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- 스페인 남서부의 리오 틴토는 지구상에서 가장 생명 적대적인 곳중 하나
- 구리, 니켈, 비소 및 카드뮴과 같은 독성 중금속이 고농도 황산에 용해돼 물은 강산
- Rio Tinto는 생물학적으로 죽은 것이 아니며 염분, 산성 및 독성 조건에 잘 대처하는 독특한 미생물 군집

유독성 색놀이
독성이 강한 산성 리오 틴토(Rio Tinto)에서 미생물은 어떻게 생존할까?

가장 강인한 자만이 이곳에서 살아남는다. 스페인 남서부의 리오 틴토는 지구상에서 가장 생명 적대적인 곳 중 하나다. 이 강의 물은 염분이 있고 산성이며 유독한 중금속으로 오염돼 있기 때문이다. 그런데도 미생물은 대사 과정을 통해 철을 산화시켜 물을 밝은 붉은색으로 만드는 이 유독성 수프에 살고 있다. 그들이 이것을 하는 방법은 화성의 잠재적인 미생물에 대해 많은 것을 밝힐 수 있다. 

▲ 스페인의 리오 틴토는 독성이 강하지만 분해 산물로 물과 침전물이 붉은 색을 띠는 미생물의 고향이다. Rio Tinto의 색상 플레이는 극적이다. 녹슨 빨강에서 핏빛 빨강, 보라색으로 바뀐다. 이 색상은 빗물이 강으로 흘러들어가는 상류의 Minas de Riotinto에서 채굴된 높은 농도의 철염과 황산염에서 비롯된다. © Andreas Kappler/ Universität Tübingen

리오 틴토(Rio Tinto) - 영어로 "붉은 강"으로 이름이 적절하다.
스페인 우엘바(Huelva) 지방의 약 100km 길이의 강은 오렌지에서 핏빛으로 아름답게 빛난다. 그러나 이것이 좋은 의미는 아니다. 강어귀의 물은 진짜 유독한 광산이다. 구리, 니켈, 비소, 철 및 카드뮴과 같은 독성 중금속이 고농도 황산에 용해되어 물은 매우 산성이며 적대적인 환경이다.

중금속은 어디에서 오는가?

“Rio Tinto는 유독성 슬러지가 현대 산업에 도입된 덕분이 아니라 수천 년 동안 중금속을 운반해 왔을 것이다"고 튀빙엔(Tübingen) 대학의 사라 클라인딘스트(Sara Kleindienst)가 보고했다. 그때도 사람들은 이베리아 반도 남쪽의 이른바 황철광대(pyrite belt) 위 강의 상류에서 광석을 채굴하고 있었다.

이 암석 지대에서는 금, 은, 구리, 주석, 납, 철뿐만 아니라 다량의 황화철 매장량이 발견된다. 광석을 채굴할 때 황화철은 공기 중의 산소와 접촉해 특정 미생물이 철과 황을 산화시킬 수 있었다. 연구원은 "결과는 피처럼 붉고 매우 산성인 물에서 망간, 코발트, 니켈 및 카드뮴과 같은 수많은 다른 독성 금속을 암석에서 방출하고 매년 강으로 흘려보낸다"고 설명한다.

미생물 "식품"으로서의 철분

강물의 높은 수준의 오염에도 불구하고 Rio Tinto는 생물학적으로 죽은 것이 아니며 염분, 산성 및 독성 조건에 잘 대처하는 독특한 미생물 군집이 있다. Kleindienst와 그녀의 동료들은 최근에 이 박테리아가 신진대사를 위한 에너지를 얻는 곳과 그들이 Rio Tinto 강어귀에서 중금속의 침전 또는 침출에 어떻게 영향을 미치는지 조사했다.

조사에 따르면 강물에 있는 대부분의 미생물은 용해된 철에서 에너지를 얻는다.
"이렇게 함으로써 그들은 철 광물을 형성하고 세포벽 주위에 다른 독성 금속을 침전시킬 수 있다. 이러한 세포와 ​​미네랄의 집합체는 하류로 운반된다"고 Kleindienst의 동료 Andreas Kappler는 말했다. 그곳에서 높은 염분 함량에 대처할 수 있는 다른 철 산화제가 금속의 추가 침전을 대신한다.

초기 화성과 유사

Rio Tinto의 철 산화 박테리아는 강 퇴적물에 퇴적되는 침철석, 적철광, 슈베르트만나이트 및 자로사이트와 같은 다채로운 광물을 생성한다. 그들은 또한 이 사진에서 물과 침전물의 강렬한 붉은 색을 담당한다. 튀빙겐 대학의 세르게이 아브라모프(Sergey Abramov)는 "흥미롭게도 같은 광물이 화성 분화구 게일(Gale)의 퇴적물에서 화성 탐사선 큐리오시티(Curiosity)에 의해 발견됐다.

"사실, Rio Tinto는 화성의 가상 생명체를 연구하기 위해 전 세계의 우주 생물학자들을 끌어들인다"고 Kappler는 덧붙였다. 한때 화성에서도 미생물이 그러한 광물을 생성했을 가능성이 있기 때문이다. 이것은 41억 년에서 37억 년 전에 Rio Tinto에서와 같이 대규모 강 시스템에서 유사한 산을 좋아하는 미생물에 의해 촉발되었을 수 있다.
출처: Eberhard Karls Tübingen 대학교

[더사이언스플러스=문광주 기자]

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