기본 콘텐츠로 건너뛰기

태양계 이야기 875 - 화성의 환경에서 자랄 수 있는 시아노박테리아



 (A: Bioreactor Atmos ("Atmosphere Tester for Mars-bound Organic Systems"). B: A single vessel within Atmos. C: Design schematic. Credit: C. Verseux / ZARM)



 영화 마션에서는 화성에서 감자를 키우는 이야기가 나옵니다. 하지만 사실 감자 같은 고등한 식물은 화성의 고운 모래 입자인 레골리스와 지구와는 다른 대기 조건에서 키우기가 쉽지 않습니다. 물론 의외로 열악한 환경에서도 자라긴 하지만, 그래도 제대로 재배를 하려면 결국 지구 같은 환경을 인공적으로 만들어줘야 합니다. 



 이전 포스트: https://blog.naver.com/jjy0501/220576287672



 브레맨 대학의 Laboratory of Applied Space Microbiology at the Center of Applied Space Technology and Microgravity (ZARM) 연구소의 과학자들은 화성 환경에서 더 이상적인 재배 미생물을 선택했습니다. 바로 시아노박테리아(cyanobacteria) 입니다. 시아노박테리아는 매우 열악한 환경에서도 자랄 수 있고 토양 없이 배지에서 키울 수 있기 때문에 화성의 조건에 더 이상적입니다. 화성 표면의 강한 방사선 환경과 낮은 일조량도 이들에게는 큰 문제가 되지 않습니다. 



 그렇다는 해도 화성 표면의 낮은 온도와 대기압, 그리고 이산화탄소가 대부분인 공기는 시아노박테리아가 자라기에 이상적인 조건은 아닙니다. 연구팀은 화성에서 쉽게 구할 수 있는 자원을 이용해서 시아노박테리아가 잘 자랄 수 있는 환경을 만들기 위해 Atmos (Atmosphere Tester for Mars-bound Organic Systems)라는 바이오리액터 (bioreactor)를 만들었습니다. 



 Atmos는 화성 대기에서 가장 많은 비중을 차지하는 이산화탄소와 질소를 이용해 시아노박테리아를 키웁니다. (참고로 화성 대기 중 95.3%가 이산화탄소, 2.6%가 질소, 1.9%가 아르곤, 그리고 기타 수증기와 산소 등 미량 기체) 본래 화성 대기에는 이산화탄소가 가장 많지만, 연구팀은 96%의 질소와 4% 이산화탄소를 지닌 인공 대기를 만들어 지구 해수면표면 기압의 1/10 정도인 100 hPa의 압력으로 주입했습니다. 화성 대기압에서는 물이 안정적으로 액체 상태로 존재하기 어렵기 때문에 기압을 올린 것입니다. 



 Atmos에 들어갈 배지는 화성 레골리스를 모방한 모의 레골리스를 사용해 만들었습니다. 여기엔 고등한 식물이 자라는데 필요한 유기물과 미생물은 없지만, 시아노박테리아의 성장에 필요한 황, 인, 칼슘 같은 미네랄은 풍부합니다. 마지막으로 연구팀은 이런 조건에서 가장 잘 자랄 것으로 예상되는 시나오박테리아 종인 아나베나 (Anabaena sp)를 선정했습니다. 참고로 Atmos는 1L 부피의 압력 용기로 화성에서 받을 것으로 예상되는 햇빛을 인공적으로 만듭니다. (사진 참조) 



 연구 결과 시아노박테리아는 Atmos에서도 잘 자랄 수 있었습니다. 물론 지구와 비슷한 환경에서 가장 이상적으로 성장하긴 하지만, 화성에서 Atmos 내부와 비슷한 환경을 만들어줘도 잘 자랄 수 있다는 믿음을 심어준 것입니다. 다만 시아노박테리아 자체를 바로 먹을 순 없기 때문에 이를 대장균이나 다른 미생물이 자랄 수 있는 배지로 만들어서 사용하는 다소 복잡한 단계를 거쳐야합니다. 



