http://news.v.d aum.net/v/20220513103353851( 서울=연합뉴스) 엄남석 기자 = 달에서 가져온 푸석푸석 토양에서 씨를 발아해 식물을 재배하는 데 처음으로 성공했다. 이는 달은 물론 달 너머 다른 행성에서 작물을 재배해 산소를 얻을 수 있는 길을 열어두는 결과로 평가됐다. 미국 플로리다대 연구진은 달의 암석층을 덮고 있는 먼지와 흙 등으로 만들어진 레고리스(regolith)에서 씨앗을 발아시켜 재news.v.daum.net 달 토양식물 재배에 첫 성공. 달서작물 재배 및 산소 확보의 길을 열어준다.
달 토양 ‘레고리스’에서 발아한 바다상어[UF/IFASphotoby Tyler Jones 제공/재판매 및 DB 금지] [email protected] (서울=연합뉴스) 엄남석 기자 = 달에서 가져온 푸석푸석 토양에서 씨를 발아시켜 식물 재배에 처음으로 성공했다. 이는 달은 물론 달 너머 다른 행성에서 작물을 재배해 산소를 얻을 수 있는 길을 열어두는 결과로 평가됐다.미국 플로리다대 연구진은 달의 암석층을 덮고 있는 먼지와 흙 등으로 된 ‘레고리스'(regolith)로 씨를 발아시켜 재배할 수 있다는 점을 보여주는 연구 결과를 ‘커뮤니케이션즈 바이올로지'(Communications Biology)에 발표했다.플로리다대에 따르면 이 대학 식량농업과학연구소(FU/IFAS)의 원예학 교수 아나 리사 폴 박사 등이 참여한 연구팀은 미 항공우주국(NASA)으로부터 12g의 레고리스를 빌려 식물 재배 실험을 했다.레고리스는 아폴로 11호와 12호, 17호 우주인들이 채집해온 것으로 찻숟가락 3~4개 분량밖에 되지 않는 적은 양이어서 세포 배양에 이용되는 플라스틱 판을 화분으로 만들어 미니 ‘달농장’을 만들었다.이 화분에 약 1g씩 레골리스를 넣어 배양액에 적신 뒤 회양목 씨를 심었다. 바다상어는 유전자 코드가 완전히 분석돼 식물 실험에서 가장 널리 이용되는 종으로 달의 토양이 바다상어의 생장 과정에 미치는 영향을 유전자 발현 수준까지 깊게 들여다볼 수 있었다고 한다.연구팀은 극단적인 환경 토양과 화성과 달 토양을 모방한 지구물질인 ‘JSC-1A’에도 회양목을 심어 생장 과정을 비교했다.연구팀은 발아 가능성에 대해 확신하지 못했지만 거의 모든 종이 발아했다. 이는 달의 토양이 식물의 발아와 관련된 호르몬과 신호를 방해하지 않는다는 점을 보여주는 것으로 해석됐다.그러나 시간이 지나면서 달 토양에서 발아한 흑상어의 생장이 비교 그룹보다 느리고 개체 간 차이도 더 두드러지는 등 차이를 보이는 것으로 나타났다. 이는 식물이 달 토양의 구조적, 화학적 구성에 적응하기 위해 분투 중이라는 점을 보여주는 물리적 신호로 받아들여졌지만 유전자 발현 양상을 통해서도 확인됐다.폴 교수는 “유전자 수준에서 히메키나가 염분이나 금속, 산화스트레스와 같은 요인에 대처하는 데 전형적으로 활용되는 도구를 사용했는데 이를 통해 식물이 달 토양 환경을 스트레스로 받아들이고 있다는 점을 추론할 수 있다”고 설명했다.
유전자 분석을 위해 달 토양에서 발아한 애기똥가리 시료를 채취하는 장면[UF/IFASphotoby Tyler Jones 제공/재판매 및 DB 금지] [email protected] 연구팀은 유전자 발현 자료를 이용해 식물, 특히 작물이 달 토양에서 극히 작은 영향만 받고 자랄 수 있는 수준까지 스트레스 반응을 개선할 계획이라고 밝혔다.연구팀은 달 토양을 채취한 곳에 따라 식물의 반응이 다를 수 있다고 제시했다. 예를 들어 달의 지질학자들이 장년기의 달 토양으로 불리는 곳에서 채취한 토양에서 자란 식물에서 스트레스 신호가 많고 비장년기 토양에서 자란 식물은 상대적으로 양호한 것으로 나타났다. 장년기의 토양은 태양풍에 의해 많이 노출되어 구성이 변화한 것으로 추정되고 있다.논문 공동저자인 지질학 조교수 스피븐 에럴드 박사는 달 토양에서 식물을 재배하면 토양 자체를 바꿀 수 있다며 매우 건조한 달 토양광물이 식물을 심고 이를 키우기 위해 물과 양분을 공급했을 때 어떻게 반응하는지, 물을 주는 것이 광물을 식물친화적으로 바꾸는지에 대해서는 추가적인 연구가 필요하다고 말했다.
