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과학계 '기후 위기' 선언, '미생물'이 정답이다?
등록일 : 2019-11-26 17:02 | 최종 승인 : 2019-11-26 17:02
이강훈
최근 전 세계 1만 1000여 명의 과학자가 기후 비상사태를 선포했다(사진=위키미디어 커먼즈)
 

[리서치페이퍼=이강훈 기자] 전 세계 1만 1,000여 명의 과학자들이 기후 비상사태를 선포했다. 

과학자들은 기후 위기로 인한 유례없는 고통을 경고했다. 육식 섭취와 삼림파괴를 중단하고, 화석 연료를 땅에 매립하는 등의 조치가 취해져야 한다는 지적이다. 그리고 해당 조치의 첫 번째 수단으로 '미생물'이 대두됐다.

미생물은 사실 우리 인간 삶에 중요한 역할을 하는 존재지만, 이제껏 이들의 역할을 제대로 인식하지 못했었다. 물론 일부 미생물들은 질병을 유발할 수 있지만 그 외 대부분 미생물은 완전히 무해하다. 심지어 그들 없이 인간도 존재할 수 없다.

미생물은 지구의 생명을 구하는 데 매우 중요한 역할을 한다(사진=123RF)
 

 

미생물은 산소를 싣고

과학계에 따르면 약 20억~30억 종의 미생물이 인간과 지구에 같이 공존하고 있다. 이들은 극히 작은 유기체이기 때문에 육안으로는 보이지 않지만, 지구의 생명을 구하는 데 매우 중요한 역할을 한다. 

가령 가스가 새나가지 않도록 고정하거나 죽은 식물과 동물의 물질을 더 단순한 물질로 분해해 먹이사슬에 공급하는 것이다. 이 같은 활동은 의약품이나 효소, 식품 생산을 비롯한 여러 분야에서 인간에게 도움을 준다.

이런 미생물은 박테리아나 바이러스, 원생동물, 해조류, 곰팡이 등 여러 형태로 존재한다. 그중에서도 남세균은 가장 크고 다양한 광합성 박테리아 유형이다. 남세균은 엽록소를 가지고 광합성으로 하는 미생물로 약 2억 8,000만 년 전에 등장해 유산소 광합성을 수행한 최초의 유기체다.

실제로 남세균은 이전의 많은 연구에서 이미 그 역량을 인정받은 바 있다. 가령 지구 대기 중 산소 농도를 1% 미만에서 오늘날의 수준인 21%로 끌어올리는데 주요한 역할을 했다. 

산소 농도 증가는 새로운 미생물의 진화를 가능하게 만들어 지구상의 모든 서식지의 생물 다양성을 증진시켰다. 이와 관련해 최근 8개국 35개 기관의 과학자 33명이 지구의 생물 다양성과 생태계의 "보이지 않는 다수"를 무시하지 말아야 한다는 선언을 하기도 했다.

해양 생물의 개체 수 조사 자료에 따르면, 해양 전체 생물량의 90%가 미생물이다. 그 대부분이 식물성 플랑크톤으로 구성돼있다. 이 식물성 플랑크톤들은 대기에서 이산화탄소를 제거하는 역할을 한다. 동시에 이산화탄소와 아산화질소 및 메탄 등 온실가스를 대기로 방출한다.

남세균은 지구 대기 중 산소 농도를 1% 미만에서 오늘날의 수준인 21%로 끌어올리는데 주요한 역할을 했다(사진=123RF)
 

미생물, 생명과 지구의 미래 구원한다

과학자들의 미생물 연구에 따르면 미생물들 역시 진화를 거듭해왔다. 그리고 진화를 통해 미생물은 지구와 생명의 필수 요소로 자리 잡았다. 토양과 물, 대기를 통해 미네랄과 영양분을 순환시킨다. 인간이 섭취하는 음식의 성장과 소화를 돕는다. 미생물이 없다면, 우리가 알고 있는 생명체도 존재하지 않는 것이다.

더 중요한 것은 이 작은 생명체들이 기후 변화에도 영향을 끼칠 수 있다는 점이다. 미생물이 기후 변화에 끼치는 영향에 대한 인식 재고는 이러한 맥락에서 중요하다. 

뉴사우스웨일즈대학의 생명 공학 및 생물 분자 과학부 교수이자 미생물학자인 릭 카비치올리는 "박테리아와 바이러스 등의 미생물은 모든 더 높은 생명체의 존재를 지지하고 기후 변화를 규제하는데 매우 중요하지만 기후 변화 연구의 초점이 되는 경우는 드물고 정책 개발에서는 고려되지 않는다"고 지적했다.

캘거리대학의 생물과학과 연구원인 안젤라 스미르노바 박사 역시 미생물이 기후 변화에 대항하는 데 있어 엄청난 잠재력이 있다고 말했다. 대기 중의 메탄 대사 기능을 갖추고 있어 온실가스 부담을 적극적으로 줄일 수 있다. 메탄이 온실가스 배출에 크게 이바지한다는 점에서 이러한 역할은 중요하다.

물론 반대의 경우도 발생한다. 기후 위기를 악화시킬 수 있는 것으로, 한 연구에서는 일부 미생물 주기가 과급되고 있다고 지적했다. 그 규모가 지구 온난화로 인해 기후 피드백 루프를 훼손할 정도라는 것이다. 

실제로 박테리아는 기온 상승으로 인해 여분의 이산화탄소를 생산할 수 있다. 예를 들어 북극의 얼음은 해조류의 확산으로 인해 더 빠른 속도로 녹고 있다.

이외에도 치명적인 병원성 미생물이 확산되면서 인간과 소, 농작물이 사망할 가능성도 늘고 있다. 취리히공대의 환경 과학자 톰 크로터는 지구 온난화가 미생물 활동을 증가시켜 지구 온난화 피드백 루프를 발생시킨다고 설명했다. 결과적으로, 토양은 2050년까지 탄소 배출량을 상당히 증가시킬 수 있다.

기후 변화와 지구의 미래가 심각한 우려 단계에 들어선 지금 미생물에 대한 인식과 관리가 필요한 시점이다.

 

[리서치페이퍼=이강훈 기자]
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