빛 없는 외계 행성의 생명체?…태평양 9000m 밑 생태계 발견

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중국과학원 등 국제연구진, 심해 해구 지역 탐사
빛 닿지 않는 심해에서 다모류 등 생물군 발견

북서 태평양 해구 9000ｍ 심해에서 지금까지 알려지지 않았던 새로운 생태계가 발견됐다. 사진은 쿠릴-캄차카 해구 내 차가운 해수가 스며 나오는 ‘냉용수 지대’에서 발견된 다모류 생물들. 중국과학원 제공

북서 태평양 해구 9000ｍ 심해에서 지금까지 알려지지 않았던 새로운 생태계가 발견됐다. 빛이 전혀 닿지 않는 이곳에서 미생물들은 독특한 생존방식을 지니고 있었는데, 과학자들은 이런 생태계가 태양 빛이 도달하지 못하는 외계 행성에도 생명체가 존재할 수 있음을 시사한다며 주목하고 있다.

두멍란 중국과학원 심해과학기술연구소 교수 등 국제연구진은 지난달 30일(현지시각) 국제학술지 ‘네이처’에 공개한 논문에서 “지난해 7~8월 유인잠수정을 이용해 러시아 극동 ‘쿠릴-캄차카 해구’와 알래스카 남쪽 ‘알류샨 해구’를 23회 탐사한 결과, 수심 5800~9533m 심해에서 광범위한 화학합성 기반 생물 군집이 2500㎞ 면적에 걸쳐 발견했다”고 밝혔다. 발견된 생물들은 대부분 시보글리나과(siboglinid Polychaeta)인 관벌레와 미생물과 공존하는 조개류 등이었다.

연구 지역은 오호츠크 판과 베링해 판이 섭입되는 지역인 쿠릴-캄차카 해구와 알류산 해구로, 붉은 점은 화학합성 기반 새울군이 관찰된 지점이다. 중국과학원 제공

연구진이 탐사한 지역은 빛이 거의 닿지 않는 ‘하달대’(Hadal zone, 해구에서 가장 깊은 지역으로 수심 6000~1만1000m)로 생명체가 광합성을 할 수 없는 지역이다. 이곳 생물들은 태양 빛 대신 화학물질을 에너지원으로 삼는 ‘화학합성’을 하는 것으로 조사됐다. 화학합성이란, 미생물들이 해저의 냉용수 지대(차가운 물이 솟아 나오는 지역)에서 새어 나오는 황화수소, 메탄 등을 산화시켜 유기물을 만들어내는 과정을 말한다. 관벌레와 조개류는 이 미생물들과 공생하며, 그들이 만든 유기물에 의존해 살아간다.

연구진은 40일간의 탐사 기간 쿠릴-캄차카 해구 13번, 알류샨 해구 10번 등 총 23번 잠수했는데, 그 가운데 19번 생명체를 발견했다. 이는 그동안 생명이 살기 어렵다고 여겨졌던 심해 해구에도 생태계가 광범위하게 존재할 가능성을 보여준다고 연구진은 설명했다. 두멍란 교수는 “생명체들의 회복력과 아름다움에 감탄하지 않을 수 없었다”며 “해구 속 짙은 어둠 속에서 섬세한 꽃처럼 펼쳐지는 붉은 촉수들은, 그 가혹하고 압도적인 환경에 맞서는 것처럼 보였다”고 과학잡지 ‘뉴사이언티스트’에 말했다.

쿠릴-캄차카 해구와 알류샨 해구의 냉수 분출지역에서 관찰된 생물들. 중국과학원 제공

연구진이 탐사 중 채집한 생물 가운데 상당수는 신종일 가능성이 크다고 한다. 다만 해구의 엄청난 고압 상태에서 생물들이 어떻게 살아남을 수 있는지는 여전히 수수께끼로 남아있다. 이번 연구에 참여하지 않은 레슬리 블랭컨십-윌리엄스 미국 팔로마 칼리지 생물학 교수는 “심해 해구에 화학합성 생태계가 존재할 것이라는 가설은 오래전부터 있었지만, 수심 9㎞ 아래 여러 장소에서 그 존재를 입증한 것은 이번이 처음”이라고 워싱턴포스트에 말했다.

나아가 과학자들은 극한의 환경에 적응하는 생물들의 이러한 능력이, 태양 빛이 거의 닿지 않는 목성 위성인 ‘유로파’나 토성 위성인 ‘엔셀라두스’ 같은 외계 행성의 바다에도 생명체가 존재할 가능성을 시사한다고 보고 있다.

이번 논문의 공저자인 외계 생물학자 도미니크 파피노 박사는 “지구의 가장 오래된 동물 화석과 미생물 화석 사이에는 약 37억 년의 진화가 존재한다”며 “만약 외계 행성 바다가 수십억 년 동안 존재했다면, 유사한 화학합성 기반 생태계나 생명체가 존재할 가능성이 있다”고 말했다.

김지숙 기자 suoop@hani.co.kr