인간은 냄새를 어떻게 구별하는가: 양자역학 vs 화학결합
우리가 어떤 원리를 통해 냄새를 구별할 수 있는지를 설명하기 위해 과학자들은 지금까지 두 가지 이론을 말해왔습니다.
첫번째 이론인 화학결합이론은 화합물이 가진 분자구조가 후각의 수많은 종류의 수용체와 결합함으로써 냄새를 구별할 수 있다는 이론입니다. 또 다른 이론인 양자진동이론은 화합물이 가진 양자진동(quantum vibration)에 의해 후각이 이를 구별한다는 이론입니다.
지금까지는 화학결합 이론이 더 많은 사람들의 지지를 받고 있었지만, 28일 PLoS ONE 에는 양자진동이론을 강하게 지지하는 연구가 발표되었습니다.
그리스의 알렉산더 플레밍 생의학연구소 루카 투린은 머스크 향을 이용해 두 이론을 비교하고자 했습니다. 머스크에 들어가는 수소원자를, 중성자 하나를 더 가지고 있어 더 무거운 중수소(deuterium)로 교환할 경우 분자구조는 동일하지만 양자진동은 바뀌게 됩니다. 그리고 연구진은 이 두 향이 다르게 느껴진다는 것을 발견했습니다.
“중수소로 만든 머스크향은 마치 불에 탄 양초같은 냄새가 났습니다.”
“이 결과는 양자진동이론을 지지하는 중요한 발견입니다.”
지난 2011년 “미 국립과학학회보(PNAS)”에는 달콤한 향을 내는 아세트페논(Acetophenone)의 경우, 수소를 중수소로 바꾸었을 때 초파리가 구별해 낼 수 있다는 결과가 실린 바 있습니다.
그러나 뉴욕주립대 알바니의 에릭 블록은 여기에 대해 회의적입니다.
“2004년 네이처지에 인간이 중수소가 들어간 아세토페논을 구별할 수 없다는 연구가 이미 있었습니다.”
한편 웨일즈 카르디프 대학의 팀 제이콥은 썩은 달걀의 냄새는 양자진동의 이론을 강하게 지지한다고 말합니다.
“황(surfur)은 거의 모든 썩은 음식에서 발견되며 인간에게 해롭습니다. 황을 포함한 모든 음식은 인간에게 고약한 냄새를 풍깁니다. 황은 고유의 양자진동을 가지고 있는 반면, 황을 포함한 분자들이 어떤 화학적 구조를 공통적으로 가지지는 않습니다.”
(ScientificAmerican)