과학자들이 불가능하다고 생각했던 곳에서 생명체 발견

중력 코어에서 새롭게 발견된 진흙 화산에서 채취한 푸른 사문석 진흙. 한 연구팀이 미생물의 생존 전략을 규명하기 위해 이 샘플을 연구했습니다. 출처: SO292/2 탐사 과학단

새로운 연구에서 제1저자인 브레멘 대학교 지구과학과 팔라쉬 쿠마와트와 그의 연구팀은 미생물이 지구에서 가장 혹독한 수중 환경 중 하나에서 어떻게 생존하는지 조사했습니다. 연구팀은 생물학적 활동을 나타내는 특수 지방 분자인 지질 바이오마커를 분석하여 생물의 생존 전략을 밝혀냈습니다. 이 지역의 pH는 12로, 지금까지 기록된 가장 알칼리성 환경 중 하나로, 생명체가 견디기 매우 어려운 환경을 조성합니다.

그곳에는 살아있는 세포가 매우 적기 때문에 DNA를 검출하는 것이 종종 불가능합니다. 대신 연구진은 미미한 생화학적 신호까지도 식별할 수 있을 만큼 민감한 미량 분석 기술을 사용했습니다. 현재 지구과학부 박사과정에 재학 중인 쿠마왓은 "하지만 지방은 검출할 수 있었습니다."라고 말합니다. "이러한 바이오마커 덕분에 이 극한 환경에서 메탄과 황산염을 대사하는 미생물의 생존 전략에 대한 통찰력을 얻을 수 있었습니다."

심해 화학에 숨겨진 미생물 단서

심해의 미생물은 지구 탄소 순환에서 중요한 역할을 하며, 해수면 아래 깊은 곳에서 탄소와 기타 원소를 처리합니다. 쿠마왓 연구팀이 발견한 미생물 군집은 햇빛이 아닌 암석 속 광물과 이산화탄소, 수소와 같은 기체에서 에너지를 얻어, 그 과정에서 중요한 온실가스인 메탄을 생성합니다. 이러한 생화학 반응은 해수면과는 독립적으로 발생하며, 이는 이 미생물들이 자립적인 생태계에서 활동함을 보여줍니다.

지질 분자는 미생물이 살아있는지 아니면 고대 공동체의 잔재인지를 판별하는 데에도 도움이 됩니다. 온전한 생체 분자는 활동적이거나 최근에 생존했던 세포를 시사하는 반면, 분해된 생체 분자는 오래전 화석화된 "지질 분자"를 나타냅니다. 쿠마왓은 동위원소 데이터와 지질 바이오마커를 결합하면 이 가혹한 환경에 서식하는 현대 및 고대 미생물 집단의 증거를 찾을 수 있다고 설명합니다. 그는 "이러한 구분은 생물량이 매우 적고 영양분이 부족한 지역에서 연구할 때 도움이 됩니다."라고 강조합니다.

한계에서 삶을 발견하다

브레멘 대학교 해양환경과학센터(MARUM)의 유기지구화학자이자 공동 저자인 플로렌스 슈보츠 박사는 이번 발견이 얼마나 놀라운지 강조합니다. "이번 발견의 흥미로운 점은 높은 pH와 낮은 유기탄소 농도와 같은 극한 조건에서도 생명체가 존재할 수 있다는 것입니다."라고 그녀는 말합니다. "지금까지 이 시스템에 메탄을 생성하는 미생물이 존재할 것으로 추정되었을 뿐, 직접적으로 확인할 수는 없었습니다. 더욱이, 원시 생명체가 바로 그러한 장소에서 유래했을 가능성이 있기 때문에 이러한 미생물 서식지에 대한 통찰력을 얻는 것은 매우 흥미로운 일입니다."

태평양 아래 숨겨진 화산을 발견하다

연구팀의 샘플은 2022년 연구선 존네(Sonne) 호의 SO 292/2 탐사 중 수집된 퇴적물 코어에서 채취되었습니다. 이 임무에서 과학자들은 마리아나 전호 지역에서 이전에 알려지지 않았던 진흙 화산을 발견하고, 그곳에서 직접 샘플을 채취할 수 있었습니다.

이 연구는 "해저 - 지구의 미지의 경계면"이라는 우수 클러스터의 일부입니다. 쿠마와트와 그의 동료들은 이러한 연구 결과를 바탕으로, 이 미생물들을 통제된 인큐베이터에서 배양하여 이들이 어떻게 영양분을 얻고 이처럼 척박한 환경에서 생존하는지 더 자세히 알아낼 계획입니다.

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2025/11/251109013254.htm