 감자보다는 훨씬 키우기 쉽긴 하겠지만, 시아노박테리아 역시 화성 표면의 환경에서 잘 자랄 수 있는지는 역시 실제로 테스트를 해봐야 알 수 있을 것입니다. 2030년대 화성 유인 탐사가 본격적으로 추진되면 이를 테스트할 기회가 있을 것으로 생각합니다. 



 참고 



"A low-pressure, N2/CO2 atmosphere is suitable for cyanobacterium-based life-support systems on Mars" Frontiers in Microbiology, DOI: 10.3389/fmicb.2021.611798 , www.frontiersin.org/articles/1 … icb.2021.611798/full



https://phys.org/news/2021-02-biotech-red-planet-method-cyanobacteria.html
라벨:

댓글

댓글 쓰기

이 블로그의 인기 게시물

통계 공부는 어떻게 하는 것이 좋을까?

 사실 저도 통계 전문가가 아니기 때문에 이런 주제로 글을 쓰기가 다소 애매하지만, 그래도 누군가에게 도움이 될 수 있다고 생각해서 글을 올려봅니다. 통계학, 특히 수학적인 의미에서의 통계학을 공부하게 되는 계기는 사람마다 다르긴 하겠지만, 아마도 비교적 흔하고 난감한 경우는 논문을 써야 하는 경우일 것입니다. 오늘날의 학문적 연구는 집단간 혹은 방법간의 차이가 있다는 것을 객관적으로 보여줘야 하는데, 그려면 불가피하게 통계적인 방법을 쓸 수 밖에 없게 됩니다. 이런 이유로 분야와 주제에 따라서는 아닌 경우도 있겠지만, 상당수 논문에서는 통계학이 들어가게 됩니다.   문제는 데이터를 처리하고 분석하는 방법을 익히는 데도 상당한 시간과 노력이 필요하다는 점입니다. 물론 대부분의 학과에서 통계 수업이 들어가기는 하지만, 그것만으로는 충분하지 않은 경우가 많습니다. 대학 학부 과정에서는 대부분 논문 제출이 필요없거나 필요하다고 해도 그렇게 높은 수준을 요구하지 않지만, 대학원 이상 과정에서는 SCI/SCIE 급 논문이 필요하게 되어 처음 논문을 작성하는 입장에서는 상당히 부담되는 상황에 놓이게 됩니다.  그리고 이후 논문을 계속해서 쓰게 될 경우 통계 문제는 항상 나를 따라다니면서 괴롭히게 될 것입니다.  사정이 이렇다보니 간혹 통계 공부를 어떻게 하는 것이 좋겠냐는 질문이 들어옵니다. 사실 저는 통계 전문가라고 하기에는 실력은 모자라지만, 대신 앞서서 삽질을 한 경험이 있기 때문에 몇 가지 조언을 해줄 수 있을 것 같습니다.  1. 입문자를 위한 책을 추천해달라  사실 예습을 위해서 미리 공부하는 것은 추천하지 않습니다. 기본적인 통계는 학과별로 다르지 않더라도 주로 쓰는 분석방법은 분야별로 상당한 차이가 있을 수 있어 결국은 자신이 주로 하는 부분을 잘 해야 하기 때문입니다. 그러기 위해서는 학과 커리큘럼에 들어있는 통계 수업을 듣는 것이 더 유리합니다. 잘 쓰지도 않을 방법을 열심히 공부하는 것은 아무래도 효율
댓글 4개
자세한 내용 보기

