[사이테크+] "생명체, 소행성 파편 타고 행성 간 이동·생존할 수 있다"
美 연구팀 "소행성-화성 충돌 모사 실험…세균, 1~3㎬ 압력에서도 생존"
(서울=연합뉴스) 이주영 기자 = 소행성이 화성과 충돌하는 상황을 모사한 실험에서 세균이 실제로 소행성과 행성 충돌 시 발생하는 초고압의 극한 환경을 견디고 살아남을 수 있다는 결과가 나왔다.
미국 존스홉킨스대 K.T.라메시 교수팀은 4일 미국 국립과학원 저널 PNAS 넥서스(PNAS Nexus)에서 미생물을 사이에 끼워 넣은 금속판에 발사체를 가스총으로 쏘는 소행성 충돌 모사 실험에서 세균이 1~3기가파스칼(㎬)의 고압을 견디고 살아남을 수 있는 것으로 확인됐다고 밝혔다.
라메시 교수는 "생명은 실제로 한 행성에서 튕겨 나와 다른 행성으로 이동하며 살아남을 수 있을지 모른다"며 "이 연구는 생명의 기원, 그리고 지구에서 생명이 어떻게 시작됐는지를 바라보는 방식을 바꾸는 매우 중요한 발견"이라고 말했다.
태양계 대부분 암석형 천체 표면은 충돌구로 덮여 있다. 생명체 존재 가능성이 제기돼온 화성 표면에도 많은 충돌구가 있으며, 소행성 충돌 등으로 발생한 화성 운석이 지구에서 발견되기도 한다.
과학자들은 소행성 충돌로 생명체도 함께 방출될 수 있는지 오랫동안 궁금해해 왔다. 생명체가 충돌 파편 속에 있다가 다른 행성에 도달할 수 있다는 이론은 '리소판스페르미아'(lithopanspermia) 가설로 불린다.
연구팀은 이 가설 검증을 위한 이전 실험들은 결론이 명확하지 않았고, 다른 행성의 극한 환경에 적합할 가능성이 있는 생명체가 아니라 지구에서 널리 발견되는 생물을 대상으로 삼았다고 지적했다.
이들은 칠레 고지 사막에서 발견되는 세균인 '데이노코커스 라디오두란스'(Deinococcus radiodurans)라는 세균을 대상으로 소행성이 화성에 충돌할 때 발생하는 압력을 견디어 낼 수 있는지 알아보는 실험을 했다.
데이노코커스 라디오두란스는 두꺼운 세포 외피와 강한 손상 복구 능력으로 극심한 추위와 건조한 환경은 물론 강한 감마선과 자외선, 산화제 등에 노출돼도 살아남는 것으로 유명한 그람 양성균이다.
연구팀은 이 세균은 금속판 사이에 끼워 넣은 뒤 발사체를 가스총으로 최대 시속 480㎞로 쏴 소행성 충돌 후 파편이 화성에서 방출될 때와 비슷한 1~3㎬의 압력을 발생시켰다.
이 압력은 최고 수심 1만1천ｍ 이상으로 지구에서 가장 깊은 마리아나 해구의 수압(약 0.1㎬)보다 10~30배, 대기압보다는 1만~3만배 높은 것이다.
실험 결과 데이노코커스 라디오두란스는 1.4㎬ 압력에서는 거의 모든 실험에서 생존했고, 2.4㎬에서는 약 60%가 살아남았다.
비교적 낮은 압력에서는 세포 손상이 나타나지 않았고 더 높은 압력에서는 일부 세포막 파열과 내부 손상이 관찰됐으나, 전사체 분석 결과 충돌 이후 빠르게 세포 손상 복구가 일어나는 것으로 나타났다.
연구팀은 이 세균이 거의 3㎬까지 쉽게 견뎌냈다며 이는 이전에 가능할 것으로 생각했던 수준보다 훨씬 높은 값이라고 말했다.
이어 이 연구는 강인한 세균이 화성에 소행성 충돌해 파편이 튕겨 나갈 때와 맞먹는 극한 압력을 쉽게 견디고, 행성 간 여행의 가혹한 환경도 버틸 수 있음을 보여준다고 설명했다.
이들은 다음 단계로 반복적인 소행성 충돌이 더 강한 세균 집단을 만들어 내는지, 세균이 이런 스트레스에 적응하는지, 곰팡이 등 다른 생물도 이런 조건을 견딜 수 있는지 연구할 계획이라고 밝혔다.
