[DEBUG-WINDOW 처리영역 보기]
즐겨찾기  |  뉴스레터  |  오늘의 정보  |  e브릭몰e브릭몰 회원가입   로그인
BRIC홈 동향
실험 테크니션 설문결과
스폰서배너광고 안내  배너1 배너2 배너3
과학으로 본 코로나19 (COVID-19)
전체보기 Bio통신원 Bio통계 BRIC View BRIC이만난사람들 웹진(BioWave)
조회 4654  인쇄하기 주소복사 트위터 공유 페이스북 공유 
바이오통신원   
[바이오토픽] 외계의 생물들은 우주선(cosmic ray)을 먹고살지 모른다
생명과학 양병찬 (2016-10-11)
은하우주선(galactic cosmic ray)이라는 고에너지 입자를 에너지원으로 사용하는 생명체가 다른 행성에 존재할 수 있다.

이언 말콤

나는 「쥐라기공원」에 나오는 이언 말콤(제프 골드블럼 분)을 늘 생각한다. 생명은 어떻게든 생존방법을 찾아내기 마련이다. - 디미트리 아트리

언뜻 보면 생명이 없을 것 같은 우주의 행성에도 어쩌면 생물이 살고 있을 수 있다. 남아프리카공화국의 금광 깊은 곳에서 발견된 이상한 미생물이 그 증거를 제시한다.

데술포루디스 아우닥스비아토르(Desulforudis audaxviator)라는 막대기 모양의 세균은 지하 2.8킬로미터에서 서식하는데, 이곳에는 지구상의 생물들 대부분이 먹고사는 빛, 산소, 탄소가 존재하지 않는다. 그렇다면 D. audaxviator라는 금광세균은 뭘 먹고 살까? 놀랍게도 그들은 광산 깊은 곳에서 나오는 방사성 우라늄에서 에너지를 얻는다고 한다. 이에 과학자들은 다음과 같은 예측을 내놓았다: "우주 어디엔가 사는 생물은 방사선까지도 먹고 살지 모른다. 그중에서도 특히 우주에서 비처럼 쏟아져내리는 방사선 말이다."

"그 세균이 나의 관심을 끈 것은, 순전히 방사능 물질만으로 움직였기 때문이다"라고 워싱턴 주 시애틀 시에 있는 블루마블 우주연구소의 디미트라 아트리 박사(우주생물학, 계산물리학)는 말했다. "그렇다면 다른 천체에 사는 생물들이 그 세균과 똑같은 일을 하지 않을 거라고 누가 장담하겠는가?"

지구의 표면에 사는 모든 생물들은 본질적으로 두 가지 절차 중 하나를 통해 에너지를 얻는다. 첫째로, 식물, 일부 세균, 그리고 다른 특정 생물들은 광합성(photosynthesis)이라는 과정을 통해 햇빛으로부터 에너지를 포획한다. 이 과정에서, 그들은 (빛에서 나오는 에너지를 이용하여) 물과 이산화탄소를 탄수화물(hydrocarbon)이라는 좀 더 복잡한 고에너지 분자로 전환시켜 저장한다. 이렇게 저장된 에너지는 나중에 산화(oxidation)라는 과정을 통해 탄수화물을 분해함으로써 회수된다. 둘째로, 동물과 기타 생물들은 식물 등을 먹음으로써, 생물 속에 이미 저장되어 있는 에너지를 훔칠 뿐이다.

그런데 D. audaxviator를 통해 제3의 경로가 제시되었다. 그는 광산의 암석 속에 존재하는 우라늄의 방사능에서 에너지를 끄집어낸다. 우라늄의 핵이 붕괴하면 방사선이 나와, 바위 속의 황(sulfur)과 물 분자를 분해함으로써 황산염(sulfate)과 과산화수소(hydrogen peroxide) 등의 분자조각들을 생성하는데, 이것들은 내부의 에너지로 인해 들떠 있는 상태다. D. audaxviator는 이 분자들을 받아들인 다음, 에너지를 빨아들이고 다시 뱉어낸다. 이상과 같은 과정에서 나오는 에너지의 대부분은 D. audaxviator의 생식과 내적 과정에 동력을 제공하지만, 그중 일부는 방사선으로 인한 손상을 복구하는 데 사용된다.

