모하비 이끼는 죽음의 광선을 이겨낸다. 먼 외계 행성에서 생명체가 번성할 수 있을까?

헨리 선이 모하비 사막에서 이끼를 채취하고 있다. 사진: 헨리 선/DRI

지구만이 생명체를 품고 있는지에 대한 질문은 수천 년 동안 인류의 관심을 사로잡아 왔습니다. 최근 몇 년 동안 과학자들은 다른 태양계에 있는 지구와 유사한 행성들에 주목해 왔습니다. 이러한 행성들은 가장 유망한 후보로 여겨지지만, 많은 행성들이 우리 태양보다 훨씬 강한 태양 복사선을 방출하는 별 주위를 공전하고 있습니다. 이제 새로운 연구는 우리가 아는 생명체가 지구와 유사한 외계행성에서도 번성할 수 있다는 증거를 제시합니다.

6월 12일 Astrobiology 에 발표된 새로운 연구에 따르면, 모하비 사막에서 발견된 이끼류가 이전에는 치명적이라고 여겨졌던 수준의 태양 복사선 아래에서 3개월 동안 생존했습니다. 흔한 이끼류인 클라바시디움 라시눌라툼(Clavascidium lacinulatum)은 손상을 입었지만 회복하고 번식할 수 있었습니다. 이 결과는 강렬한 태양 복사선에 노출된 행성에서도 광합성 생명체가 존재할 수 있음을 보여줍니다.

"이 연구는 흥미로운 관찰에서 영감을 얻었습니다."라고 DRI 미생물학 부교수이자 이 연구의 주저자 중 한 명인 헨리 선은 말했습니다. "사막을 걷다가 그곳에서 자라는 이끼가 녹색이 아니라 검은색인 것을 발견했습니다. 광합성을 하고 엽록소를 함유하고 있어서 녹색일 거라고 생각했을 겁니다. 그래서 '이끼가 바르고 있는 색소는 무엇일까?'라고 생각했습니다. 그리고 그 색소가 바로 세계 최고의 자외선 차단제였습니다."

지구상의 생명체는 UVA와 UVB라고 불리는 태양 복사선을 견뎌낼 수 있도록 진화해 왔습니다. UVC는 파장이 더 짧고 유해한 자외선으로, 지구 대기에 의해 걸러지기 때문에 지표면에 도달하지 않습니다. UVC는 생명체에 매우 치명적이어서 공기, 물, 그리고 바이러스나 박테리아와 같은 미생물의 표면을 살균하는 데 사용됩니다. UVC에 잠깐만 노출되어도 생물의 DNA가 손상되어 번식을 방해합니다.

과학자들은 최근 몇 년 동안 발견된 지구형 행성들 중 다수가 생명체를 품고 있을지 궁금해했습니다. 이러한 행성들 중 다수는 M별과 F별이라고 알려진 별 주위를 공전하는데, 이 별들은 특히 태양 플레어 발생 시 강렬한 자외선(UVC)을 방출합니다.

"극히 먼 우주를 볼 수 있는 제임스 웹 우주 망원경이 발사된 후, 화성 생명체 발견에 대한 관심이 외계 행성으로 옮겨갔습니다."라고 Sun은 말했습니다. "액체 물과 대기를 가진 행성에 대해 이야기하고 있습니다."

선과 당시 그의 대학원생이었던 테진더 싱은 라스베이거스에 있는 자택 근처 모하비 사막에서 이끼를 채집했습니다. 그런 다음 통제된 실험실 환경에서 UVC 램프 옆에 3개월 동안 놓아두었습니다. 놀랍게도 이끼에 있는 조류 세포의 절반은 재수화 후에도 생존력을 유지하고 복제되었습니다.

"미생물이 행성에서 생존하려면 하루 이상 지속되어야 합니다."라고 선은 말했다. "그래서 저희 실험은 생태학적으로 유의미할 만큼 충분히 길어야 했습니다. 또한 단순한 활동을 넘어 생존 가능성을 입증하고 싶었습니다."

이것이 화학적으로 어떻게 가능한지 탐구하기 위해 선 교수는 네바다 대학교 리노 캠퍼스의 화학자들과 협력했습니다. 그들은 이끼산이 플라스틱의 자외선 차단에 사용되는 첨가제와 동일한 자연계의 물질임을 보여주는 두 가지 실험을 수행했습니다.

그들은 이끼의 보호층을 횡단면으로 잘라 조사했고, 그 결과 맨 위층이 사람의 선탠 자국처럼 더 어둡다는 것을 발견했습니다. 이끼는 균류와 공생하는 조류 또는 남세균으로 이루어져 있는데, 조류 세포가 균류와 보호층에서 분리되었을 때, 동일한 자외선(UVC)에 노출되자 1분도 채 되지 않아 세포가 죽었습니다.

이끼가 이 보호막을 UVC로 진화시켰다는 발견은 놀랍다고 선 박사는 말했다. 왜냐하면 이끼의 생존에 필수적인 것이 아니기 때문이다. 지구 대기는 이끼가 출현할 당시 이미 UVC를 걸러내고 있었기 때문에, 이끼의 놀라운 UVA와 UVB 차단 능력 덕분에 이러한 보호는 그저 보너스에 불과하다.

강렬한 태양 복사선 노출로 발생하는 손상 중 일부는 대기와의 화학 반응, 특히 산소, 일산화질소, 그리고 자외선이 상호작용할 때 생성되는 오존의 결과입니다. 연구진은 다양한 대기 조건에서 이끼의 보호 효과를 시험하기 위해, 자외선이 있는 무산소 상자에 이끼를 두었고, 그 결과 복사선 손상이 더욱 감소하는 것을 확인했습니다.

"우리는 이끼의 최상층, 말하자면 1mm도 안 되는 두께의 표피가 그 아래의 모든 세포를 방사선으로부터 보호한다는 결론에 도달했습니다. 이 표피는 광안정제 역할을 할 뿐만 아니라, 방사선으로 인한 유해한 화학 반응, 특히 활성산소로부터 세포를 보호합니다."

이 연구는 지구와 태양계 너머의 행성에도 생명체가 존재할 수 있다는 증거를 제시합니다. 실제로 연구진은 "이 행성들에는 모하비 사막의 이끼처럼 '갈색'으로 변색되어 자외선(UVC) 스트레스에 사실상 면역인 군집 미생물이 가득할 수 있다"고 기술했습니다.

"이 연구는 가장 혹독한 환경에서도 생명이 지닌 놀라운 강인함을 보여줍니다. 생명은 일단 불타오르기 시작하면 끊임없이 지속된다는 것을 일깨워줍니다."라고 Sun과 함께 연구를 이끌었고 현재 NASA 고다드 우주비행센터에 있는 테진더 싱은 말했습니다. "이러한 한계를 탐구하면서 우리는 우리가 살고 있는 이 행성 너머에 생명이 존재할 수 있는 곳을 이해하는 데 한 걸음 더 다가갑니다."

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2025/06/250624224813.htm