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미생물이야기 미생물이 모습을 드러내다.
2013-08-14 11:39:46
이엠생명과학연구원

미생물이 모습을 드러내다

   화석에 의해 나이가 30억 년 이상이라 추정되는 미생물은 과학적 지식이 없던 시대에서도 술 · 발효식품 · 퇴비제조와 같이 경험적으로 이용되어 왔다. 그러다가 미생물의 관찰 및 배양방법 등의 기술 개발과 더불어 미생물을 이용한 생물산업이 금세기 들어 비약적으로 발전하고 있다.

   여기서는 미생물이 어떠한 계기에 위해 어떻게 발전되어 왔는지를 이양기하고자한다.  왜냐 하면 그 과정이 참으로 의외적으고 흥미로운 역사적 배경과 일치하고 있으며, 이러한 과정에서 개발된 기술이 현재도 우리가 쉽게 활용할 수 있는 방법의 원리를 알려주고 있기 때문이다.

1) 느낌으로 알았던 미생물

   논두렁 · 밭두렁 사이에 심어놓은 콩 다 익으면, 콩 딴 후 뿌리채 뽑아 던져 버린 경험이 있을 것이다.
그것도 뿌리에 묻어있는 흙이 다른 집 텃 밭으로 갈 세라 탈탈 털어 버린 후에 말이다.  흙만 털었지 콩 뿌리에 달려 있는 혹은 보지도 못한 사람도 있을 것이고, 보았더라도 무슨 흙 알갱이가 이렇게도 안 떨어지나 하고 발로 홱 밟아 보거나 손으로 으깨보기도 하였을 것이다.

  그런데 고대 로마시대 농학자라 할 수있는 버질은  콩 뿌리에 달려 있는 혹이 질소를 고정한다는 사실을 알았다.  질소가 생명체에 있어 얼마나 중요한지 우리는 너무 잘 알고 있다.  그래서 질소는 인산 · 칼리와 함께 3대 요소라 하지 않은가.  뿌리에 혹이 달린 식물은 콩 이외에도 클로바 · 알팔파 등에 있는데 이들을 두과작물이라 한다.   두과작물은 질소를 고정하기 때문에 중요한 천연질소공급원이 된다.  화학비료가 공급된 후로는 질소공급원인 이들 생물이 소홀히 취급되었지만 최근 환경농업.유기농업 등이 부각되면서 그 중요성이 다시 높아지고 있다. 유럽등에서는 우기농업을 할 때 반드시 두과작물로 윤작재배를 하여야 한다고 한다. 버질도 이러한 사실을 안다면 매우 기뻐할 것이다.그가 말했던 이야기가 다시 빛을 보게 되었기 때문이다. 물론 우리 조상들도 두과식물을 심으면 땅이 기름진다는 것을 잘 알고  있었다.  그러나 우리 조상님 들이나 버질도 미생물을 눈으로 자세히 볼 수는 없었다. 현미경이 없었기 때문이다. 그래서 현미경이 발명되기 전까지는 미생물에 대해 과학적인 연구를 할 수 없었고 단지 추정만 하였던 것이다.  그러므로 옛날에는 미생물 관련 식품 · 자재등은 느낌에 의해 만들어졌던 것이다. 물론 미생물이 있는지도 몰랐겠지만, 이러한 느낌에 의해 전해오는 것을 오늘날 우리는 전통 식품 · 자재라 하고, 손맛이 좋아야 음식 맛이 좋다는 느낌의 문화도 있는 것이 아닌가.  그러나 우리는 과학을 하고 있다. 과학은 느낌이 아니라 눈으로 보게 하는 문명이 아닌가. 이제 느낌은 털어 버리고 눈으로 확인하는 과학의 세계로 들어가 보기로 한다.

 2)현미경-그 위대한 발명

  드디어 그렇게 기다리던 현미경이 17세기에 들어와 발명되었다. 렌즈 가공을 취미로 가지고 있던 루벤호크(1632-1723)는 작은 물체를 볼 수 있는 도구를 만들었다. 루벤호크는 뾰족한 부분 위에 물방울을 올려놓고 둥근 홈에 넣어놓은 렌즈를 통해 보면서 앞뒤 그리고 아래에 달려있는 손잡이를 돌려가면서 초점을 맞추어 나갔다. 그런데 어느 순간 그 물방울 속에서 지금껏 보지 못했던 생물들이 헤엄치고 있지 않은가. 그가 물 속에서 수영하고 있다고 묘사한 미소동물(animacules)은 그야 말로 그에게 는 신비였으며 경이었던 것이다. 물론 다른 사람이 보았어도 그의 입에서 감탄사가 저절로 나왔겠지. 로버트 후크처럼, 세균과 같은 작은 미생물을 볼 수 있게 하는 현미경이 발명된 네덜란드 델프트시는 흥분의 도가니에 빠져들었다. 세균의 직경은 약 1마이크로 혹은 1/1000 밀리미터(㎜)이다. 이 길이는 엄지와 검지를 맞대고 누른 틈 사이의 길이와 비슷하다. 이렇게 작은 것을 볼 수 있게 한 루벤호크는 그 시대의 영웅이었으며 현재도 그의 업적은 어느 누구에게도 뒤지지 않는다. 그런데 루벤호크가 누군지 압니까? 현미경을 발명하였으니까 매우 뛰어난 과학자라고 생각되겠지요,. 놀랄 것입니다. 그는 과학 지식이 거의 없는 무역포복상이었으며 시청문지기를 시간제로 하는 사람이었으며, 렌즈가공은 하나의 취미에 불과하였던 것이다. 이글을 읽는 우리는 어떤 취미를 가지고 있는지!

  루벤호크는 영국왕립학회와 연락을 취하였는데, 이 협회의 일원이었던 로버트 후크(1635-1703)가 관심을 갖고 루벤호크의 현미경 발명과 관찰한 원생동물·곰팡이·포자 그리고 식물 세포등에 대한 보고를 과학적으로 입증하였다. 어떤 사람은 다른 사람의 발명을 가로채기도 하는데 로버트 후크는 오히려 과학에 일자 무식한 루벤호크의 업적을 다듬어준 훌륭한 조력자였던 것이다. 로버트 후크는 과학자답게 이와 관련하여 세포(cell)란 용어를 사용하였다. 이 용어는 현대에 있어서도 매우 중요하게 사용되고 있다. 이를 토대로 로버트 후크는 1665년에 "마이크로그라피아"라는 미생물학 교재를 편찬하였다. 위대한 발명에 참으로 위대한 결과가 아닌가.

  루벤호크와 로버트 후크의 업적이 너무 뛰어나서 그런지 이들 이후 약 100여년 동안 미생물학에 대한 발전이 거의 없었다. 그러다가 19세기 중반과 20세기 초반에 획기적인 발전이 이루어졌다.




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