인간을 비롯한, 많은 생물이 숨을 쉴 수 있는 것은 "산소" 덕분이다. 그것은 태양의 빛의 힘을 빌려, 광합성을 통해 만들어진다. 하지만, 그런 상식이 뒤집히는 발견이 이루어졌다.
빛이 닿지 않는 캄캄한 어둠속에서도, 스스로 산소를 만들며 살 수 있는 미생물이 있음이 밝혀진 것이다.
지금까지 알려지지 않았던 이 뜻밖의 생물학적 과정은 Science에 보고된 바 있다.
■ 왜 산소 없는 바다에서 살 수 있는지 궁금
이번에 어둠 속에서도 산소를 생성하는 능력을 가진 것으로 밝혀진 생물은, "니트로소푸밀루스 마르티무스(Nitrosopumilus maritimus)"라는 미생물과 같은 종류인 암모니아 산화고세균의 일종이다.
새로 발견된 능력이지만, 바닷속에 널려있다. 바닷물을 양동이로 건져내면, 거기에 담긴 세포 5개 중 1개는 그들의 것일 정도로 일반적이다.
남 덴마크대 미생물학자 베이트 크래프트 조교에 따르면, 이들 미생물은 해양의 질소순환에 큰 역할을 하고 있다고 한다. 하지만, 한 가지 수수께끼가 있었다.
"그러기 위해서는 산소가 필요합니다. 그런데 산소가 전혀 없는 바다에도 풍부하게 존재합니다. 이것이 오랜 수수께끼였죠. 그러한 바다를 떠돌고 있을 뿐인 것일까요? 귀신 같은 존재이지요"
■ 스스로 산소를 생성하여 연명했음이 밝혀짐
연구진은, 이들 미생물이 빛도 산소도 없는 환경에서 어떻게 되는지 실험으로 살펴보기로 했다.
그러자 놀랍게도, 이들이 수조에서 산소를 다 써버리자 수조의 산소 농도가 다시 상승했다는 것이다. 빛도 없으면서 스스로 산소를 만들어 냈다는 것이다.
현 시점에서, 이들이 어떻게 산소를 만들고 있는지 알 수 없다. 하지만, 기체의 "질소를 만들어 내는 프로세스와 관계"하고 있는 것 같다는.
미생물은 에너지를 대사하기 위해, "암모니아(NH3)"를 "아질산염(NO2-)"으로 변환한다. 그러자면 산소가 필요한데, 실험에서는 부산물인 질소가스(N2)와 함께 약간의 산소가 검출되고 있다.
■ 바다의 질소순환에 대해 다시 생각
이 프로세스에 의해서, 환경에서는 생물이 이용할 수 있는 질소가 제거되어 버린다.
이는 모든 생태계를 지탱하는 질소손환에서 그동안 알려지지 않았던 측면이다. 이 새로운 사실의 영향은 광범위할 것이라고 한다.
"이러한 라이프 스타일을, 바다에서 넓게 볼 수 있다면, 해양의 질소 순환에 대해 다시 생각해야할 것임에는 틀림없습니다"라고 크래프트 조교는 설명.
연구 그룹의 다음 단계는, 빛과 산소가 부족한 환경에서 실제로 무엇이 일어나고 있는지, 온 세상의 바다에서 확인하는 것이라고 한다.
