소행성 충돌시 박테리아 생존이 가능한가? 행성 생명체 전파 가능성 입증

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By 사이언스웨이브

거대한 소행성 충돌 시 발생하는 초고압의 충격 속에서도 특정 박테리아가 생존할 수 있다는 실험 결과가 발표되었습니다. 최근 연구팀은 가스총을 이용해 박테리아가 포함된 발사체를 초속 수 킬로미터로 충돌시키는 실험을 진행했으며, 극한의 물리적 압력 환경에서도 미생물이 사멸하지 않고 살아남는다는 사실을 입증했습니다. 이번 연구는 생명체의 씨앗이 암석 파편에 실려 행성 간을 이동한다는 암석판스페르미아 가설에 실질적인 물리적 근거를 제공하는 한편, 향후 우주 탐사 임무에서의 오염 방지 전략에 중대한 시사점을 던져주고 있습니다.

연구팀은 미생물에 고압을 가한 후 생존 여부를 확인하고, 생존한 미생물의 유전 물질을 분석하여 고압 환경에 어떻게 대처했는지에 대한 단서를 찾았다. 그 결과, 박테리아는 매우 죽이기 어려운 것으로 나타났다. 1.4기가파스칼의 압력에서는 거의 모든 실험에서 생존했고, 2.4기가파스칼에서는 60%가 생존했다. 낮은 압력에서는 세포에 손상 흔적이 나타나지 않았지만, 높은 압력 실험 후에는 세포막 파열과 내부 손상이 관찰되었다. (사진 제공: 존스 홉킨스 대학교)

초속 수 킬로미터 파괴적 압력도 뚫지 못한 미생물의 강철 생존력

연구진은 소행성 충돌 시 암석 파편이 튕겨 나가는 상황을 재현하기 위해 박테리아(Acinetobacter radioresistans)를 금속판에 부착하고 초고속으로 발사했습니다. 실험 결과, 수십 기가파스칼(GPa)에 달하는 거대한 충격 압력에도 불구하고 상당수의 박테리아가 활동성을 유지하며 생존했습니다. 이는 암석판스페르미아 가설의 첫 번째 관문인 충돌 및 방출 단계에서 발생하는 강력한 물리적 타격이 미생물에게 반드시 치명적인 것만은 아님을 과학적으로 증명한 것입니다.

이 실험은 미생물을 금속판 사이에 끼운 후 가스총으로 발사체를 쏘아 화성에서 소행성 충돌 및 튕겨 나갈 때 발생하는 압력을 모사. 발사체는 최대 시속 300마일(약 480km/h)의 속도로 금속판에 충돌하여 1~3기가파스칼의 압력을 발생시켰다. (사진 제공: 존스 홉킨스 대학교)

죽지 않는 지구 박테리아 외계 행성 탐사의 잠재적 침입자 되나

이번 실험에서 확인된 박테리아의 강인한 생존력은 인류의 우주 탐사 임무에 예기치 못한 과제를 던져줍니다. 탐사선이 다른 행성이나 위성에 착륙할 때 발생하는 충격만으로는 기체에 묻어있을지 모를 지구 미생물을 완전히 제거할 수 없기 때문입니다. 이러한 미생물의 끈질긴 생명력은 암석판스페르미아 가설이 자연적인 현상을 넘어 인위적인 탐사 활동을 통해서도 실현될 수 있음을 시사하며, 외계 환경을 지구 생물로부터 보호하기 위한 현재의 소독 및 멸균 프로토콜을 더욱 강화해야 한다는 근거가 됩니다.

고속 충돌 후 부서진 암석과 금속 속에서 생존하는 강인한 박테리아의 미시적 관점 [사진=Midjourney 생성 이미지]

에우로파에 퍼지는 지구의 흔적 외계 생태계 교란 막을 방패가 필요하다

연구팀은 특히 화성이나 목성의 위성 에우로파처럼 생명체 존재 가능성이 높은 천체를 탐사할 때 행성 보호 원칙이 더욱 엄격해져야 한다고 강조했습니다. 충격에서도 살아남는 미생물의 존재는 암석판스페르미아 가설에 따라 지구의 유기체가 외계 생태계에 유입되어 토착 생명체 조사를 방해하거나 환경을 교란할 위험을 높입니다. 결국 행성 생명체 전파 가능성에 대한 깊이 있는 이해는 인류가 우주로 나아갈 때 지켜야 할 윤리적 기술적 지침을 결정하는 핵심 요소가 됩니다.

[사진=Midjourney 생성 이미지]

지옥 같은 충격에도 적응하는 생명체 곰팡이와 다세포 생물로 실험 확대

연구팀은 다음 단계로 반복되는 소행성 충돌이 박테리아 개체군의 내성을 강화시키는지, 아니면 미생물이 이러한 극심한 스트레스에 적응해 나가는지를 심층 탐구할 계획입니다. 또한 연구 범위를 넓혀 곰팡이를 포함한 다른 유기체들이 유사한 충격 환경에서 생존할 수 있는지 여부도 추가로 확인할 예정입니다. 이러한 후속 연구는 암석판스페르미아 현상의 보편성을 검증하고 미생물이 극한 환경에 대응하는 진화적 매커니즘을 밝혀내는 데 중요한 단서가 될 것으로 보입니다.


[알아두면 좋은 용어]

  • 암석판스페르미아(Lithopanspermia): 생명체가 행성 충돌로 튕겨 나간 암석 파편 내부에 보호된 상태로 우주를 건너 다른 행성에 도달한다는 가설입니다.
  • 행성 보호(Planetary Protection): 우주 탐사 시 지구 미생물이 타 천체를 오염시키거나 반대로 외계 물질이 지구 환경을 오염시키지 않도록 방지하는 원칙입니다.

손동민 기자 / hello@sciencewave.kr

자료: Phys.org

제공: 사이언스웨이브 (https://sciencewave.kr)


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