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미생물이야기 미생물? 그리고 생물 그리고 미생물의 무한한 생명력
2013-07-30 16:02:28
이엠생명과학연구원

미생물은 단 1개의 세포로 이루어져있다. 크기가 매우 작기 때문에 육안으로는 식별하기 어려운 것을 총칭하여 미생물이라 한다. 인간이 육안으로 관찰할 수 있는 크기(가시한계)는 0.1mm라고 하니까 이보다 작은 단세포생물을 미생물이라고 해도 좋을 것이다.
그러면 이들 미생물은 생물계의 어디쯤 위치하는 것일까. 생물을 식물계와 동물계로 이분하는 분류법은 아주 오래전부터 있었는데 고대 그리스의 대학자인 아리스토텔레스도 이 분류법을 따라 생물학을 수립하였다. 그러나 이 분류법은 겉보기 자연을 기초로 한 것으로 활발하게 움직이는 생물을 동물 그렇지 않은 것을 식물로 분류한 것에 지나지 않는다.뢰벤후크는 현미경으로 관찰하여 활발히 움직이는 미생물을 미소동물이라고 명칭하고 있다.
이와 같이 생물의 모습과 생육장소 혹은 인간에게 유용한가 아닌가 등에 의해 분류하는 방법을 인위분류라고 하는데 이것으로 생물을 완전히 분류할 수는 없다.
사실 미생물을 분류학상 어느 위치에 놓을 것인가에 대해서는 현재까지도 분명히 확립되지 못한 상태이다. 현재 교과서에는 생물계를 식물계와 동물계로 이분하고 미생물의 대표격인 세균은 식물로 분류하는 경향이다.
그러나 최근에는 생물계를 세포의 구조에 따라 즉 핵의 구조가 확실한 진핵생물과 핵막이 없이 DNA가 드러난채로 존재하는 원핵생물로 이분한다. 그래서 이전의 동식물이 진핵생물로 미생물의 대표격인 세균 및 남조류 바이러스 리케챠 등을 원핵생물로 분류하고 있다.
어쨌든 미생물이라고 하는 것은 편의상의 호칭이며 분류학상의 명칭은 아니다.

 

 

 

 

 

 

"현재 지구상에서 가장 번영을 누리는 종족을 인간이라고한다. 거대한 생물인 인간이 지구상에 오십억명 이상이 살면서 번식을 계속하고 있는 것은 어떤 의미에서 놀라운 일이다. 그러나 숫자적으로 서식의 범위로 그 생활양식의 다양성으로도 미생물과는 비교가 되지 않는다. 미생물은 지구상의 어떤 생물보다도 숫자가 많고 생활력이 왕성한 생물이다. 생물이 서식할 수 있는 범위를 생물권이라고 하는데 인간이 살 수 있는 범위는 기껏해야 고도 5 000m정도로 땅속이나 물 속에서는 살수가 없다. 그러나 미생물은 고도 2만 8천m의 성층권에도 휴면상태로 부유하고 있고 1만 2천m심해의 바닥에도 서식하고 있다. 이 해저에서는 1 000 기압이상 즉 1제곱미터당 1톤의 중압에도 견디는 미생물도 있으며 실험에 의하면 1 400 기압에도 견디는 미생물이 있을 정도이다.

식중독을 일으키는 미생물은 비교적 고온에 약하기 때문에 식중독을 예방하려면 가열 살균을 할 필요가 있다. 그런데 미생물 중에는 300도 이상의 해저화산 주위에서도 생육할 수 있는 세균이 있으며 저온에서는 영하 20도에서도 생육할 수 있는 세균이 알려져 있다. 또한 세균 중에는 환경이 나빠지면 포자를 만들어 휴면하는 것도 있고 휴먼상태에서는 섭씨 100도 이상에서도 생존이 가능하고 동결건조를 하면 몇십년간 살아있을수도 있다.

음식물을 소금에 절이는 것은 일반적으로 부패균이 염분에 약한 성질을 이용한 것이다. 그러나 된장 간장을 만들때 작용하는 효모는 18~20%의 염분에도 견디며 사해에서는 35.3%의 매우 높은 염도에서도 미생물이 산다는 것이 확인되고 있다.


산 알칼리에 대해서는 어떨까?