150년 만에 다시 울린 희귀 곤충의 울음 소리

  ( The katydid Prophalangopsis obscura has been lost since it was first collected, with new evidence suggesting cold areas of Northern India and Tibet may be the species' habitat. Credit: Charlie Woodrow, licensed under CC BY 4.0 ) ( The Museum's specimen of P. obscura is the only confirmed member of the species in existence. Image . Credit: The Trustees of the Natural History Museum, London )  과학자들이 1869년 처음 보고된 후 지금까지 소식이 끊긴 오래 전 희귀 곤충의 울음 소리를 재현하는데 성공했습니다. 프로팔랑곱시스 옵스큐라 ( Prophalangopsis obscura)는 이상한 이름만큼이나 이상한 곤충으로 매우 희귀한 메뚜기목 곤충입니다. 친척인 여치나 메뚜기와는 오래전 갈라진 독자 그룹으로 매우 큰 날개를 지니고 있으며 인도와 티벳의 고산 지대에 사는 것으로 보입니다.   유일한 표본은 수컷 성체로 2005년에 암컷으로 생각되는 2마리가 추가로 발견되긴 했으나 정확히 같은 종인지는 다소 미지수인 상태입니다. 현재까지 확실한 표본은 수컷 성체 한 마리가 전부인 미스터리 곤충인 셈입니다.   하지만 과학자들은 그 형태를 볼 때 이들 역시 울음 소리를 통해 짝짓기에서 암컷을 유인했을 것으로 보고 있습니다. 그런데 높은 고산 지대에서 먼 거리를 이동하는 곤충이기 때문에 낮은 피치의 울음 소리를 냈을 것으로 보입니다. 문제는 이런 소리는 암컷 만이 아니라 박쥐도 잘 듣는다는 것입니다. 사실 이들은 중생대 쥐라기 부터 존재했던 그룹으로 당시에는 박쥐가 없어 이런 방식이 잘 통했을 것입니다. 하지만 신생대에 박쥐가 등장하면서 플로팔랑곱
댓글 쓰기
자세한 내용 보기

9000년 전 소녀의 모습을 복원하다.

( The final reconstruction. Credit: Oscar Nilsson )  그리스 아테나 대학과 스웨덴 연구자들이 1993년 발견된 선사 시대 소녀의 모습을 마치 살아있는 것처럼 복원하는데 성공했습니다. 이 유골은 그리스의 테살리아 지역의 테오페트라 동굴 ( Theopetra Cave )에서 발견된 것으로 연대는 9000년 전으로 추정됩니다. 유골의 주인공은 15-18세 사이의 소녀로 정확한 사인은 알 수 없으나 괴혈병, 빈혈, 관절 질환을 앓고 있었던 것으로 확인되었습니다.   이 소녀가 살았던 시기는 유럽 지역에서 수렵 채집인이 초기 농경으로 이전하는 시기였습니다. 다른 시기와 마찬가지로 이 시기의 사람들도 젊은 시절에 다양한 질환에 시달렸을 것이며 평균 수명 역시 매우 짧았을 것입니다. 비록 젊은 나이에 죽기는 했지만, 당시에는 이런 경우가 드물지 않았을 것이라는 이야기죠.   아무튼 문명의 새벽에 해당하는 시점에 살았기 때문에 이 소녀는 Dawn (그리스어로는  Avgi)라고 이름지어졌다고 합니다. 연구팀은 유골에 대한 상세한 스캔과 3D 프린팅 기술을 적용해서 살아있을 당시의 모습을 매우 현실적으로 복원했습니다. 그리고 그 결과 나타난 모습은.... 당시의 거친 환경을 보여주는 듯 합니다. 긴 턱은 당시를 살았던 사람이 대부분 그랬듯이 질긴 먹이를 오래 씹기 위한 것으로 보입니다.   강하고 억센 10대 소녀(?)의 모습은 당시 살아남기 위해서는 강해야 했다는 점을 말해주는 듯 합니다. 이렇게 억세보이는 주인공이라도 당시에는 전염병이나 혹은 기아에서 자유롭지는 못했기 때문에 결국 평균 수명은 길지 못했겠죠. 외모 만으로 평가해서는 안되겠지만, 당시의 거친 시대상을 보여주는 듯 해 흥미롭습니다.   참고  https://phys.org/news/2018-01-teenage-girl-years-reconstructed.html
댓글 쓰기
자세한 내용 보기