우주항공 시대에 걸어 보는 푸른 기대

한 연구원이 사막 지역에서 지의류를 조사하고 있다. 국립수목원 제공

우주항공청 발족과 함께 우주 시대에 대한 기대가 커지고 있다. 우주 시대는 우주로 발사체를 쏘아 올리는 것을 넘어, 지구 외 행성에서 인간이 거주하는 ‘테라포밍’을 의미한다. 우주에서 필요한 식물은 영화 '마션'의 감자를 떠올리게 된다. 하지만 ‘테라포밍’을 생각한다면 그 관점은 달라진다. 물과 산소가 존재하고 방사선을 차단하는 인류의 지속가능한 생존 환경이 필요하기 때문이다.

지구는 35억 년 전 시아노박테리아가 산소를 생성한 이후 식물의 진화를 거쳐 인간이 거주할 수 있는 환경이 됐다. 육상에 자리 잡은 식물은 나무로 진화하여 숲을 조성하고, 산소를 만들어 인간이 숨 쉴 수 있는 환경을 조성했다. 지구 생태계 생물은 상호작용을 통해 생태계 균형을 유지하고 있는데, 그 시작은 식물에 있다.

식물과 지의류 연구 전문기관인 국립수목원이 우주에 관심을 갖는 이유는 이 때문이다. 미 항공우주국의 '화성 테라포밍' 단계별 계획에 보면 네 번째 단계로 유전조작 식물과 지의류를 포함한 이끼를 이주시키는 것이 있다. 지의류라는 다소 생소한 생물에 미 항공우주국이 주목하는 이유가 있다. 지의류는 조류 또는 남세균과 곰팡이가 결합된 복합생명체인데, 조류와 남세균은 광합성 과정을 통해 영양원을 곰팡이에 공급하고, 곰팡이는 이들을 보호한다.

2005년 유럽우주국의 첫 우주환경 노출 실험에도 지의류가 사용됐다. 14.6일간의 우주 복사선 노출에도 총 2종의 지의류가 살아 돌아왔다. 유럽우주국은 2014년부터 18개월 동안 화성과 가장 근접한 환경인 남극의 맥머도 드라이 밸리에서 지의류 적용 실험을 했는데, 실험 지의류의 80%가 정상적인 대사활동을 보였다. 세포의 60% 이상이 화성 조건에 노출된 후에도 세포의 안정화를 보였다. 화성 표면에서 지의류 생존 가능성이 높은 것이다.

우주 연구에 이용되고 있는 지의류종(Xanthoria elegans). 국립수목원 제공

국립수목원도 극한 지역에서 지의류 연구를 진행한 적이 있는데, 지의류를 사막 지역에 정착시킨 결과 토양 안정화와 생물토양피막 유도에 성공한 바 있다. 이를 통해 사막 내 수목 생장에 긍정적 영향을 미치기도 하였다.

지의류 생존 연구를 기반으로 극한 환경에서 적응이 가능한 생물이 존재한다는 것은 우주에서 식물이 생존에 필요한 중력, 대기, 광, 방사선, 자기장, 근권부 등의 연구가 가능하다는 것을 의미한다. 선진국에서는 우주식물 연구를 이미 시작했다. 우주 시대에 대한 국민 관심이 높아진 요즘 우주항공청을 중심으로 유관 기관이 함께하는 우주생명과학 연구의 시작을 희망해 본다.

임영석 산림청 국립수목원장