영하 15도에서 움직이는 생명체: ‘이것’의 놀라운 생존 전략 [와우! 과학]

북극과 남극에는 극한의 추위에 적응한 다양한 생물들이 살고 있다. 두꺼운 지방층이나 털을 가진 북극곰이나 펭귄과 달리, 영하의 온도에서 아무런 보호막 없이 살아가는 단세포 생물들도 존재한다. 이들은 온도가 0도 아래로 내려가면 죽는 일반적인 생물들과 달리, 얼음 속에서도 생명 활동을 이어간다.

미국 스탠퍼드대 마누 프라카쉬(Manu Prakash) 교수 연구팀은 알래스카대 연구선 ‘시쿨리아크’(Sikuliaq)를 타고 북극해의 얼음 밑에 서식하는 단세포 식물성 플랑크톤인 규조류(diatom)를 조사했다. 이들은 해빙을 뚫고 들어온 햇빛을 이용해 광합성을 하며, 전 세계 해양 생태계에서 중요한 역할을 담당한다. 연구팀은 북극해 12곳에서 채취한 얼음 샘플을 분석하여 이 규조류의 생존 방식을 연구했다.

최저 온도 운동 기록 경신

바닷물은 염분 때문에 0도보다 낮은 온도에서 얼기 시작하는데, 연구팀은 이러한 환경을 실험실에서 재현했다. 온도를 서서히 낮추면서 규조류의 움직임을 관찰한 결과, 놀랍게도 이들은 영하 15도의 극한 환경에서도 움직임을 유지했다. 이는 지금까지 알려진 진핵생물 세포 가운데 가장 낮은 온도에서 움직임을 보인 사례로 기록되었다.

더욱 흥미로운 점은 이들의 독특한 이동 방식이다. 일반적으로 단세포 생물은 편모나 섬모, 위족(pseudopod) 같은 부속지를 이용해 움직인다. 하지만 이 북극 규조류는 외부 부속지가 전혀 없었다. 대신 달팽이처럼 점액을 분비하고, 다세포 동물의 근육 수축에 관여하는 단백질인 액틴(actin)과 미오신(myosin)을 이용해 그 위를 미끄러지듯 이동했다. 연구팀은 이들의 움직임을 마치 ‘스케이트를 타는 것’에 가깝다고 설명했다.

기후 변화와 극지 생물의 미래

이번 연구는 극한 환경에 적응한 생물들의 놀라운 능력을 보여준다. 그러나 이들은 최근의 기후 변화로 인해 멸종 위기에 처해 있다. 북극 규조류 역시 북극해의 해빙이 사라지면 서식지를 잃게 될 것이다.

이 연구는 기후 변화가 북극곰 같은 대형 동물뿐만 아니라, 눈에 보이지 않는 미세한 생물들에게도 심각한 위협이 되고 있음을 보여주는 중요한 증거다. 과학자들은 이러한 극한지 미생물들의 생존 전략을 연구함으로써 생명체의 생존 한계를 이해하고, 변화하는 지구 환경에서 이들의 미래를 예측하는 데 도움을 얻을 수 있다.

고든 정 과학 칼럼니스트 jjy0501@naver.com