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35억 년 전 ‘생명체’ 확인

생체기원이 되는 미생물 생체막 발견

2019.10.01 14:38 이강봉 객원기자

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지난 1980년대 호주 뉴사우스웨일스대학 과학자들이 호주 남서부의 사암(砂巖)에서 35억 년 전의 미생물 화석으로 추정되는 물질을 발견한 바 있다.

화석의 두께는 8.3㎜ 정도이며, 크기는 매우 작았고 화석 특유의 ‘냄새’가 남아있었다. 연구팀은 이 흔적이 지구상에서 발견된 가장 오래된 미생물 화석 스트로마톨라이트(stromatolites)라고 보았다.

그러나 이 흔적이 지구역사상 가장 오래된 화석이라는 주장은 학계로부터 받아들여지지 않았다. 과학적 방식에 의해 생명체의 존재를 입증할 수 있는 결정적 증거(definitive presence)를 제시하는데 실패했기 때문.

그동안 과학계로부터 논란을 불러일으킨 35억년 전의 미생물 흔적이 실제로 유기조직이 포함된 생체라는 사실이 최근 첨단 분석기기를 통해 밝혀졌다. 지구 생명체 기원 연구에 영향을 줄 전망이다. ⓒUNSW Sydney

그동안 과학계로부터 논란을 불러일으킨 35억년 전의 미생물 흔적이 실제로 유기조직이 포함된 생체 조직이라는 사실이 최근 첨단 분석기기를 통해 밝혀졌다. 지구 생명체 기원 연구에 영향을 줄 전망이다. ⓒUNSW Sydney

35억 년 전 흔적은 ‘초기 생명체’ 

그런 사이 30여년의 세월이 흘렀고 뉴사우스웨일스대학 연구팀이 스토르마톨라이트의 존재를 확인하는데 성공했다고 주요 과학매체들이 전했다.

27일 연구를 이끈 라파엘 바움가르트너(Raphael Baumgartner) 박사는 ‘사이언스 데일리’와의 인터뷰를 통해 “오랜 기간 동안 노력을 기울여 마침내 가장 오래된 화석임을 증명하는데 성공했다.”고 말했다.

그는 또 “이번 연구 결과를 통해 그동안 밝혀지지 않았던 지구 생명체의 기원을 더 밀착해 추적할 수 있는 길이 열렸다.”고 말했다.

박사는 “호주 필바라 크레이튼(Pilbara Craton)의 드레스층(Dresser Formation)에서 발견한 이 미생물 흔적이 35억 년 전에 살았던 지구에서 발견된 가장 오래된 화석으로 여겨져 왔지만 이런 추론을 입증하는데 어려움이 있었다.”고 말했다.

이 유기물이 지구 생성과정에서 발생한 초기 생명체임을 증명해야 하는데 그 과정이 쉽지 않았다는 것.

일부 과학자들은 이 미생물 흔적에서 발견된 유기물 조직들이 실제로 미생물이었다는 주장에 크게 반발하고 있었다고 말했다. 결과적으로 이 생명체 표식들(signs)을 놓고 논란이 벌어졌고, 결론을 맺지 못한 채 30여년의 세월이 흘러갔다고 말했다.

바움가르트너 박사에 따르면 생명체 증명에 빛을 던져준 것은 첨단 기술이다. 특히 나노 수준의 물질들을 정밀하게 들여다볼 수 있는 첨단 분석기술은 논란이 가열되고 있는 생명체 증명에 큰 도움을 주었다.

박사는 “흔적을 통해 나타나는 조직뿐만 아니라 미생물 흔적이 발견된 암석 구조를 정밀 분석할 수 있었고, 이를 통해 당시 이들 미생물들이 어떤 환경 속에 생명을 유지하고 있었는지 35억 년 전의 상황을 추적할 수 있었다.”고 밝혔다.

NASA, ESA 등에서 후속 연구 중 

논문은 국제학술지인 ‘지올로지(Geology)’ 25일자에 게재됐다. 논문 제목은 ‘Nano−porous pyrite and organic matter’이다.

연구팀은 논문을 통해 1980년대 발견한 미생물 흔적들이 생명체임을 증명하기 위해 더 많은 데이터가 필요하다고 판단했다고 말했다.

이를 위해 더 많은 샘플이 필요하다고 보고 흔적들이 발견된 드레스층을 더 깊이 파고들어가 그 안에서 채취한 암석을 분석한 결과 스트로마톨라이트가 더 잘 보존되고 있음을 확인했다고 밝혔다.

힘을 얻은 연구팀은 전자현미경, 분광학, 동위원소 분석 등의 첨단 분석기술을 적용해 스트로마톨라이트를 분석했으며, 기본 조직들이 황철석(pyrite)으로 구성돼 있음을 확인할 수 있었다.

황철석의 ‘Pyrite’는 ‘불’을 뜻하는 그리스어 pur에서 유래한 것으로 쇠로 광물을 때리면 불꽃을 내기 때문에 붙여진 이름이다.

또 활철석 안에는 생명체의 증거가 되는 유기물이 포함돼 있었는데 과학계에서 미생물 생체막(microbial biofilms)으로 알려져 있는 가는 실(filaments)과 가닥(strands)들이 질서정연하게 구성돼 있었다.

바움가르트너 박사는 “오랜 기간 동안 연구를 해오면서 그 안에 이처럼 놀라운 증거들이 들어있다는 사실을 상상해본 적이 없었다.”고 말했다.

“자신을 비롯한 연구팀은 새로운 영상에 크게 놀랐고, 과거의 미생물 생체막과 비교해가면서 이 흔적이 미생물 흔적이 맞는지 거듭 확인했으며, 마침내 35억 년 전의 미생물 흔적이 맞다는 결론에 이르렀다.”고 말했다.

이번 연구 결과에 과학계가 큰 놀라움을 표명하고 있다.

특히 과학자들 간에 논란이 끊이질 않는 지구 생명체 기원에 대해 이전과 다른 뚜렷한 증거를 제시해줄 수 있을 것으로 기대하고 있다.

현재 미생물 흔적이 발견된 필바라 크레이튼 지역에는 NASA, ESA 등 우주과학 관계자들이 탐사팀을 파견해 정밀 분석을 시도하고 있는 중이다. 화성 등 다른 행성의 생명체를 연구하기 위한 자료를 획득하기 위해서다. 생명체 기원에 대한 연구가 다시 활기를 띠고 있다.

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