어떤 극한 상황에서도 절대 죽지 않는 최강 생물이 달에서도 살아남을 수 있을까?🌕

2019년 4월 11일 이스라엘 탐사선 베레시트가 우주 여행을 시작했습니다 목적지는 달이죠 그런데 탐사선이 달 표면에 착륙하기 직전에 엔진 하나가었습니다 베레시트 달 표면에 있는 고요의 바다에 곤두박질 쳤습니다 우주 탐사 실패는 흔한 일입니다 하지만 베레시트 실패는 다른 걱정거리를 갖고 있었습니다 지구생명체 가운데 강력한 생명체가 실려 있었거든요 과연이 생명체는 달에서도 살아남을까요 달에 추락한 우주선에 실린 생명이 살지 못하잖아요 이건 너무나 당연한데 왜 걱정을 할까요 그 생명체는 강력한 생명력을 가졌기 [음악] 때문입니다 1773년 독일의 동자 요한 아우구스트 에프라 교제는 초기 현미경으로 작은 벌레를 발견했습니다 마디가 있는 절지 동물이었습니다 가장 큰 성체의 몸 길이가 1.5mm이고 가장 작은 개체는 0.1mm 채되지 않았습니다 보통은 0.5mm 정도였죠 각 부화한 개체는 길이가 0.05mm 채되지 않았죠 그 꽃가루 크기에 불과한 겁니다 4년 후인 1777년 이탈리아의 생물학자 라자노 스팔란차니이 절지 동물을 타디 그라다라 불렀습니다 타디 그라다 느리다는 뜻의 라틴어 타르투스 걸음이라는 뜻의 라틴어 그라두스 왔습니다 그러니까 타디 그라다 느린 걸음마는 뜻입니다 곰처럼 느린들이 걷는다고 봤거든요 그러면 우리말로는 완보 동물이라고 하면 되겠죠 빨리 걷는 걸음을 속보라고 하잖아요 완보 속보의 반대말이 그든 하지만 흔히 물건 또는 곰 벌레라고 부르곤 합니다 시원한 물을 특별히 좋아하는 벌레이 때문입니다 과학자들은 물곰의 독특하고 복잡한 생물학에 매료되었습니다 물곰의 극한의 회복력이 과학자의 관심을 끌었습니다 머리와 다리를 접고 몸에서 수분을 배출하면 공모양으로 줄어드는 수증 상태에 들어가서 극심한 탈수 상태에서도 생존할 수 있습니다 절대 영도에 가까운 온도에도 견디고 섭시 150도로 끓여도 살아냅니다 영하 20도에서 수십년을 버틸 수도 있어요 휴면 상태가 아니라 활성 상태에서도 인간에게 치명적인 수준보다 훨씬 높은 방사선 수치에도 견딜 수 있습니다 심지어 우주선에 묻어서 우주를 다녀와도 살 수 있다고 알려져 있습니다 지구에서 물곰은 어떻게 살아가고 있을까요 몸 길이가 보통 0.5mm 불과한 물곰은 주로 물 속에 삽니다 몸에는 마디가 있고 마치 애벌레처럼 굼뜨게 움직이죠다는 다리가 여덟 개가 있는데 다리에 달린 발톱으로 식물이나 작은 무척추 동물을 뚫고 관모양의 입으로 영양분을 빨아먹습니다 습기가 많은이기뿐만 아니라 모래언덕 해변 토양 또는 담 퇴적물 등 가장 높은 산에서 가장 깊은 바닥까지 그리고 극한 환경을 비롯한 거의 모든 환경에서 물곰은 살 수 있습니다 물곰은 더위 추위 극한의 압력 같은 스트레스 요인에 아주 특별한 반응을 보입니다 크립토 바이오시스 즉 휴면 상태에 들어가는 것이죠 이른바 숲속에 잠자는 곰벌레 되는 겁니다 크립토바이오트 [음악] 산소 핍 같은 불리한 환경 조건에 반응하는 극 호열성 유기체의 대사 반응입니다 호성이 높은 온도를 좋아한다는 뜻이죠 우호적이지 않은 환경에 놓인 물곰은 수분 함량을 최대 97% 잃어버린 뒤에 휴면 상태에 들어갑니다 휴면 상태에서는 물질 대사율이 0.01% 줄어듭니다 그러니 생명 유지 시스템을 버린 샘이 된 거죠 물곰은 왜 휴면 상태에 들어갈까요 휴면 상태에 들어가면 모든 위협으로부터 안전하기 때문입니다 산소 부족 건조 극한의 방사선은 물론이고 매우 뜨거운 온도나 매우 차가운 온도에서도 살아남습니다 