메탄을 생성하는 박테리아가 페름기 동안 지구상 생명체의 대부분을 대량 멸종시켰을 가능성이 있습니다.
메타노사르시나 박테리아는 페름기에 번성하여 대기 중으로 메탄을 방출했습니다. 사진: Perfect Lazybones
지구는 다섯 번의 대멸종을 겪었습니다. 그중 "대멸종(Great Dying)"으로 알려진 페름기 대멸종은 지구 육지 생물의 약 70%와 해양 생물의 96%를 멸종시켰습니다. IFL Science에 따르면, 이 대멸종 전후로 석탄 연대에 1천만 년의 차이가 생겼다는 것은 석탄을 형성하는 식물의 상당수가 이 대멸종으로 멸종했으며, 회복하는 데 수백만 년이 걸렸음을 시사 합니다.
하지만 화석 기록에서 종 수가 급감했던 시기를 찾는 것은 쉬운 일일 뿐입니다. 과학자들은 해저 메탄 가스 방출부터 소행성 충돌까지, 대량 멸종의 원인을 설명하기 위해 여러 이론을 제시해 왔습니다. 멸종 당시 암석을 연구함으로써 연구자들은 페름기 말기에 바다와 얕은 바닷물이 산소 부족 상태였음을 알게 되었습니다. 산소 부족은 파급 효과를 일으키며 멸종에 기여했을 가능성이 높습니다.
황을 환원하는 미생물은 산소 대신 황을 사용하여 무산소 호흡을 할 수 있으며, 저산소 환경에서 번성할 가능성이 높습니다. 이들이 생성하는 황화수소 부산물은 대기 중으로 방출되어 식물을 중독시키고 오존층을 파괴하여 약 2억 5천만 년 동안 생명체를 위험한 수준의 자외선에 노출시킬 수 있으며, 지구 온난화에도 영향을 미칠 수 있습니다. 해수면 상승은 얼어붙은 메탄이 대기 중으로 방출되도록 하여 문제를 더욱 악화시킬 수 있습니다.
대량 멸종 사건에 대한 또 다른 설명은 2014년 매사추세츠 공과대학(MIT)의 한 팀에 의해 제안되었습니다. MIT의 지구물리학 교수인 다니엘 로스먼과 그의 동료들은 메타노사르시나라는 단세포 박테리아가 유기물을 소화하여 클로스트리디움 박테리아로부터 수평적 유전자 전이를 통해 메탄을 생산할 수 있다는 것을 발견했습니다.
그들의 가설에 따르면, 메타노사르시나는 이 시기에 번성하여 대기 중으로 메탄을 분출하고 탄소 순환을 교란시켜 궁극적으로 멸종을 촉발했습니다. 메탄을 생성하는 박테리아와 관련된 화학적 과정은 니켈 금속과 관련이 있었습니다. 연구팀은 중국 남부의 퇴적물을 조사하여 이 가설을 뒷받침할 수 있는 다량의 니켈을 발견했습니다.
"수평적 유전자 전이는 생지화학적 변화로 이어졌고, 거대한 화산이 촉매 역할을 했습니다. 메타노사르시나의 우세는 이산화탄소와 산소 농도를 교란하는 데 중요한 역할을 했습니다."라고 연구팀은 결론지었습니다. "생지화학적 교란은 광범위한 지역에서 발생했을 가능성이 높습니다. 예를 들어, 황 농도를 증가시키는 메탄 산화는 대기 중으로 유독성 황화수소를 방출하여 육지에서의 멸종을 초래합니다."
가설을 증명하기 위해서는 더 많은 증거가 필요하지만, 연구진은 이번 발견이 지구가 미생물 진화에 얼마나 민감하게 반응하는지를 보여준다고 강조합니다. 연구팀은 아직 메타노사르시나가 언제 진화하여 부산물로 메탄을 생성했는지 정확히 밝히지 못했습니다.
안 캉 ( IFL Science 에 따르면)
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