【참고】D. audaxviator가 사는 법

물 분자가 방사선에 의해 쪼개져, D. audaxviator가 이용할 수 있는 황산염을 생성한다.
D. audaxviator가 사는 법
출처: https://microbewiki.kenyon.edu/index.php/Desulforudis_audaxviator

아트리 박사의 생각은 외계생물로까지 확장된다. 즉, 외계의 생물체들은 제3의 경로와 비슷한 시스템을 쉽게 사용할 수 있을 거라는 게 그의 생각이다. 왜냐하면 방사능은 행성 자체에 존재하는 방사성물질뿐만 아니라, 은하우주선(GCRs: galactic cosmic rays)에서도 나오기 때문이다. GCRs란 초신성(supernova)에서 방출된 후 우주로 퍼져나가는 고에너지입자를 말하는데, 지구를 포함한 우주 어디에나 존재하지만, 지구의 경우에는 자기장과 대기(大氣)가 대부분의 GCRs로부터 우리를 보호해준다.

화성과 같은 다른 행성들의 표면은 우주선에 훨씬 더 취약한데, 그 이유는 대기층의 두께가 얇고, (화성의 경우에는) 자기장이 없기 때문이다. 아트리 박사에 의하면, 화성의 표면에 도달하는 GCRs는 미세한 생명체를 움직일 정도의 에너지를 갖고있다고 한다. 그의 생각은 무시해도 될 정도의 대기를 갖고 있는 천체에 모두 적용된다. 구체적으로, 명왕성, 달, 목성의 위성 중 하나인 유로파(Europa), 토성의 위성 중 하나인 엔셀라두스(Enceladus), 그리고 이론적으로 태양계 밖에 있는 무수히 많은 행성들도 이에 해당된다. 그러나 그가 지적하는 게 하나 있는데, 그것은 "GCRs는 태양만큼 많은 에너지를 제공하지 않으므로, GCR을 동력으로 사용하는 생물체는 크기가 매우 작고 구조도 단순할 것 같다"는 것이다. D. audaxviator처럼 말이다.

아트리 박사는 세부사항을 이해하기 위해, GCRs에 관한 기존의 데이터를 이용하여 'GCRs가 외계의 행성에 얼마나 많은 에너지를 공급하는지'를 시뮬레이션했다. 시뮬레이션 결과 나온 수치는 명확했다. 그가 시뮬레이션한 모든 행성에서, 작고 안정적인 우주선 샤워(cosmic ray shower)는 단순한 생명체에 동력을 공급할 정도의 에너지를 갖고 있는 것으로 밝혀진 것이다. 단, 지구 하나만은 예외였다. 아트리 박사는 이 시뮬레이션 결과를 지난주 《Journal of the Royal Society Interface》에 발표했다(참고 1). "외계 어딘가에 D. audaxviator와 유사한 생명체가 존재할 가능성을 배제할 수 없다"라고 그는 말했다.

아트리 박사가 1순위로 꼽은 'GCR로 움직이는 생명체를 수용할 수 있는 행성'은 화성이다. 화성은 지구처럼 암석이 많아 미네랄이 풍부하고, 심지어 약간의 물도 숨겨놓고 있을지 모르기 때문이다(참고 2). 암석과 물은 우주선에 의해 분해되어 생명체에 흡수될 수 있는 탁월한 매질이다. 그러나 방정식에서 가장 핵심적인 부분은 뭐니 뭐니 해도 '얇은 대기층'이다. "이건 매우 흥미로운 부분이다. 우리는 현재 '두꺼운 대기층'을 찾는 데 혈안이 되어있다. 그러나 우주선을 먹고사는 생명체를 찾는 경우, 우리는 정반대로 '얇은 대기층'을 가진 행성을 물색해야 한다"라고 아트리 박사는 말했다.

이번 연구에 관여하지 않은 영국 세인트앤드류스 대학교의 던컨 호건 박사(우주생물학)는 "화성에 D. audaxviator와 유사한 생물이 존재할 것"이라는 주장에 동의한다. 왜냐하면 화성은 안정된 대기층을 보유하고 있으며, 물리적 구성이 남아프리카공화국의 금광과 유사하기 때문이다. 단, 그가 첫 번째로 우려하는 것은, "(빛을 충분히 받지 못하지만, GCRs의 세례를 받는) 다른 행성들, 예컨대 어느 항성계에도 속하지 않고 자유롭게 떠다니는 떠돌이행성들(rogue planets)의 경우에는 기온이 너무 낮아, 생명체들이 그 자리에서 꽁꽁 얼어붙었을 것"이라는 점이다. 그가 두 번째로 우려하는 것은, 우주선이 너무 많으면 생명체를 아예 죽여버릴 수 있다는 것이다. "D. audaxviator와 같은 생명체들은 우주선에서 안정된 에너지가 유입되기를 원하지만, 그게 너무 많아 유해할 정도라면 이야기가 달라진다. 그들은 막대한 양의 방사선이 별안간 유입되는 것을 견뎌낼 재간이 없을 것이다"라고 그는 말했다.

