지구 밖으로의 이주, 문제점은?

벌레 연구로 보는 장시간 우주여행의 가능성

인류가 존재하기 전, 지구에는 많은 생명체들이 살아왔고 또 멸종됐다. 인류에게도 언젠가는 멸망이 찾아올지 모른다. 핵전쟁, 기후변화, 자원고갈 등을 이겨낸다 할지라도 거대 운석 충돌과 같은 재앙은 현재로서는 막기 힘들다. 또한 태양의 수명에도 한계가 있기 때문에 지구 멸망은 불가피한 일이다.

상상도 하기 힘들 만큼 먼 미래의 일이지만 인류가 사라진다는 것만은 피하고 싶은 것이 인류의 바람일 것이다. 가장 현실적인 방법은 위기에 처할 지구를 탈출하는 것이다.

긴 우주여행에 방사선 등 장애요소 존재

▲ 우주여행에 가장 큰 문제점은 긴 시간 인체가 버틸 수 있느냐다 ⓒScienceTimes

언제가 될지는 모르지만 실제 인류는 그날을 위해 노력하고 있다. 각종 첨단 망원경 및 탐사선을 동원해 태양계 내외에서 인류가 거주 가능한 천체를 찾고 있는 것이 그 시작이다.
 
최근 지구와 닮은 천체를 발견했다는 소식들이 간간히 들려오고 있으며 화성, 목성, 토성위성들에 대해서도 생명체가 거주 가능한 곳이 있는지 관측과 연구가 지속되고 있다. 물론 우주 식민지를 찾아내는 일도 중요하지만 그 다음으로 행해져야 할 것이 있다면 인류와 다른 생명체를 우주 저편으로 옮기는 일일 것이다.

우주 식민지가 태양계 내부라 할지라도 인류가 이주해가는 데는 기나긴 시간이 소요될 것이다. 물론 태양계 외부에서 제2의 지구를 찾을 확률이 더 높다. 기나긴 시간 동안 우주를 누비는 일에는 많은 무리가 따른다.

대기권과 자기장으로 보호받고 있는 지구와는 달리, 우주 공간에는 고에너지의 방사선 입자들이 날아다닌다. 또한 무중력 상태인 우주공간에선 근육에 이상이 발생할 수도 있다. 그 외 인류가 살아가는 지구와는 다른 환경적 요소가 많기 때문에 여러 문제가 발생할 수 있다.

실제 오랜 기간 우주비행을 하고 돌아온 우주비행사들은 소위 ‘우주병’이라 불리는 질환을 겪는다. 평형장애, 방향감각 상실, 부유감 등이 뇌에 영향을 미쳐 정신적,신체적 장애를 일으킬 수 있으며, 순환기의 퇴화현상, 근위축, 뼈의 탈회화 등의 문제가 발생할 수 있다. 인류의 지구 밖으로의 이주에 있어서 보다 현실적인 문제일 것이다. 과연 인류가 오랜 시간 우주여행을 하더라도 안전할 수 있을까? 이와 관련된 연구가 실제 우주공간에서 진행됐다.

우주를 여행하는 특별한 벌레

영국 노팅엄 대학의 나다니엘 슈치크 박사 연구팀은 지난 2006년 12월 이와 관련된 실험을 시작했고 수년간의 연구를 거쳐 그 내용을 최근 영국 왕립협회 학술지 ‘인터페이스’에 발표했다. 긴 우주여행이 인체에 미치는 영향을 어떻게 실험했을까.
 
물론 실제 인간을 표본으로 한 것은 아니다. 이들이 실험에 사용한 것은 다름 아닌 ‘벌레’다. 신의 작품이라 표현할 만큼 정교하고 복잡한 신체와 유전구조를 가지고 있는 인간을 어떻게 벌레가 대신할 수 있을지 의문이 생길 수도 있다. 하지만 연구진이 이용한 벌레는 특별하다.

벌레의 이름은 ‘예쁜꼬마선충(Caenorhabditis elegans)’이다. 외형은 성충이 약 1.2mm 정도밖에 되지 않으며 약 1천 개의 세포로 이루어져 있다. 별다를 것 없어 보이지만 사실 알고 보면 특이하다. 신경계, 소화관, 근육계 등을 갖추고 있으며 무려 2만여 개의 유전자를 갖고 있다.
 
또한 단순한 생명체임에도 불구, 자웅동체에 의한 자가 수정 외에 수컷도 존재하기 때문에 교잡에 의한 번식도 가능하다. 여기에 배양하기 쉽고 발생단계가 단순하며 관찰하기 용이하다는 장점까지 있어 유전학, 생리학 등 실험 및 연구에 매우 유용하게 이용되고 있다.

연구진은 2006년 12월, 4천여 마리의 이 벌레를 미 항공우주국의 우주왕복선 디스커버리호에 실어 우주로 보냈다. 연구진은 원격으로 벌레를 배양시키고 관찰했다. 이 벌레들은 약 6개월 동안 지구의 저궤도에서 배양됐으며 처음 3개월 동안 12세대에 걸친 관찰과 연구가 진행됐다.
 
연구진은 이 벌레의 유전자 중 2천여 개는 근육기능에 관련돼 있으며 그것의 50~60%가 인간의 것과 깊은 상관관계가 있다고 설명한다. 오랜 시간 우주 공간에 있을 시, 가장 문제가 되는 것이 근육과 골격이라는 것을 생각하면 매우 중요한 점이다.

인류의 미래를 위한 훌륭한 실험체 될 것

연구팀은 벌레를 오랜 시간 지켜본 결과 벌레들이 지구에서 다른 행성으로 이동하는 동안 성장하고 번식할 수 있다는 것을 확인했다. 그리고 그로부터 인류가 다른 행성으로 이주할 수 있는 가능성 또한 긍정적으로 봤다. 물론 이 실험만 가지고 결론을 내리기엔 무리가 있다.

우선 실험이 방사선 위험이 비교적 적은 지구 저궤도에서 이뤄졌으며 실제 우주 공간을 여행하며 마주칠 수 있는 여러 변수는 적용되지 않았다. 무엇보다 실험 대상이 인간이 아니라는 점이 가장 크다. 여러 가지의 구조와 수많은 유전자를 가지고 있다고 하더라도 벌레를 실제 인간과 비교하기는 역시 무리가 있다.

하지만 비용대비 효율성 면에서는 큰 강점을 보인다. 이 벌레의 특성과 장점 때문에 단순한 실험으로도 상당히 유용한 정보들을 얻을 수 있다. 개나 원숭이와 같은 동물실험, 그리고 실제 인간을 대상으로 실험을 진행하기 전에 그 정보들을 토대로 보다 안전하고 효율적인 실험을 가능하게 할 수 있기 때문이다. 아마 제2의 지구가 발견되고 이주를 위한 연구가 시작된다면 가장 먼저 그곳에 도착하는 것도 이 벌레들이 될지 모르겠다.

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