지구상 최대의 대량 멸종의 범인

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메탄을 생성하는 박테리아가 페름기 동안 지구상 생명체의 대부분을 대량 멸종으로 몰았을 가능성이 있습니다.

메타노사르시나 박테리아는 페름기에 번성하여 대기 중으로 메탄을 방출했습니다. 사진: Perfect Lazybones — 메타노사르시나 박테리아는 페름기에 번성하여 대기 중으로 메탄을 방출했습니다. 사진: *Perfect Lazybones*

지구는 5번의 대규모 멸종을 겪었습니다. 그 중 '대멸종'으로 알려진 페름기 대량 멸종 사건으로 인해 지구 육지 생물의 약 70%, 해양 생물의 96%가 멸종했습니다. IFL Science 에 따르면, 이 멸종 기간 동안 석탄 연대에 1,000만 년의 차이가 생겼다는 것은 석탄 형성 식물의 상당수가 이 사건으로 멸종했고 회복하는 데 수백만 년이 걸렸다는 것을 보여줍니다.

하지만 화석 기록에서 종의 수가 갑자기 감소한 시기를 찾는 것은 쉬운 일일 뿐입니다. 과학자들은 대량 멸종의 원인을 설명하기 위해 해저에서 메탄 가스가 방출된 것부터 소행성 충돌까지 다양한 가설을 제시했습니다. 멸종 사건으로 인해 형성된 암석을 연구함으로써 연구자들은 페름기 말의 산소가 고갈된 바다와 얕은 물에 대해 알게 되었습니다. 저산소증이 연쇄적 효과를 내며 멸종 사건에 영향을 미친 것으로 보인다.

유황을 환원하는 미생물은 산소 대신 유황을 사용하여 혐기성 호흡을 수행할 수 있으며, 산소가 부족한 환경에서 번성할 가능성이 더 높습니다. 이들이 생성하는 황화수소 부산물은 대기 중으로 방출되어 식물을 중독시키고 오존층을 파괴하여 생명체를 약 2억 5천만 년 동안 위험한 수준의 자외선에 노출시킬 뿐만 아니라 지구를 따뜻하게 만들 수도 있습니다. 해수 온도가 상승하면 얼어붙은 메탄이 대기로 빠져나가 문제가 더 심해질 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 클로스트리디아 박테리아로부터 수평적 유전자 전이를 통해 메탄을 생성할 수 있다는 것을 발견했습니다.

그들의 가설에 따르면, 메타노사르키나는 이 기간 동안 번성하여 대기 중으로 메탄을 뿜어내고 탄소 순환을 방해했으며, 궁극적으로 멸종 사건을 촉발했습니다. 이 화학 과정에는 니켈 금속에 결합된 메탄을 생성하는 박테리아가 관여합니다. 연구팀은 중국 남부의 퇴적물을 조사하여 가설을 증명할 수 있는 막대한 양의 니켈을 발견했습니다.

"수평적 유전자 전이는 생물지화학적 변화로 이어졌고, 큰 화산이 촉매 역할을 했습니다. Methanosarcina의 유행은 CO2와 O2 농도를 방해하는 역할을 했습니다."라고 연구팀은 결론지었습니다. "생물지화학적 교란은 광범위하게 일어날 가능성이 높습니다. 예를 들어, 유황 수치를 증가시키는 메탄 산화는 대기 중으로 독성 황화수소를 방출하여 육지에서 멸종을 초래합니다."

이 가설을 증명하기 위해서는 더 많은 증거가 필요하지만, 연구자들은 이번 발견이 지구가 미생물 생명체의 진화에 민감하게 반응한다는 것을 보여준다고 강조한다. 연구팀은 메타노사르시나가 언제 진화하여 메탄 부산물을 생산하게 되었는지 정확히 파악하지 못했습니다.

안 캉 ( IFL Science 에 따르면)

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