu/feature/declining_bee_populations_pose_a_threat_to_global_agriculture/2645/

[13] Henry et al., 2012. A common pesticide decreases foraging success and survival in honey bees. Science 336 (6079): 348-350. http://www.sciencemag.org/content/336/6079/348

[14] Whitehorn et al., 2012. Neonicotinoid pesticide reduces bumble bee colony growth and queen production. Science 336 (6079): 351-352. http://www.sciencemag.org/content/336/6079/351.abstract

[15] Teisha, 2013. Decline of the honey bees: the most likely suspects. http://www.biology-bytes.com/honey-bees-ccd/

[16] ARS, USDA. U.S. honey bee losses. http://www.ars.usda.gov/News/docs.htm?docid=15572#losses

[17] Walsh, B., 2013. Beepocalypse Redux: Honerybees are still dying ? and we still don’t know why. http://science.time.com/2013/05/07/beepocalypse-redux-honey-bees-are-still-dying-and-we-still-dont-know-why/

[18] Holland, J. S., 2014. Bad news for bumblebees: Disease spreading from honeybees. http://news.nationalgeographic.com/news/2014/02/140227-bumblebee-honeybee-disease-declines-science-pollinators-disease/

[19] Gill, V., 2013. Bees’ foraging for flowers ‘hampered by diesel exhaust’. http://www.bbc.com/news/24364637

[20] VOGUE 2014년 6월호. Bee Happy 지구의 작은 수호자 꿀벌. http://www.vogue.co.kr/content/view_01.asp?menu_id=02050100&c_idx=012307030000013&_C_=11


손재천 미국 스미스소니언 자연사박물관 연구원   

@한겨레 과학웹진 사이언스온  


 

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손재천 미국 스미스소니언 자연사박물관 박사후연구원
곤충분류학으로 박사학위를 받고 현재 미국 스미스소니언 자연사박물관에 박사후연구원으로 있다. 나비목 곤충과 식물과의 관계를 DNA와 화석 수준에서 규명하는 연구를 하고 있다.
이메일 : ptera200@hanmail.net      

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