나사 등 항공우주국이 지구 외 행성 및 천체에서 외계 생명체 탐색을 진행하는 가운데 우주생물학 연구에 있어 해양생물학의 중요성이 대두되고 있다.

최근 심해에서 발견된 한 종의 미생물은 토성에서도 생존 가능하다는 연구가 발표됐다. 이는 외계 천체에 존재할 수 있는 생명체 탐사 계획에 신빙성을 더한다. 이에 따라 우주 탐사 기술 발전과 함께 심해 탐사 기술 발전 방향도 모색해야 한다.

심해 미생물, 외계 생명체 존재 가능성 시사

하와이 대학 전문들의 연구 결과에 따르면, 최근 해수 표본 채집·분석이 가능한 장거리 자율주행 해저 차량 제작에 성공했다. 이를 통해 과학자들은 연구에 필요한 심해 미생물 채취가 가능할 전망이다.

해양 미생물 연구는 주목받는 학술분야다. 해양 미생물은 지구 대기 산소의 50%이상을 생산하며 대량의 이산화탄소를 제거하는 역할을 한다. 이들은 해양 먹이 사슬의 주춧돌이기도 하다. 다국적 원양 어업을 비롯한 다양한 산업, 생물은 이 분야에 의존하고 있다.

데이비드 칼, 에드워드 드롱 하와이대학 해양학자는 소속 대학 해양지구과학기술학부에서 수십 년간 해양 미생물을 연구 중이다. 최근 이들은 몬테레이 만 수족관 연구소 엔지니어 등 다수 전문가와 협업해 해양 소용돌이와 같은 해양학적 연구대상을 분석하기 위한 적응형 표본 채취 기법을 시범 운영 중이다.

해양 소용돌이는 태평양에서 관찰 가능한 이동성 소용돌이로, 해양 미생물의 생태에 큰 영향을 준다고 알려져 있다. 연구진과 엔지니어들은 이미 세 대의 무인 해저탐사차량 LRAUV의 제작 및 시험을 마쳤으며 최근 실제 활용을 위해 배치했다. 이 세 대의 무인 탐사차량은 하와이 주변 바다를 항해할 전망이다. 내부에는 해수의 화학적 조성, 수온, 미세 해조류 지표인 엽록소 함량에 관한 수집 장비를 갖췄다. 수집 데이터는 육지 또는 근처 선박 과학자들에게 실시간 전송된다.

짐 버치 몬테레이 만 수족관 수석 엔지니어는 "연구 시작 당시 환경 표본 처리 장치를 무인 자동화 수중 차량에 장치하는 일이 불가능 할 것이라 예상했다"며 "이번 개발은 지속적인 관측 수단을 제공함으로써 해양학 판도를 바꿀 것"이라고 밝혔다.

지난 2005년 나사 카시니 우주선은 토성 얼음 위성 중 하나인 엔셀라두스에서 분화 중인 간헐천을 발견했다. 뒤 이어 많은 연구진은 나사의 기함급 로봇 우주선이자 90년대 최신 기술로 제작된 카시니 탐사선의 도움을 받아 해당 위성이 생명체가 살기에 적합한지 연구했다. 과학자들은 실험실에서 인공적으로 엔셀라두스의 심해 지역의 열수 분출공 근처와 동일한 환경을 만들어 미생물을 번식시키는 실험을 실시했다.

실험에서는 엔셀라두스 심해와 같은 수준의 수압이 걸리는 환경을 조성하고 지구 열수 분출공 근처에 서식하는 세 종류의 혐기성 메탄 생성 고세균을 배양했다.

이 중 하나인 동중국해 열수 분출구에서 발견된 Methanothermococcus okinawensis 미생물은 비타민 공급이나 독성 화학 물질 노출 여부에 상관없이 모든 조건에서 생존했다. 이 같은 실험 결과는 생명체가 엔셀라두스 바닷속에서도 생존 가능함을 시사한다.

연구진은 실험 결과를 네이처 커뮤니케이션스지에 발표했다. 사이몬 리트만 비엔나 대학 수석 연구원은 "이번 연구를 통해 메탄 생성 미생물이 생존 가능하다고 알려진 환경의 한계를 확장했다"고 밝혔다.

해양생물학 발전 및 연구 활성화 문제점

한편, 해양 탐사에는 다른 문제점이 지적되고 있다. 기존까지 몰랐던 사실과 새로운 생명체가 노출되면서 부정적인 결과를 초래할 수도 있기 때문이다. 또, 환경 오염 위험성도 제기된다.

시드니 공과대학 연구진이 네이처 커뮤니케이션스지에 발표한 연구에 의하면 크릴의 특정 종은 플라스틱을 소화하는 분해 능력을 가졌다. 윌라 휴스턴 논문 공저자는 "북극 크릴이 실제로 마이크로플라스틱을 섭취한다"며 "크릴이 마이크로플라스틱을 소화해 나노플라스틱으로 변환하며, 이는 크릴이 플라스틱을 더 작은 조각으로 분해한다는 사실을 최초로 입증한 사례"라고 설명했다.

대다수 사람들은 플라스틱 등 오물이 바다를 더럽히는 가운데 크릴이 오염물질의 자연 분해를 돕는다고 여길 수 있다. 하지만 크릴이 쪼개진 플라스틱 조각의 일부를 배설하기는 하지만 일부는 채내 및 장기 내부에 잔재한다.

이는 오징어와 같이 인간이 섭취하는 해양 생물 중 크릴을 먹이로 하는 생물의 조직 내부에 초미세 플라스틱 조각이 축적됐을 가능성을 의미한다. 현재까지 입증된 사실은 아니지만 잠정적으로 인간의 건강을 해칠 위험이 있다는 것. 이는 우리가 발생시킨 오염 물질이 음식 형태로 되돌아오는 경로가 추가된 셈이다.

[researchpaper 리서치페이퍼=심현영 기자]