갈매기 씨앗 심고 6일 후 발아상황 [UF/IFASphotoby Tyler Jones 제공/재판매 및 DB 금지] [email protected] ▶제보는 카카오톡 okjebo
아폴로가 가져온 달 토양에 지구 식물을 싹튼[사이언스샷] https://news.v.daum.net/v/20220513070126098 과학자들이 달에서 가져온 흙으로 처음으로 식물을 키우는 데 성공했다. 이에 따라 향후 월 유인기지에서 작물을 재배해 자급자족하는 것도 가능해질 것으로 기대된다. 로버트 펄 미국 플로리다대 석좌교수 연구진은 아폴로 우주선이 달에서 가져온 토양에 애기똥가리 씨를 심어 싹을 틔우고 자라도록 했다고 13일 네이처 자매지 커뮤니케이션 바이올로지에 다리 news.v.daum.net의 성장 속도는 지구화산 토양보다 느려졌다.
아폴로 우주선이 가져온 달 토양에서 자란 흰강아지./미국 플로리다대 과학자들이 달에서 가져온 흙으로 처음으로 식물을 키우는 데 성공했다. 이에 따라 향후 월 유인기지에서 작물을 재배해 자급자족하는 것도 가능해질 것으로 기대된다.로버트 펄 미국 플로리다대 석좌교수 연구진은 “아폴로 우주선이 달에서 가져온 토양에 애기풀 씨앗을 심어 싹을 틔우고 자라도록 했다”고 13일 네이처 자매지인 ‘커뮤니케이션 바이올로지’에 발표했다.지금까지 지구궤도를 도는 국제우주정거장이나 우주선에서 수경재배로 식물을 키운 적은 있지만 지구가 아닌 다른 천체의 흙으로 식물을 키운 것은 이번이 처음이다.◇11년 만에 달 토양 재배 실험이 이뤄지면서 연구진은 1969년 처음으로 인류를 달 표면에 보낸 아폴로 11호와 그해 뒤를 이어 달에 간 아폴로 12호, 1972년 마지막으로 우주인을 달에 착륙시킨 아폴로 17호가 각각 달에서 가져온 토양에 바다상어 씨를 심었다. 바다상어는 배추, 무와 같은 십자화과 식물로 유전자가 완전히 해독돼 과학실험에 많이 쓰인다.펄 교수와 같은 대학의 안나 리사 폴 교수는 지난 11년간 3차례에 걸쳐 월 토양에서 식물을 재배하는 실험을 신청했지만 이번에 처음으로 허가를 받았다. 연구진은 뼈 없는 크기의 홈이 있는 세포배양용기 12개에 달 토양을 0.9g씩 5밀리미터 깊이에 넣어 씨를 심었다. 그 후 물과 영양분을 주었다.아울러 미 항공우주국(NASA) 존슨우주센터가 지구 화산재로 달 토양과 비슷하게 만든 모사토(JSC1A)도 배양용기 16개에 담아 역시 갈매기 씨를 심었다. 바다상어는 달 토양과 지구의 화산재 토양에서 모두 싹을 틔웠다. 물과 영양분만 주면 달에서도 농작물을 키울 수 있음을 실제로 입증한 것이다.
싹이 틔운 지 16일이 되자 달 토양의 애기똥가리(오른쪽)는 지구의 화산재로 만든 모사토의 애기똥가리(왼쪽)보다 성장이 느린 것으로 나타났다./미국 플로리다대◇우주입자 노출이 많으면 성장이 느리고 아기의 장은 달 토양에서도 싹을 틔웠지만 성장 속도는 지구의 화산재 토양보다 느렸다. 뿌리도 잘 자라지 않았다. 잎에 붉은 반점이 생기기도 했다. 식물이 스트레스를 받을 때 나타나는 전형적인 모습이다.연구진은 아기봉에서 어떤 유전자가 작동했는지 조사했다. 달 토양에서 자란 식물은 유전자가 1000개 이상 더 작동했지만 대부분 염분이나 중금속, 활성산소 등 유해 요인에 대항하는 스트레스 반응 유전자였다.스트레스 유전자 발현 형태는 월 토양 사이에도 차이가 있었다. 연구진은 “우주에서 날아오는 고에너지 입자에 더 오래 노출된 아폴로 11호 토양에서 스트레스 반응이 가장 강했다”고 밝혔다. 11호 토양에서는 아기봉 스트레스 유전자가 465개 작동했는데 12호와 17호 토양은 각각 265개와 113개였다.
딜 토양에서 자란 매화 가재의 유전자를 분석하는 모습./미국 플로리다대 연구진은 앞으로 달 토양에서 식물이 잘 자랄 수 있도록 개선할 방법을 찾겠다고 밝혔다. 이는 미국이 50년 만에 다시 추진 중인 아테미스 유인 달 탐사 프로그램에도 도움이 될 것으로 기대된다. 펄 교수는 “장래 달을 우주탐사 허브나 발사장으로 사용하기 위해서는 그곳 토양에서 식물을 키우는 것이 합리적”이라고 밝혔다.한국도 자체 달 탐사를 추진하고 있어 식물 재배 실험을 준비해야 한다는 목소리가 나온다. 신휴선 한국건설기술연구원 미래스마트건설연구본부장은 “이미 포천 현무암에서 국산 달 모사토를 개발했지만 주로 우주장비 시험에 사용해 식물 재배는 하지 못했다”며 “생명과학 분야 정부 연구기관과 함께 국내에서도 달 환경 재배 실험을 추진할 수 있을 것”이라고 말했다.