◆ 출처 : PNAS Nexus, K.T. Ramesh et al., 'Extremophile survives the transient pressures associated with impact-induced ejection from Mars', https://academic.oup.com/pnasnexus/article-lookup/doi/10.1093/pnasnexus/pgag018.
scitech@yna.co.kr
(끝)
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美 연구팀 "소행성-화성 충돌 모사 실험…세균, 1~3㎬ 압력에서도 생존"
(서울=연합뉴스) 이주영 기자 = 소행성이 화성과 충돌하는 상황을 모사한 실험에서 세균이 실제로 소행성과 행성 충돌 시 발생하는 초고압의 극한 환경을 견디고 살아남을 수 있다는 결과가 나왔다.
미국 존스홉킨스대 K.T.라메시 교수팀은 4일 미국 국립과학원 저널 PNAS 넥서스(PNAS Nexus)에서 미생물을 사이에 끼워 넣은 금속판에 발사체를 가스총으로 쏘는 소행성 충돌 모사 실험에서 세균이 1~3기가파스칼(㎬)의 고압을 견디고 살아남을 수 있는 것으로 확인됐다고 밝혔다.
라메시 교수는 "생명은 실제로 한 행성에서 튕겨 나와 다른 행성으로 이동하며 살아남을 수 있을지 모른다"며 "이 연구는 생명의 기원, 그리고 지구에서 생명이 어떻게 시작됐는지를 바라보는 방식을 바꾸는 매우 중요한 발견"이라고 말했다.
태양계 대부분 암석형 천체 표면은 충돌구로 덮여 있다. 생명체 존재 가능성이 제기돼온 화성 표면에도 많은 충돌구가 있으며, 소행성 충돌 등으로 발생한 화성 운석이 지구에서 발견되기도 한다.
과학자들은 소행성 충돌로 생명체도 함께 방출될 수 있는지 오랫동안 궁금해해 왔다. 생명체가 충돌 파편 속에 있다가 다른 행성에 도달할 수 있다는 이론은 '리소판스페르미아'(lithopanspermia) 가설로 불린다.
연구팀은 이 가설 검증을 위한 이전 실험들은 결론이 명확하지 않았고, 다른 행성의 극한 환경에 적합할 가능성이 있는 생명체가 아니라 지구에서 널리 발견되는 생물을 대상으로 삼았다고 지적했다.
이들은 칠레 고지 사막에서 발견되는 세균인 '데이노코커스 라디오두란스'(Deinococcus radiodurans)라는 세균을 대상으로 소행성이 화성에 충돌할 때 발생하는 압력을 견디어 낼 수 있는지 알아보는 실험을 했다.
데이노코커스 라디오두란스는 두꺼운 세포 외피와 강한 손상 복구 능력으로 극심한 추위와 건조한 환경은 물론 강한 감마선과 자외선, 산화제 등에 노출돼도 살아남는 것으로 유명한 그람 양성균이다.
연구팀은 이 세균은 금속판 사이에 끼워 넣은 뒤 발사체를 가스총으로 최대 시속 480㎞로 쏴 소행성 충돌 후 파편이 화성에서 방출될 때와 비슷한 1~3㎬의 압력을 발생시켰다.
이 압력은 최고 수심 1만1천ｍ 이상으로 지구에서 가장 깊은 마리아나 해구의 수압(약 0.1㎬)보다 10~30배, 대기압보다는 1만~3만배 높은 것이다.
실험 결과 데이노코커스 라디오두란스는 1.4㎬ 압력에서는 거의 모든 실험에서 생존했고, 2.4㎬에서는 약 60%가 살아남았다.
비교적 낮은 압력에서는 세포 손상이 나타나지 않았고 더 높은 압력에서는 일부 세포막 파열과 내부 손상이 관찰됐으나, 전사체 분석 결과 충돌 이후 빠르게 세포 손상 복구가 일어나는 것으로 나타났다.
연구팀은 이 세균이 거의 3㎬까지 쉽게 견뎌냈다며 이는 이전에 가능할 것으로 생각했던 수준보다 훨씬 높은 값이라고 말했다.
이어 이 연구는 강인한 세균이 화성에 소행성 충돌해 파편이 튕겨 나갈 때와 맞먹는 극한 압력을 쉽게 견디고, 행성 간 여행의 가혹한 환경도 버틸 수 있음을 보여준다고 설명했다.
이들은 다음 단계로 반복적인 소행성 충돌이 더 강한 세균 집단을 만들어 내는지, 세균이 이런 스트레스에 적응하는지, 곰팡이 등 다른 생물도 이런 조건을 견딜 수 있는지 연구할 계획이라고 밝혔다.
◆ 출처 : PNAS Nexus, K.T. Ramesh et al., 'Extremophile survives the transient pressures associated with impact-induced ejection from Mars', https://academic.oup.com/pnasnexus/article-lookup/doi/10.1093/pnasnexus/pgag018.
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