미생물 중에는 PH 1.0의 강산성부터 PH 11.0의 강알칼리성까지 생육이 가능한 것이 있다. 인체 내에서는 공복시 위내의 PH가 3 이하로 매우 강한 산성이 되며 소장부터 대장에 걸쳐서는 산성부터 약알칼리성이 된다. 장내에 사는 세균은 일반적으로 산에 약하고 알칼리에 강하지만 극한적인 조건을 좋아하는 것은 아니다.

미생물 중에는 광합성이나 질소고정 등에 의해 독립영양을 이루어 가는 것도 있다. 그러나 대부분의 미생물은 다른 생물이 만들어 놓은 유기물을 영양원으로 이용하는 종속영양형이다. 미생물의 밥은 아주 광범위해서 동식물의 죽은 잔해에서부터 철 석유 유리 플라스틱을 먹는 것도 있다.

이러한 미생물이 단 1g의 토양에 1천만에서 1억마리가 살고 있는 것이다. 그뿐이 아니다. 우리 몸의 표면에도 미생물은 많은 수가 붙어서 살고 있으며 구강 호흡기 소환관내에도 무수히 많은 미생물이 살고 있다.

 

"뢰벤후크에 의한 미생물의 발견은 생물의 자연발생설에 다시 활기를 불어넣는다.

1665년 이탈리아의 의사 프란체스코 레디가 고기를 병 속에 넣고 깨끗한 가제를 이중으로 하여 덮개를 씌웠을 때 언제까지나 구더기가 발생하지 않는다는 것을 실험으로 증명하여 파리의 유충인 구더기가 고기 및 수프 등으로부터 자연적으로 발생한다고 하는 자연발생설을 부정한 적이 있으나 자연발생설의 신봉자들은 단념하지 않고 있었다. 당시는 아리스토텔레스의 뱀장어는 난생도 태생도 아니며 지렁이로부터 생겨난다. 지렁이를 해부하면 그 속에 작은 뱀장어가 가득 있다.라고 하는 기상천외의 설이 진지하게 논의되고 있던 시대였던 것이다.

레디의 실험은 설득력이 있는 것으로 그의 실험 조건하에서는 분명히 구더기는 생기지 않는다. 그러나 미생물은 발생한다. 자연발생설의 열렬한 신봉자였던 영구의 니담 신부는 1749년 잘 끓인 스프에 뚜껑을 해두어도 미생물이 발생한다는 것을 발표하여 자연발생설에 다시 불을 붙였다.

그로부터 15년 후인 1764년 이탈리아의 과학자인 스팔란쨔니는 플라스크에 넣은 수프를 충분히 끓이고 완전히 밀봉해 놓으면 미생물이 발생하지 않는 것을 실험으로 증명하였다. 그러나 이번에도 반론이 대두되었다. 프랑스의 화학자 게이 뤼삭은 가열 밀폐한 용기 중에서 미생물이 발생하지 않은 것은 미생물의 생육에 필요한 산소가 없었기 때문이라고 했다.

이러한 일련의 논쟁에 종지부를 찍은 것은 파스퇴르(1822~1895)였다. 그는 수프에 미생물이 발생하는 것은 공기 중에 부유하던 미생물이 수프에 부착하기 때문이라고 말했다. 그는 면화약의 필터로 밀봉하면 미생물의 발생을 방지할 수 있다는 것을 증명한 후에 유명한 백조형의 플라스크를 고안하여 실험했다.

플라스크의 목을 백조의 목처럼 길고 가늘게 굽히고 그안에 있는 수프를 끓이면 플라스크내의 공기는 수증기와 함께 밖으로 배출되지만 수프가 식으면 외부로부터 공기가 들어온다. 그러나 공기 중의 미생물은 구부러진 관을 통해 들어오는 사이에 관의 내부에만 부착되고 안에 있는 수프까지는 도달하지 않기 때문에 미생물은 발생하지 않는다. 관을 도중에 잘라내면 이번에는 미생물이 발생한다.

거의 완벽한 이번 실험으로 자연발생설은 부정되었다.

때는 1860년으로 레디의 실험으로부터 2백년 가까이 흘러서야 비로소 생물은 생물로부터만 발생한다는 사실이 증명된 것이다.




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