과학자들이 달에서 가져온 흙에 처음으로 지구 식물의 싹을 틔우는 데 성공했다.
미국 플로리다대 식품·농업과학연구소 연구진은 “아폴로호가 달에서 채취해온 토양에 애기장대 씨앗을 심어 자라게 하는 데 성공했다”고 과학 저널 ‘커뮤니케이션 바이올로지’에 13일(현지시간) 발표했다.
그동안 지구 궤도를 도는 국제우주정거장이나 우주선에서 식물을 수경재배한 적은 있지만, 지구가 아닌 다른 천체의 흙에서 식물을 키운 것은 처음이다.
연구진은 1969년 인류를 최초로 달에 보낸 아폴로 11호와 뒤이어 달에 간 아폴로 12호, 1972년 마지막으로 우주비행사를 달에 착륙시킨 아폴로 17호가 각각 달에서 채취한 흙을 받아 연구를 진행했다. 애기장대는 십자화과(科) 식물로, 유전자가 완전히 해독돼 식물 연구를 위한 과학 실험에 자주 쓰인다.
논문의 제1저자인 로버트 펄 박사는 세 차례에 걸쳐 달 토양으로 식물을 재배하는 실험을 신청했다가 지난해 3월 처음으로 허가를 받아 연구를 시작했다.
연구진은 골무 크기의 세포 배양 용기에 달의 토양을 0.9g씩 넣은 뒤 5㎜ 깊이에 ‘애기장대’ 씨앗을 심었다. 이후 물과 영양분을 보충해줬다. 동시에 미 항공우주국(NASA) 존슨우주센터가 지구의 화산재로 달 토양과 비슷하게 만든 모사토(JSC1A)를 배양 용기 16개에 넣고 역시 애기장대 씨를 심었다.
결과는 놀라웠다. 애기장대는 달 토양과 지구 화산재 토양 모두에서 싹을 틔운 것이다. 물과 영양분만 주면 달에서도 농작물을 키울 수 있음을 실제로 입증했다는 의미다.
다만 달 토양에서 싹을 틔운 애기장대는 지구 화산재 토양보다 성장 속도가 느렸다. 뿌리도 제대로 자라지 못했으며 잎에 붉은 반점들이 나타나기도 했다. 식물이 스트레스를 받을 때 나타나는 전형적인 모습이다. 이에 연구진이 유전자를 분석한 결과, 애기장대는 염분과 금속 등이 포함된 달 토양의 구조적·화학적 구성에 적응하려고 분투한 것으로 나타났다.
스트레스 유전자 발현 형태는 달 토양 사이에서도 차이가 났다. 연구진은 “우주에서 날아오는 고에너지 입자에 더 오래 노출된 아폴로 11호 토양에서 스트레스 반응이 가장 강했다”고 밝혔다.
연구진은 앞으로 달 토양에서 식물을 정상적으로 성장시킬 방법을 찾기 위해 추가 연구를 진행할 계획이다. 이번 실험은 미국이 50년 만에 다시 추진 중인 아르테미스 유인 달 탐사 프로그램에도 도움을 줄 것으로 기대된다. 나사가 추진하고 있는 280억 달러(약 34조원) 규모의 프로젝트는 달을 우주탐사의 전진기지로 개발하겠다는 목표를 갖고 있다. 펄 박사는 “미래에 달을 우주탐사 허브나 발사장으로 삼으려면 그곳에서 작물을 키워 자급자족하는 게 합리적”이라고 밝혔다.
이예솔 인턴기자
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