한마디로 물곰은 진정한 불사신 있니다 과학자들은 인간의 장기와 새로운 백신의 보관 방법을 찾아서 우주 생하게 적용하기 위해 물곰의 휴면 상태 즉 크립토 바이오시스 관심을 갖게 되었습니다 더 나아가 극한 환경에서 생존하는 물곰의 능력을 이해하는 것은 지구박물관 [박수] [음악] 요 물곰의 놀라운 회복력은 단순한 짐작이 아니었습니다 지금까지 물곰은 우주 환경에서 다양한 과학 실험의 대상이 되었습니다 2007년 포턴 M3 우주선 실험도 그 가운데 하나였습니다이 실험은 물곰의 우주의 혹독한 환경에 노출되었을 때 생존과 번식 능력을 유지할 수 있는지 조사하기 위한 실험이었습니다 탈수시 물건을 포턴 M3 우주선 에 태워서 12일 동안 지구 저궤도에 둔 뒤 되돌아왔을 때 몇 마리나 회복하는 확인하는 거죠 지구로 돌아온 물곰 가운데 상당수가 성공적으로 부활했으며 많은 암컷들이 알을 낳아 건강한 새끼로 부과됐습니다이 실험으로 물곰은 우주 진공 상태와 우주 방사선에서 생존할 수 있음을 확인할 수 있었죠 2008년에는 국제 우주 전거장 에서 물곰 실험을 했습니다 우주환경에 장기간 노출된 물곰의 생존과 분자생물학에 관한 연구였습니다 활성 상태인 물건을 10일 동안 iss 외부에 두었습니다 종과 노출 조건에 따라 생존율이 다르기는 했지만 많은 표본이 우주 진공과 우주 방사선을 견뎌냈습니다 직구 돌아온 뒤에도 일부는 정상적으로 번식했다 2019년에는 마이오 록 실험이 있었습니다 주로 우주에서 암석을 채굴하는 미생물과 그 능력에 초점을 맞추었는데 바이오 채굴 과정과 우주 환경간에 상호 작용에서 미생물의 생존을 관찰하기 위해 물을 포함시킨 겁니다 물곰의 우주 채굴 환경을 견딜 수 있는 능력을 연구하기 위해 국제 우주 정거장에서 소행성과 비슷한 환경에 노출시켰습니다이 실험을 통해 물곰이 비생물 물질과 상호 작용할 때 미세중력 그리고 방사선에 어떻게 반응하는지에 대한 데이터를 확보할 수 있었습니다 우주에서 진행한 물곰 실험은 여러 가지 이유로 중요했습니다 우주 생물학적으로는 우주 생명체의 한계에 대한 이해를 높았고 우주 여행의 관점에서는 장기간에 인간 우주 임무를 위한 생명 유지 그리고 보 시스템을 개발하는데 도움을 주기 때문입니다이 실험들은 다른 행성의 극한 조건에서 외계 생명체가 생존 할수 있는 가능성을 고려하게 되는 근거가 되었습니다 우주 환경에서 물공을 대상으로 한 실험에서 우리는 우주 진공과 우주 방사선에 노출되었을 때의 생존 메커니즘에 대한 귀중한 통찰을 얻었습니다 첫째 물곰은 우주 진공으로 인한 극심한 탈수 상태에서도 생존할 수 있습니다 이런 능력은 체내 수분을 거의 모두 잃고 신진대사가 중단되는 물곰의 독특한 상태 특히 무수 상태 덕분입니다 어떻게 이게 가능할까요 우주에서 돌아온 후 많은 물곰은 탈수 상태에서 부활했을뿐만 아니라 정상적인 번식도 가능해서 생식 기관의 장기적인 손상이 없었다는 것을 보여주었습니다 둘째 물곰은 다른 생명체보다 훨씬 높은 수준의 방사선을 견딜 수 있습니다 연구에 따르면 물곰은 자연적으로 생성되는 는 dsup 단백질 즉 손상 억제 단백질로 DNA 방사선으로 손상되는 것을 막는다는 것이 밝혀졌습니다 또한 물곰은 극한 조건에 대응하여 유전자 발현을 변화시켜 스트레스와 싸우는데 도움이 되는 유전자를 활성화하고 우주 방사선 아래에서 생존 능력을 향상시킬 수 있습니다 물곰의 주목할 단백질이 하나 더 있습니다 바로 tdp 하는 완보동물 무질서 단백질입니다 우리는 알고 있습니다 단백질은 구조가 중요하잖아요 효소 단백질이 열쇠와 