아트리 박사는 장차 D. audaxviator를 연구실로 가져와서, 화성, 유로파 등에 상응하는 수준의 우주선에 어떻게 반응하는지를 관찰할 수 있기를 바란다. 그러한 데이터가 축적되면, 'D. audaxviator와 유사한 생물들이 지구 밖에서도 생존할 수 있는지'에 대한 단서를 얻을 수 있을 것이다. "D. audaxviator는 '생명은 거의 모든 종류의 에너지원을 이용하여 생존할 수 있다'는 사실을 증명한다. 나는 「쥐라기공원」에 나오는 이언 말콤(제프 골드블럼 분)을 늘 생각한다. 생명은 어떻게든 생존방법을 찾아내기 마련이다"라고 그는 말했다.

※ 참고문헌
1. Dmitri Atri, "On the possibility of galactic cosmic ray-induced radiolysis-powered life in subsurface environments in the Universe", Journal of the Royal Society Interface (2016), http://rsif.royalsocietypublishing.org/content/13/123/20160459
2. http://www.sciencemag.org/news/2016/05/boiling-water-mars-could-explain-seasonal-wet-streaks

※ 출처: Science http://www.sciencemag.org/news/2016/10/alien-life-could-feed-cosmic-rays

  추천 2
  
인쇄하기 주소복사 트위터 공유 페이스북 공유 
  
양병찬 (약사, 번역가)
서울대학교 경영학과와 동대학원을 졸업하고, 은행, 증권사, 대기업 기획조정실 등에서 일하다가, 진로를 바꿔 중앙대학교 약학대학을 졸업하고 약사면허를 취득한 이색경력의 소유자다. 현재 서울 구로구에서 거주하며 낮에는 약사로, 밤에는 전문 번역가와 과학 리포터로...
다른 연재기사 보기 전체보기 >
[바이오토픽] 인간의 정자는 진짜로 어떻게 헤엄치나?
350년 동안의 통념은 틀렸다. 정자는 꼬리를 좌우대칭으로 흔들며 전진하지 않고, 코르크스크루처럼 비대칭적으로(한 방향으로만) 빙빙 돌리며 앞으로 나아간다. 지금으로부터 350년...
[바이오토픽] 코로나바이러스 백신의 선두주자, 중국의 딜레마
5개 이상의 후보백신이 임상시험 상위권에 랭크되어 있는 중국의 업체들은, 코로나바이러스 백신 개발을 위한 글로벌 노력에서 명실상부한 선두주자라고 할 수 있다. 예컨대 톈진(天津)에...
[바이오토픽] 호흡기융합바이러스(RSV)를 물리치는 신약(단클론항체, 백신) 개발
호흡기융합바이러스(RSV: respiratory syncytial virus)는 매년 약 300만 명의 전세계 신생아에게 심각한 하기도질환(lower respiratory dise...
본 기사는 네티즌에 의해 작성되었거나 기관에서 작성된 보도자료로, BRIC의 입장이 아님을 밝힙니다. 또한 내용 중 개인에게 중요하다고 생각되는 부분은 사실확인을 꼭 하시기 바랍니다. [기사 오류 신고하기]
 
  댓글 1
회원작성글 지구사랑  (2016-10-11 21:11)
생명이 어떻게든 생존방법을 찾는 것이 아니라 제시된 생존방법 중 하나에 안착하는 것이다. 선택이 아니라 피선, 그것이 자연의 법칙 제 1원칙이다. 우주설계론, 진실이요, 진리다.
등록
위로가기
동향 홈  |  동향FAQ  |  동향 문의 및 제안
 |  BRIC소개  |  이용안내  |  이용약관  |  개인정보처리방침  |  이메일무단수집거부
Copyright © BRIC. All rights reserved.  |  문의 member@ibric.org
트위터 트위터    페이스북 페이스북   유튜브 유튜브    RSS서비스 RSS
머크