보이지 않는 지구의 지배자 미생물의 과학

한국출판문화산업진흥원 “이달의읽을만한책”, 미국도서관협회 “우수 인문서”로 선정된 이 책은 우리를 둘러싼 친숙한 환경부터 상상을 초월하는 극한의 조건에서도 살아가는 우리들의 조그만 이웃 미생물에 대한 놀랍고도 흥미로운 이야기를 들려준다. 시각 청각 후각 촉각을 아우르는 미생물의 세계를 들여다보면 우리 주변에서 일어나는 다양한 자연 현상들을 이해하는 데 도움이 된다. 더불어 인구에 큰 영향을 줬던 다양한 질병들도 함께 소개한다.

서문

| 01 | 미생물이 있는 풍경
| 02 | 에너지를 얻는 방법
| 03 | 와인과 치즈의 미생물
| 04 | 미생물의 더부살이
| 05 | 질소를 순환시키는 미생물
| 06 | 황을 순환시키는 미생물
| 07 | 탄소를 순환시키는 미생물
| 08 | 극한의 환경에서 살다
| 09 | 적대적이거나 친절하거나
| 10 | 바이러스
| 11 | 흉악한 박테리아
| 12 | 지구의 모양을 조각하다
| 13 | 인간과 친숙한 미생물
| 14 | 최후의 생존자들

용어 정리와 찾아보기

이 박테리아들은 왜 이런 냄새를 풍기고, 왜 바다 생선에서만 증식하는 것일까? 바로 부패를 통해서 대사 에너지를 획득하기 때문이다. 바다 생선이 죽자마자 박테리아는 다른 사체에서 그러듯이 생선 표면에서 증식하기 시작한다. 처음에는 녀석들은 산소 호흡을 통해서 대사 에너지를 얻는다. 그렇게 빠르게 생선 표면 구석구석에서 산소를 빼앗는다. 우리와 대부분의 다른 동물에게서는 그걸로 끝이다. 산소가 없으면 더 이상 대사 에너지를 생성하지 못해 우리의 대사 과정이 중단되기 때문이다. 사실 우리나 대부분의 동물들은 빠르게 죽는다. 하지만 미생물은 산소가 고갈되자마자 산소가 필요 없는 방식으로 바꾸어 대사 에너지를 획득하기 시작한다. 생선에서 자라는 박테리아는 부족한 산소를 대신하기 위해서 바다 생선에 풍부한 트리메틸아민옥사이드trimethylamine N-oxide(앞으로 TMAO로 표기)라는 대체 화합물로 대사 에너지를 계속 획득한다. _<생선 비린내의 비밀>(본문 48쪽)샴페인에는 미생물 관찰자들의 모든 감각을 깨워줄 요소들이 풍부하다. 특유의 시각적·청각적·미각적 경험과 거품은 모두 미생물의 활동 결과이다. 물론 법적으로 ‘샴페인’이라는 이름의 음료는 오로지 부르고뉴의 샹파뉴 지방에서 생산된 와인에만 붙일 수 있다. 이를 ‘아펠라시옹 도리진 콩트롤레’이라고 하는데, 다른 사람들이 이 이름을 사용하여 이득을 보는 것에 불만을 품은 와인업자들을 진정시키기 위해 20세기 초에 도입된 시스템이다. 따라서 샴페인이라는 이 이름은 현재 법적인 보호를 받고 있다. 다른 곳에서 만들어진 비슷한 와인은 스파클링 와인이라고 한다. 이 특별한 프랑스 와인의 기나긴 전통과 훌륭한 품질을 찬양하는 의미에서, 거의 모든 스파클링 와인이 설령 ‘샴페인’이라고 불리지 못한다 해도 똑같이 완만한 곡선형 병을 사용하고 있다. _<샴페인의 미생물>(본문 71쪽)어떤 친구가 다른 친구보다 좀더 젊고 생기 있어 보이는 데에는 여러 가지 이유가 있을 수 있지만, 미생물이 생산하는 독소를 아주 엷게 희석시킨 약제 보톡스가 그 이유일 가능성이, 사실 아주 큰 가능성이 있다. 수백만 명을 죽인 이 끔찍한 독극물은 최소한 몇 주 정도주름을 없앨 수 있다. _<동안의 비결>(335쪽에서)적조 때 발견되는 미생물 일부는 물고기를 대량으로 죽일 수 있는 강력한 독성을 생산한다. 적조가 인간에게 미치는 위험은 대체로 간접적인 것이다. 굴, 조개, 가리비, 홍합 같은 여과섭식형 연체동물들은 별 영향을 입지 않지만 다량의 독성이 축적되어 포식자에게 해를 입히거나 치명적일 수 있다. 이 미생물 관찰지는 서양 속담의 기반이 된다. 바로 영문 명칭에 ‘r’이 없는 달에는 해산물을 먹지 말라는 것이다. 여름철에 따뜻해진 물은 해산물에게 독성이 있을 위험을 높인다. _<붉은 바다>(417쪽에서)