자물쇠처럼 정확히 맞아야 제대로 작동합니다 건조 열 방사선 같은 스트레스 요인은 단백질의 형태와 모든 대사 반응을 위험해 빠트립니다 그런데 단백질이 무질서한 본성을 가졌다면 어떨까요 호락호락하게 당하지 않을 겁니다 물곰의 무질서 단백 tdp 말하자면 스위스 군용 칼처럼 작동하는 단백질입니다 부조가 유연하기 때문에 다른 단백질이 기능을 유지하도록 도울 수 있죠 PDP 아직 다른 생명체에서 발견되지 않은 특별한 세 가지 단백질 군입니다 tdp이 서로 달라붙어 처음에는 긴 섬유를 성합니다 온도가 올라가면이 섬유는 젤 형태가 되죠이 젤이 정상 단백질을 서 그 단백질이 스트레스 상황에서 크게 변형되지 않게끔 보호하는 겁니다 셋째 물건도 휴면 상태에서 깨어날 수 없는 경우가 있더라고요 스웨덴의 잉마르 온선 연구팀은 유럽 호주국 ESA 협력해서 물곰 수백 마리를 지상 281k 지구 저 개도에 진입시켰습니다 연구진은 실험 물공을 세 그룹으로 나누고 서로 다른 조건에 두었습니다 그룹 1은 우주 진공 상태만 견디면 되었고요 그룹 2는 진공 상태 말고도 uva uvb 견뎌야 했습니다 그룹 3이 가장 힘든 조건에 놓였어요 그룹 2와 같은 상황에다가 추가로 uvc 받았던 거죠 여흘 후 연구진은이 작은 우주 여행자들을 다시 실험실로 데려와 휴면 상태에서 깨 빌 물들은 모두 문제없이 진공 상태에서 살아남았습니다 그들의 신체 기능은 지구에 계속 머물어 있던 통제집단과 똑같이 정상이었습니다 하지만 그룹이 물들은 운이 별로 좋지 않았습니다 우주 여행 이후에 생전 확률이 뚜렷하게 낮아졌어 68% 휴면 상태에서 다시 깨어날 수 있었지만 그다음에 률이 점점 높아졌습니다 그렇다면 그룹 3의 물건들은 어떻게 되었을까요 진공 상태와 모든 자회선 합쳐진 조건은 물곰 게는 치명적이었습니다 물곰 120마리 가운데 겨우 세 마리만 살아남았죠 물곰의 약점이 uvc 아는 것을 알아내게 되었습니다 uvc는 좌회선 가운데 파장이 가장 짧고 에너지가 가장 강한 좌회선 입니다 이외에도 진공과 방사선의 결합 효과가 있다는 사실을 발견하게 되었습니다 결론적으로 물곰은 휴면 상태 또은 활동 상태로 장기간 우주 여행을 견딜 수 있다는 것을 말합니다 물곰의이 독특한 회복력은 운석이나 우주 먼지를 통해 생명체가 한 행성에서 다른 행성으로 이동할 수 있다는 가설인 판스페르미아 즉 포자 재설 개념을 뒷받침합니다 불곰이 우주의 혹독한 환경에 어떻게 저항하는 더 완벽하게 이해하게 되면 우주 비행사를 위한 방사선 보호대책을 개발하고 생체 모방 원리를 기반으로 한 생명 유지 시스템을 개발할 수 있을 것입니다 이스라엘 우주선 베레시트 함께 달의 곤두박질 친 물곰은 과연 살아 남았을까요 아닐 겁니다 첫째 이유는 바로 uvc 때문입니다 지구 생명체는 대기 권의 보호를 받아서 uvc 피할 수 있지만 대기가 없는 달에서는 uvc 피할 수 없거든요 달에 추락한 물건도 uvc 피할 수 없겠죠 아니 혹시 우주선 잔네 뒤에 숨어서 uvc 피할 수 있지 않았을까 이렇게 생각할 수도 있잖아요 베레시트 사고를 전해들은 영국의 과학자들은 실험을 해봤습니다 휴면 상태의 물공을 특수 가스 총에 장전하고 진공 상태에서 발사 했습니다 총알 구실을 하는 물곰이 살아남을 수 있는 발사 속도와 압력을 계산했어 초석 0.9km 1.4기가 스탈이 답이었습니다 베레시트 추락 속도는 초속 수백미터의 불과했습니다 하지만 탐사선이 추락할 때 일어난 충격파가 금속 상자 안에 훨씬 큰 압력을 생성했습니다 즉 달에 추락한 물곰은 결코 살아남지 못했다는 겁니다 n