27.5 억년전의 육상 박테리아



 아마도 최초의 생명체는 지구의 원시 바다에서 발생했다고 생각됩니다. 육지보다 훨씬 안전한 환경 때문에 초기의 생명체는 바다에서만 살수 있었을 것입니다. 최초의 육상 생명체가 어떤 것이었는지에 대해서는 논란이 있겠지만 아마도 단세포 유기체들이 그 후보가 될 가능성이 높습니다. 지구 생명의 역사의 상당 부분은 단세포 유기체의 역사이고 지금도 박테리아 형태의 단세포 유기체들이 가장 흔한 생명체라고 할 수 있을 테니 말이죠. 다만 많은 연구자들이 수십억년전 지구의 육지는 생명체가 살기 쉽지 않은 환경이라고 믿고 있습니다. 

 초기 지구 육상에는 생명체가 거의 없었을 것으로 생각하는 중요한 이유는 오존 층 때문인데 이 오존층이 태양에서 나오는 해로운 자외선을 막아주지 않으면 대부분의 생명체의 DNA 는 꽤 큰 손상을 받기 때문입니다. 따라서 설명 원시 박테리아들이 존재하더라도 매우 제한적으로만 존재했을 가능성이 높다고 여겨졌습니다. 

 워싱턴 대학 (University of Washington) 의 연구자들은 최근의 연구를 통해서 이와 같은 믿음에 의문을 제기했습니다. Eva E. Stueken 을 비롯한 연구자들은 초창기 박테리아들이 이미 육지에 널리 퍼져있었으며 이들이 산소를 생산하고 황철석 (pyrite) 을 풍화시켜 황과 몰리브덴을 바다로 방출했다는 간접적인 증거를 발견했습니다.

 이들이 Nature Geoscience 에 발표한 논문에 의하면 황의 경우 다른 경로 (예를 들어 화산 활동) 으로 인해 바다로 흘러들어 퇴적층을 형성할 수 있지만 황과 더불어 몰리브덴 ( molybdenum )의 존재는 황철석을 풍화시키는 박테리아의 존재로 설명할 수 있다는 것입니다. 이들이 발견한 지층은 27.5 억년전의 퇴적층으로 여기에는 황과 몰리브덴 층이 존재합니다. 

( A drill core from the 2.5 billion-year-old Mount McRae Shale formation in Western Australia, which originally was fine-grained ocean sediment, shows high concentrations of sulfide and molybdenum. That supports the idea that most of the sulfate came from land, likely freed by microbial activity on rocks. Some data for the research came from the Mount McRae formation. (Credit: Roger Buick/U. of Washington) ) 

 저자들은 24 억년전 지질학자들이 말하는 대산화 사건 (Great Oxidation Event) 수억년 전에 이와 같은 육상 박테리아의 산소 생성 활동이 있었다고 생각하고 있는데 이러한 육상 박테리아의 활동이 대기 중 산소 농도 증가에 기여했을 가능성도 있다고 보고 있습니다. 

 이것은 바다에서 박테리아의 활동으로 대기 중 산소가 증가하고 이후 이로 인해 오존층이 생성되어 육상에 생명체가 상륙했다는 이론이 다소 사실과 다를 가능성을 시사하고 있습니다. 다만 육상 박테리아에 대한 추가적인 연구와 증거가 더 필요할 것으로 보입니다.    

 참고 

http://www.sciencedaily.com/releases/2012/09/120924101741.htm

Journal Reference:

Eva E. Stueken, David C. Catling, Roger Buick.Contributions to late Archaean sulphur cycling by life on land. Nature Geoscience, 2012; DOI: 10.1038/ngeo1585