ㅡ 미생물이 없었다면 우리도 존재할 수 없었다
30억 년 전 ‘산소 혁명’을 통해서 지금과 같은 지구의 모습을 만든 주인공은 바로 미생물이다. 우리가 태어나서 죽을 때까지 함께 지낸다. 그들은 인류의 동반자로서 인류 진화사 전체와 함께한다. 우리가 들이마시는 한 모금의 공기도 순전히 미생물 덕분에 만들어진 것이다. 이 책은 우리를 둘러싼 친숙한 환경부터 상상을 초월하는 극한의 조건에서도 살아가는 우리들의 조그만 이웃 미생물에 대한 놀랍고도 흥미로운 이야기로 가득하다. ㅡ 미생물에 관한 아주 사소하면서도 깊이 있는 이야기
우리는 알게 모르게 미생물의 영향을 받고 있다. 일상은 미생물의 천국이다. 우리가 자주 먹는 요구르트부터 우유, 생선, 샴페인, 김치, 심지어 물에도 미생물이 존재한다. 또한, 알록달록한 색깔의 스펙트럼을 펼쳐 보이는 산호와 유황 냄새를 풍기는 삶은 달걀의 노른자, 숙성되고 있는 와인의 경쾌한 기포 터지는 소리까지. 가끔 독성이 있는 미생물을 섭취해 병을 얻기도 하지만, 미생물이 없는 우리의 삶은 상상조차 할 수 없다. 왜냐하면 우리들도 결국 작은 미생물로 이뤄진 생명체이기 때문이다.
시각 청각 후각 촉각을 아우르는 미생물의 세계를 들여다보면 우리 주변에서 일어나는 다양한 자연 현상들을 이해하는 데 도움이 된다. 더불어 동물부터 인간까지 다양한 생명체들의 신비도 들춰볼 수 있다. 소는 왜 되새김질을 하는지, 흰개미는 왜 나무를 갉아먹는지, 진딧물과 개미는 언제부터 공생했는지, 방귀의 원리는 무엇이며 어떤 성분이 들어 있는지, 스트레스를 받으면 정말 배가 아픈 것인지 등 동물과 내 몸에서 일어나는 여러 미생물의 생활과 역할을 알 수 있다.
바다생선에게서만 비린내가 나는 이유 | 흑해가 검은 이유 | 샴페인 병은 완만한 곡선형인 이유 | 해질녘의 빛나는 노을 | 고소한 치즈의 향기와 스위스 치즈 구멍의 정체 | 날달걀이 몇 달간 상하지 않는 비밀 | 동안과 보톡스의 관계 | 소가 풀이나 건초만 먹고도 몸을 유지하고 살이 찌는 이유 | <해저 2만 리>에 등장한 우윳빛 바다가 정말 존재할까? | 화장실의 검은 곰팡이는 해로울까? | 핵폭발 후에도 끝까지 살아남을 미생물이 있을까? | 연못에서 솟는 기포는 무엇일까? | 흰개미는 왜 나무를 갉아먹을까? | 죽은 생선의 몸에서는 왜 빛이 날까? | 도깨비불의 청제는? | 미국 밤나무를 멸종시킨 나무 전염병은 무엇일까? | 가장 많이 부활하는 질병으로 기네스에 오른 병은 무엇일까? 등등ㅡ 미생물이 이뤄낸 기나긴 진화의 시작과 끝에 서 있는 우리 자신
미생물은 수십억 년 동안 지구상에 존재했다. 그러니 겨우 10만 년 전에 나타난 현 인류 호모 사피엔스는 미생물의 이 고독한 여행에서 겨우 몇 걸음 정도만 함께했을 뿐이다. 우리는 그들이 걸어온 1킬로미터 거리에서 겨우 1센티미터 정도, 그들의 살아온 하루에서 겨우 2.5초 정도를 함께한 셈이 된다. 인류보다 더 앞선 고대 식물과 동물조차 미생물의 4분의 1 정도 시간 동안만 살았으니 우리 인류의 역사는 말할 것도 없다.
이 책은 미생물이 우리에게 ‘이롭다’ 혹은 ‘해롭다’라고 해답을 내려주지 않는다. 그저 미생물이 숨겨져 있는 곳을 찾아다닐 뿐이다. 옛날이야기나 고대 신화 같은 이야기를 들려주거나 옐로스톤 국립공원의 온천과 호주 카리지니 국립공원의 붉은 절벽을 거쳐 뉴멕시코의 칼스배드 동물을 방문한 뒤 캘리포니아의 버려진 광산 아이언 마운틴 같은 곳에까지 도달하면서 말이다. 산책하듯 탐구하고 관찰한 미생물 이야기는 미생물과 생물, 나아가 지구의 신비를 이해하는 데 큰 열쇠가 되고 있다. ㅡ 사람을 살리기도 하고 죽이기도 하는 미생물의 이중성
미생물의 형태와 크기가 별로 대단하지 않기 때문에 우리는 미생물의 진화적 업적을 사소한 것으로 치부하기 십상이다. 하지만 절대로 그렇지 않다. 우리의 생명줄을 갖고 있는 것도 바로 이 미생물들이다.
스페인의 모든 투우장 길에는 ‘플레밍’이라는 이름을 가진 길이 있다. 플레밍이 우연히 발견한 항생제인 페니실린 덕분에 투우사들이 영광스러운 목숨을 건졌기 때문이다. 그러나 미생물은 항생제에게서 살아남기 위해 빠르게 진화했고, 이제 페니실린의 효과가 닿지 않는 많은 미생물이 생겨났다.
이 책에서는 인구에 큰 영향을 줬던 다양한 질병들도 함께 소개한다. 그들은 모두 이 미생물들의 작품이다. 1951년 프랑스에서 발생한 맥각중독증은 오염된 호밀 가루로 인해 마을 전체를 광기에 휩싸이게 했고, 1520년 발생한 천연두는 당시 2천만 명이었던 멕시코의 인구를 1618년에는 160만 명으로 감소시켰다. 사스(SARS)와 신종플루, 에이즈 등의 신종 변종 바이러스들은 서로 다른 미생물의 결합이나 진화로 탄생한 것이다. 하지만 아이러니하게도 이에 관련된 백신과 약 또한 미생물에게서 얻는다. 백신과 미생물과의 전쟁은 끝이 없다. 사람뿐만 아니다. 밤나무줄기마름병은 미국의 밤나무를 모두 멸종시켰다.