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2018년 8월 22일 수요일

34억년 전 박테리아도 지금과 비슷했다?


((Left) an electron microscope image of a microfossil form Strelley Pool. On the right we see the pattern of X-ray absorption for Strelley Pool, Gunflint, and modern microorganisms, with distinctive peaks indicating the presence of various molecular functional groups (including 285.1 eV for aromatic/olefinic groups, 286.7 eV for imine/nitrile/carbonyl/phenol groups, 288.2 eV for amide groups, 288.6 eV for carboxyl/ester/acetal groups, 289.4 eV for hydroxyl groups). Credit: Julian Alleon/GPL)​
 지구 생명의 시작은 적어도 38-40억년 전으로 거슬러 올라갈 수 있습니다. 정확한 연대는 약간 논쟁이 있지만, 아무리 늦어도 35억년 전에는 지구상에 원시 미생물들이 존재했던 것이 분명합니다. 하지만 이들이 남긴 것은 ​현미경으로 확인할 수 있는 미세화석과 오래전 생물체를 구성했을 유기물이 전부입니다. 지구 초기의 미생물이 지금과 비슷한 형태였는지 직접적으로 알 수 있는 방법은 없습니다.
 MIT의 줄리안 알레온 박사 (Dr. Julien Alleon (IMPMC, Paris, France; and MIT, Cambridge, MA, USA))와 그 동료들은 34억년 전, 19억년 전 박테리아의 미세 화석과 현대 박테리아의 구성 물질을 분석해 초기 지구 생명체 역시 현재와 유사한 형태라는 증거를 발견했습니다. 34억년 전 지층인 Strelley Pool 에서 발견된 미세화석과 19억년 전 지층인 Gunflint에서 발견된 미세화석을 synchrotron-based X-ray absorption spectroscopy로 분석해 그 구성성분을 확인한 것입니다. 비록 미생물 자체는 오래전 사라졌지만, 이들을 구성하는 탄소, 수소, 산소 원자는 사라질 수 없기 때문에 화석 속에 남아있는 분자를 분석하면 본래 구성 성분을 어느 정도 유추할 수 있습니다.
 연구 결과는 300도의 높은 열과 지층의 압력에도 안정적으로 보존될 수 있는 유기 화합물이 포함되어 있음을 보여줬습니다. (including 285.1 eV for aromatic/olefinic groups, 286.7 eV for imine/nitrile/carbonyl/phenol groups, 288.2 eV for amide groups, 288.6 eV for carboxyl/ester/acetal groups, 289.4 eV for hydroxyl groups) 따라서 이 물질들은 분명히 생명체에서 유래된 것으로 보이며 그 기본 구성 성분은 현대의 박테리아와 다르지 않은 것으로 보입니다.


 물론 이것만으로 당시 살았던 박테리아가 어떤 생물이었는지 재구성하는 일은 어렵습니다. 다만 이것이 생물체에서 기원한 것이라는 사실은 확인시켜줄 수 있습니다. 따라서 이 기술이 더 오래된 미세화석의 진위를 판정하거나 혹은 화성이나 다른 행성의 지층에서 발견된 의심스러운 샘플의 생명 기원 여부를 확인하는데 도움을 줄 것으로 기대됩니다. 아무튼 이렇게 영겁의 세월을 버티는 유기물이 있다는 사실이 새삼 놀랍습니다.
 참고

Alleon J., Bernard S., Le Guillou C., Beyssac O., Sugitani K. & Robert F. Chemical nature of the 3.4 Ga Strelley Pool microfossils. Geochemical Perspectives Letters 7, 37-42, 2018 - DOI: 10.7185/geochemlet.1817


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