과학자들은 온실 효과의 원인을 발견했습니다.
최근 리뷰 : 01.07.2025
지구상 메탄의 최대 4%는 산소가 풍부한 바닷물에서 유래하지만, 과학자들은 지금까지 온실가스의 정확한 출처를 파악하지 못했습니다. 이제 연구원들은 그 원인을 찾아냈다고 밝혔습니다.
이 발견을 이끈 과학자들은 해양 지구화학을 연구하려는 게 아니었습니다. 그들은 새로운 항생제를 찾고 있었습니다. 미국 국립보건원(NIH)의 지원을 받은 이 프로젝트는 이미 농업과 의학 분야에서 사용되고 있는 포스포네이트라는 특이한 종류의 잠재적 항생제를 연구하고 있었습니다.
"저희는 탄소-인 결합을 가진 모든 종류의 항생제를 연구합니다."라고 일리노이 대학교 미생물학 교수이자 이 프로젝트의 책임자인 윌리엄 메트칼프와 게놈생물학 연구소 교수인 윌프리드 반 데르 동크는 설명합니다. "항생제를 만들 것으로 생각했던 미생물의 유전자를 발견했습니다. 하지만 실제로는 그렇지 않았습니다. 완전히 다른 일을 하고 있었죠."
이 미생물은 지구상에서 가장 흔한 생물 중 하나인 니트로소푸밀루스 마리티무스(Nitrosopumilus maritimus)로, 산소가 풍부한 외해수에 서식했습니다. 과학자들은 이 미생물에서 잠재적인 항생제인 포스폰산을 생성할 수 있는 유전자를 발견했습니다. 연구진은 니트로소푸밀루스 마리티무스 DNA의 필요한 부분을 채취하여 대장균(장내세균)의 유전체에 이식했습니다. 그러나 이 변형된 박테리아는 과학자들이 기대했던 항생제가 아닌 메틸포스폰산(메틸포스포네이트)을 생성하기 시작했습니다.
연구자들은 이 물질을 사용하여 바다 속 메탄이 메틸포스포네이트를 메탄과 인산으로 분해하는 박테리아의 산물이라는, 이전에는 인기 없었던 가설을 확인했습니다.
"이 이론에는 단 하나의 문제가 있었습니다."라고 반 데르 동크는 말한다. "메틸포스폰산은 이전에 해양 생태계에서 검출된 적이 없었습니다. 알려진 화학 반응에 근거하면, 특이한 생화학을 사용하지 않고 이 화합물이 어떻게 생성되는지 이해하기 어려웠습니다."
실험실에서 니트로소푸밀루스 마리티무스를 다른 해양 박테리아와 함께 대량 배양한 결과, 과학자들은 니트로소푸밀루스 마리티무스의 세포벽에 메틸포스포네이트가 축적된다는 것을 발견했습니다. 이 생물이 죽으면 다른 박테리아가 메틸포스포네이트의 탄소-인 결합을 끊어 인을 흡수합니다. 인은 해양에서는 드물지만 생명에 필수적인 원소입니다. 따라서 메틸포스포네이트의 탄소-인 결합이 끊어지면 메탄이 방출됩니다.
과학자들은 이러한 발견이 지구 기후 변화의 본질을 더 잘 이해하는 데 도움이 될 것이라고 밝혔다.
"온실 효과의 20%가 메탄에서 비롯되며, 그중 4%는 이전에 알려지지 않은 출처에서 발생한다는 것을 알고 있습니다. 기후 변화 시 어떤 일이 일어날지 이해하려면 메탄이 어디에서 생성되고 어떻게 처리되는지 알아야 합니다."라고 윌리엄 메트칼프는 말했습니다.