가장 원시적이지만 성공적인 생명체 세균

2-3-3-4 세균

원핵생물인 세균은 생명체로서 가장 원시적이고 성공적인 형태다. 세균은 거의 지구적으로 분포하며 환경에서 핵심적인 역할을 수행하고 있다. 세균은 매우 다양한 대사작용을 하고 있다. 세균은 많은 종류의 유기물과 무기물을 분해한다. 세균은 철 및 황과 같은 원소의 순환에도 관여하고 질소를 고정하기도 한다. 세균은 포식자이면서 먹이가 되기도 하며, 병원균이기도 하고 기생자이기도 하다.

 

세균에는 극한 환경에 서식하는 고세균 古細菌 Archaea, 원시세균이 있다. 고세균에는 소금광산과 같은 고농도의 염류환경에 서식하는 호염성세균, 퇴적물ㆍ진흙ㆍ곤충소화관ㆍ동물내장ㆍ동물반추위와 같이 산소가 없는 장소에서 이산화탄소를 메탄으로 전환하며 생육하는 메탄생성균이 있다. 70~80℃에 이르는 높은 온도와 pH2~3정도의 강한 산성 환경을 좋아하며 주로 온천주변에 발견되는 극호열산성균Thermoacidophiles이 있는데 여기에는 서모플라스마Thermoplasma속, 서모프로테우스Thermoproteus속, 술포로부스Sulfolobus속 등의 세균이 있다.

 

전형적인 세균은 직경 0.15~4.0㎛, 길이 0.2~50㎛, 부피 0.1~5.0㎛3이지만, 세균의 크기는 세포의 생육상에 따라 달라진다. 세균의 형태는 다양하지만 기본 형태는 구형, 막대형 그리고 나선형이다. 세균 세포는 구조적 혹은 화학적인 방법으로 연결되어 있는데, 이는 단일 세포로 있는 것 보다는 무리지어 있는 것이 보다 나은 생존율을 확보할 수 있기 때문이다.

 

토양 1 그람에는 100,000,000에서 10,000,000,000개의 세균이 있음이 관찰된다. 세균은 목초지나 휴경지 보다는 경작지에, 차가운 토양보다는 따뜻한 토양에, 건조한 토양보다는 습윤한 토양에 일반적으로 많다. 세포의 평균 무게는 10-12

 

그람 (0.01ng)으로 수가 많음에도 불구하고 세균의 양은 전체 토양 생물체량이 10%이하로, 환경에 따라 1헥타르 당 대략 300~3,000㎏이다.

 

토양에 서식하는 세균은 주어진 환경에서 영구적인 서식자라 할 수 있는 고유세균(자생적세균, 토착세균)과 침입자 혹은 일시적인 서식자라 할 수 있는 외래세균(외생적세균)으로 구분할 수 있다. 외래세균은 강우ㆍ이병조직ㆍ두엄ㆍ슬러지 등에 의해 유입되며 토양에 존속하고 생육하지만 중요한 생화학적 활성에는 거의 기여하지 않는다. 고유세균은 주로 지연성 생육 세균이지만, 먹이가 존재할 때 빠르게 증식하는 발효적세균도 고유세균이라 한다. 미생물제제로 이용되는 세균은 주로 발효적세균에 속한 것이 많다.

 

토양에서 가장 보편적으로 분리되는 세균은 바실루스Bacillus속과 슈도모나스Pseudomonas속 이다. 바실루스Bacillus속은 토양 분리균주의 7~67%를 차지한다. 바실루스Bacillus속은 포자를 형성한다.

 

 

바실루스, 나선균 등 (5,000배)

 

 

바실루스Bacillus속은 pH 2~8의 범위에서 생육하고, 생육온도는 –5~75℃의 범위에 이른다. 일부 바실루스Bacillus속은 질소를 고정하기도 한다. 슈도모나스Pseudomonas속은 토양 분리균주의 약 3~15%를 점유한다. 일부 슈도모나스Pseudomonas속은 병원성이지만, 다양한 대사작용 특히 농약과 같은 유기화합물을 분해하는 능력을 가지고 있어 생물공학에서 널리 주목받고 있다.

 

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한 겨울 시골 장터, 주말 난로 곁 둔탁한 나무탁자 위, 모락모락 김 오르는 된장찌개, 새콤한 내음에 침이 절로 도는 나박김치, 젓가락 휘 젖기를 기다리는 막걸리 사발들, 그리고 시끄럽지만 정겹게 들리는 이웃들의 이야기....... 그러다가 간혹 터지는 고함소리, 좋은 음식 먹은 입으로 무심코 던진 한 마디가 남의 가슴에 못이 되기도 하는.... 시간과 장소와 정도의 차이는 있겠지만, 이 모든 것이 우리의 일상이 아니겠는가?우리가 가지고 있는 좋은 뜻이 “어떤 사람이 누룩을 밀가루 서 말 속에 집어넣었더니 온통 부풀어 올랐다. 하늘나라는 이런 누룩에 비길 수 있다.”라는 말씀같이, 좋은 것을 내 안에만 채우려 하지 말고, 서로 나누려는 마음을 세상 속에 넣어 넘쳐흐르도록 하면 비록 가진 것 없는 우리라 하지만 행복지수는 조금이나마 높아지지 않을까. <한국토양비료학회, 토양과 비료, 2000. 12 게재>

이십세기를 마무리하는 이천년 십이월에 “사람의 입”이라는 성구를 빌어 되돌아보고 싶다. 갈수록 각박해져 가는 이 시대에 “입으로 들어가는 것은 사람을 더럽히지 않는다. 더럽히는 것은 오히려 입에서 나오는 것이다.”(마태 15. 11)라는 말씀이 더욱 가깝게 느껴지는 것은 다만 나뿐일까? 추운 겨울, 옷깃을 여미고 여며도 마음속으로 파고드는 한기.... 이를 녹일 수 있는 따뜻한 말.... 자주하고 듣는 사회가 되었으면 하는 생각은 오직 나만의 꿈인가!

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생활 속에 숨쉬는 미생물