과학 칼럼이나 기사를 읽다 보면 흥미로운 이야기가 많이 있습니다.오늘은 한겨레 사이언스에 게재된 진술을 토대로 지구 외 행성에서 식물을 키울 수 있고 잠시 소개하겠습니다.”결론부터 말하면 달의 토양에서도 식물은 싹을 낼 수 있지만 성장 속도가 느리다.그럼, 달나라에 인류를 위한 도시 건설은 가능한가”달의 토양에서 식물이 싹틀 수 있지만 성장 속도는 더디다
달의 표토(오른쪽 화분)에는 물을 밀어내는 성질(소수성)이 있어 물을 주면 방울처럼 맺힌다. 따라서 물을 잘 저어줘야 토양에 스며든다.
유전 정보를 다 알고 있는 애기 장대를 이용하고 실험 결과가 국제 학술지”comunications biology”에 실렸어요.#베이비 시터(Arabidopsisthaliana)는 모델 생물로,#모델 생물은 일반적으로 다른 생물에 비해서 그 구조가 간단하고 사육 및 재배가 쉽고 다양한 실험이 가능하다는 특징을 공통으로 갖고 있습니다.#유전학을 연구하기 쉬운 실험 샘플의 특징을 가지고 있습니다.긴 시간을 두고 다수의 연구자에 의해서 널리 연구된 생물 종을 총칭하는 용어입니다.우리가 생명 과학에 대해서 생각하면 흔히 연상하는 쥐, 초파리, 효모, 대장 균 등이 모델 생물의 예입니다.실험의 신뢰성과 타당성을 높이고 실험 군과 대조군
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실험을 하려면 #실험군과 #대조군이 필요하죠. [실험군 – 달 표면 토양, 대조군 – 화산재 모사 토양] #미 항공우주국(#NASA)으로부터 겨우 11년간 요청하여 얻은 #달 표면 토양은 불과 12g. 아폴로 달 탐사선이 3회에 걸쳐 382kg 중에서 얻은 양입니다. 아주 소중한 이 토양을 윌 플레이트(Wall plate) 5mm 깊이의 화분 12개를 만들었습니다. 그리고 대조군으로 화산재로 만든 달 #모사토양을 만들었습니다. 연구진은 과연 싹을 틔울까? 반신반의의의…
결과는 성공했습니다. 거의 모든 달 토양 화분에서 애기봉 싹이 나왔어요. 연구를 이끈 안나 리사 폴 교수는 달 토양이 식물 #발아와 관련된 #호르몬 생체신호를 방해하지 않았다는 것이 이를 증명한다고 말했습니다.
씨앗을 심은 지 6일 만인 애기장대, 달모사 토양에서 키운 것(왼쪽)과 월표토에서 키운 것(오른쪽). 출처 : 한겨레씨앗을 심은 지 이틀 뒤부터 싹이 트고 대조군인 모택양에서 모두 6일째까지 같은 발육 상태였어!그런데 6일째부터 이상해져 유전자 발현이 바뀌었다잎에서 붉은 반점의 스트레스 증후를 보인답니다.20일 이후 아기의 막대가 꽃 피기 직전에 아기의 막대기를 수확하고#유전자를 분석했습니다.그 결과, 염분, 금속, 활성 산소에 노출된 식물의 흔한 종류의 유전자 발현을 확인했습니다.즉 염분이 있는 토양이나 금속에 노출된 토양 등에서 자란 식물은 토양 환경의 영향을 유전자 발현이 정상적 토양에서 발육할 때와 달리 발현 현상을 보인 것입니다.우리가 건조 환경에 많이 노출되면 환경에 적응하기 위한 유전자의 발현이 바뀌거나 화학 물질이 노출됐을 때에 유전자 발현이 바뀌게 아기의 창자처럼 유전자의 발현이 바뀌었어요.식물이 달의 토양 환경을 스토렛사ー으로 알고 있다고 추론할 수 있다.연구진에 참여한 폴 교수아폴로 11호, 12호, 17호에서 가져온 월표토(위 3열)와 월모리(JSC1A맨 아래열)에서 자란 아기장대 수확 직전 모습. 성장 속도가 확연히 다르다는 것을 알 수 있다. 출처 : 커뮤니케이션 바이올로지(한겨레)위 사진을 보면 아폴로 11호, 12호, 17호에서 가져온 토양에서 자란 아기장대에서 성장이 다른 것을 볼 수 있습니다. 이는 달에서 채취한 흙의 위치에 따라 식물의 성장 양상이 달랐음을 알 수 있습니다. 아폴로 11호의 경우는 얕은 곳에서 채취한 토양인데, #태양풍에 더 많이 노출된 토양에서 이곳에서는 자란 히메기보우가 스트레스 징후를 더 많이 보인 것입니다. 특히 다른 하나는 자라지 못한 채 죽었습니다.달 토양은 수분도 없고 미생물도 없는 흙으로 지구에 토양과는 다릅니다. 토양은 유기물을 포함하고 있는 흙을 의미합니다. 또한 지구처럼 대기가 없어 우주에서 날아오는 입자에 무방비로 노출되어 있습니다. 그런데 토양을 이루는 기본 구성 물질은 같다는 점에서 적절한 물과 빛, 공기 조건을 갖추게 되면 식물의 성장은 가능하다고 보고 있습니다.주인공 마크 와트니는 감자 생산을 위해 CO2에서 O2를 분리하고 하이드라진 N2H4에서 수소를 분리해 물 H2O를 만들어 감자 농사를 지었다. 실제 2019년 네덜란드 와게닝언대 연구진이 이 같은 방식으로 물을 생산한 것이 오피나그릭ulture 논문에 실렸다.주인공 마크 와트니는 감자 생산을 위해 CO2에서 O2를 분리하고 하이드라진 N2H4에서 수소를 분리해 물 H2O를 만들어 감자 농사를 지었다. 실제 2019년 네덜란드 와게닝언대 연구진이 이 같은 방식으로 물을 생산한 것이 오피나그릭ulture 논문에 실렸다.미국과 러시아, 중국은 2030년대 이후 달에 상주 기지를 둔다는 목표를 가지고 있습니다. 달 기지를 두려면 그곳에서 #작물을 키워 먹을 것을 공급할 수 있는 환경을 구축하면 두말할 나위 없이 좋을 것입니다. 영화 #마션의 ‘마크 와트니’처럼 화성 토양에서 감자 농사를 지으며 자급자족할 가능성도 멀지 않을까요?실제로 우주정거장에서 상추에 이어 무를 수확했다. 사진출처 : 하프포스트코리아실제로 우주정거장에서 상추에 이어 무를 수확했다. 사진출처 : 하프포스트코리아실제로 우주정거장에서 상추에 이어 무를 수확했다. 사진출처 : 하프포스트코리아