[사이테크 플러스] 화성에서 농사 가능할까.."뿌리혹박테리아가 식물 성장 촉진"

미국 연구팀 "박테리아 주입 클로버, 화성 토양서 성장 75% 증가"

(서울=연합뉴스) 이주영 기자 = 영화 '마션'에서 화성 탐사 중 모래폭풍 속에 홀로 남겨진 우주비행사는 인분 등을 섞은 화성 토양에 감자를 재배해 식량을 마련하며 구조를 기다린다. 이런 화성 농업은 과학자들이 언젠가 가능할 것으로 기대하며 연구하고 있는 주제 중 하나다.

미국 콜로라도주립대 제인 스튜어트 교수팀은 30일 과학저널 '플로스 원'(PLOS ONE)에서 화성 토양과 유사한 흙(regolith)을 만들어 클로버를 재배하는 실험에서 공기 중 질소를 빨아들여 고정하는 공생미생물을 주입한 결과 클로버 성장이 75% 증가하는 것으로 나타났다고 밝혔다.

화성 토양과 유사한 흙에서 뿌리혹을 만드는 박테리아를 접종한 클로버(왼쪽)와 박테리아를 접종하지 않는 클로버의 성장 차이 [Harris et al. 2021, PLOS ONE, CC-BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). 재판매 및 DB 금지]

인류의 화성 정착은 영화에 오래전부터 등장했지만, 최근에는 화성 유인 탐사가 추진되면서 미래의 지구 인구 증가와 오염 악화 등에 대한 대응 시나리오의 하나로 여겨지고 있다.

과학자들은 인류의 화성 정착 가능성을 높이기 위해 화성에 있는 물질로 물과 연료 등을 생산하는 연구와 함께 화성 현지 환경에서 식량 작물을 재배하는 화성 농업 가능성을 연구하고 있다.

화성의 토양과 유사한 흙에서 식물을 재배하는 연구는 오래전부터 진행됐지만, 화성 토양에는 질소 함유 분자 등 필수적인 식물 영양소가 부족해 뚜렷한 성과로 이어지지 못하고 있다.

연구팀은 박테리아가 화성 토양을 비옥하게 만드는 데 효과적일 것이라는 가설을 세우고 지구에서 식물과 공생하며 공기 중 질소를 빨아들여 식물 뿌리의 뿌리혹에 질소 화합물을 저장하는 미생물에 주목했다.

이들은 화성 토양과 비슷한 성분과 구조의 흙을 만든 다음 화성 대기와 비슷한 환경의 온실 속에서 지구상의 클로버 뿌리혹에서 흔히 발견되는 '시노르히조비움 멜릴로티'라는 박테리아를 클로버 뿌리에 접종해 재배했다.

그 결과 박테리아가 접종된 클로버는 뿌리와 싹이 박테리아가 접종되지 않은 클로버보다 75%나 더 많이 성장하는 것으로 나타났다.

그러나 박테리아가 접종된 클로버가 심어진 흙 속에서도 식물에 필요한 질소 함유 분자(NH₄)의 농도는 높아지지 않는 것으로 나타났다.

이는 공생 미생물이 클로버의 성장은 촉진하지만 질소 화합물을 다량으로 만들어 주변 식물이 이용할 수 있도록 해주지는 않는다는 것을 시사한다고 연구팀은 설명했다.

연구팀은 "뿌리혹박테리아(시노르히조비움 멜릴로티)가 화성 토양에서도 질소를 빨아들여 뿌리혹을 만들고 이를 통해 클로버 성장을 촉진한다는 것을 보여준다"며 "식물과 질소 고정 박테리아의 공생관계가 화성 농업을 가능케 하는 데 도움이 될 것"이라고 말했다.

scitech@yna.co.kr

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