과학자들은 남극 빙하 아래 에니그마 호수에서 미생물을 발견했습니다. 이번 발견은 이전에는 완전히 얼어붙은 것으로 여겨졌던 호수에서 발생했습니다. 이탈리아, 호주, 미국 기관의 연구원들은 극한 상황에서 액체 물과 미생물의 존재를 지도화했습니다. 호수는 두꺼운 얼음층 아래에 묻혀 있습니다. 샘플을 통해 혹독한 환경에 적응한 박테리아 군집이 드러났습니다.
이 연구는 2019년부터 2020년 사이에 수행된 침투 레이더와 시추를 사용했습니다. 결과는 대륙의 빙하 호수에 대한 이전 가정에 도전합니다. 물은 표면 온도가 -40.7°C에 도달해도 액체 상태를 유지합니다. 이러한 안정성으로 인해 미생물이 존재할 수 있습니다. 이번 발견은 지구상 생명체의 한계에 대한 연구에 새로운 관점을 열어줍니다.
수수께끼 호수(Enigma Lake)는 깊은 곳의 액체 물을 드러냅니다.
에니그마 호수는 영구 얼음으로 덮여 있었습니다. 연구자들은 얼지 않은 상당량의 물을 확인했습니다. 액체층은 일부 장소에서 최대 22m 깊이까지 확장됩니다. 지상 침투 레이더는 구조물의 지도를 작성하는 데 도움이 되었습니다. 팀은 다양한 시추 지점에서 샘플을 수집했습니다.
극한의 온도는 물의 존재를 막지 못합니다. 압력과 인근 빙하로부터의 녹은 물 유입 가능성과 같은 요인이 이 현상에 기여합니다. 수중 영상은 호수 바닥의 환경을 기록했습니다. 이번 연구를 통해 생태계는 단지 얇은 표면층이 아니라는 사실이 확인됐다.
- DP#2 드릴링 깊이 9.3m 도달
- DP#4 지점이 22.5미터에 도달했습니다.
- 22미터에서 수집된 DP#C22 샘플링
- 2020년 1월 비정질 빙하의 용융수 유입 관측
- 화학적 분석 결과 층화된 올리고영양수(stratified Oligotrophic water)가 나타났습니다.
국제 협력으로 성과 창출
이 노력에는 3개국의 기관이 참여했습니다. 이탈리아 국립극지연구소, 태즈메이니아 대학교, 알래스카 대학교가 팀의 일부였습니다. 환경 생물학 전문가인 David Pearce와 빙하학자인 Michael McClung이 중요한 직책을 맡았습니다. 현장 작전은 XXXV 이탈리아 남극 탐험 중에 이루어졌습니다.
과학자들은 오염을 방지하기 위해 깨끗한 드릴링을 수행했습니다. 수집된 자료는 상세한 실험실 분석을 거쳤습니다. 이번 파트너십을 통해 레이더, 시추 및 유전자 서열 분석 기술을 결합하는 것이 가능해졌습니다. 결과는 전문 과학 저널에 게재되었습니다.
Patescibacteria는 호수의 일부 층에서 우세합니다.
샘플에서는 슈퍼문(superphylum Patescibacteria)의 초소형 박테리아가 현저하게 존재하는 것으로 나타났습니다. 특정 시점에서 이들 유기체는 미생물 군집의 50% 이상을 차지했습니다. 그들은 게놈이 감소했으며 다른 미생물과의 상호 작용에 의존합니다. 확인된 다른 그룹으로는 Pseudomonadota, Actinobacteriota 및 Bacteroidota가 있습니다.
이 박테리아는 영양분 가용성이 낮은 조건에 적응합니다. 호수의 빈 영양 환경은 효율적인 생존 전략을 가진 유기체를 선호합니다. 이번 발견은 파테시박테리아가 동일한 빈도로 나타나지 않는 맥머도 밸리(McMurdo Valleys)와 같이 더 많이 연구된 남극 호수와 대조됩니다.
물의 화학적 안정성이 연구자들의 관심을 끌고 있습니다
Enigma Lake의 물은 장기간의 격리에도 불구하고 안정적인 구성을 유지합니다. 과학자들은 무정형 빙하의 용해가 기여할 가능성을 관찰했습니다. 이러한 유입은 액체량을 갱신하는 데 도움이 됩니다. 2020년 1월의 이미지에는 호수로 유입되는 지표수의 급격한 증가가 기록되었습니다.
이 현상은 얼음 아래의 수문학 순환에 대한 의문을 제기합니다. 연구자들은 화학적 안정성의 정확한 원인을 계속 조사하고 있습니다. 이러한 특성은 호수를 다른 극한 환경에 대한 흥미로운 모델로 만듭니다.
다른 천체에서의 생명체 탐색에 대한 시사점
Enigma Lake 생태계는 목성의 유로파와 같은 달의 지하 바다에 대한 비유를 제공합니다. 우주생물학자들은 관심을 가지고 연구 결과를 따르고 있습니다. 햇빛 없이 고압에서 생존하는 유기체는 거주 가능성의 개념을 확장합니다. 이 연구는 복잡한 생명체를 발견하지는 못했지만 미생물의 회복력을 강화했습니다.
향후 우주 임무에서는 이 데이터를 참조로 사용할 수 있습니다. 남극 대륙은 지구에서 멀리 떨어진 곳에서 일어나는 과정을 이해할 수 있는 기회를 계속해서 제공하고 있습니다.