질소 기체를 생물이 이용할 수 있도록 암모니아(NH₃) 형태로 바꾸어(환원) 생태계에 공급하는 하는 과정을 질소 고정(Nitrogen Fixation)이라고 합니다. 말씀하신 대로 질소 고정 세균(Nitrogen Fixing Bacteria)이라고 하죠.
공생 질소 고정균인Symbiotic Nitrogen Fixers -> 뿌리혹박테리아Rhizobium, 프랑키아Frankia
단독 생활 고정균Free-living NItrogen Fixers -> 아조토박터Azotobacter, 클로스트리듐Clostridium, 시아노박테리아[남세균] Cyanobacteria 등이 있습니다.
공생 질소 고정균은 주로 콩과 식물의 뿌리로 들어가서 자리를 잡아요. 식물에게서 당분을 에너지원으로 공급받아 고정한 질소를 식물에게 드리면서 서로 주고받는 관계가 됩니다.
단독 생활 고정균은 토양이나 물 속에서 혼자 살아요. 주변의 유기물을 분해하거나 스스로 광합성을 해서 필요한 에너지를 얻어요.
뿌리혹박테리아는 협력을 해야 하고 시아노박테리아는 독립 생활을 잘 한다고 보면 되겠네요. ^^
[함께 읽는 과학도서] 천천히 곱씹으며 느리게 읽기 <지구의 짧은 역사> 2부
D-29
오, 명료한 비교 설명 감사합니다. 뿌리혹박테리아가 흙에 남기는 천연 질소 비료(?) 덕분에 지력이 좋아지니까, 어떤 땅을 비옥하게 만들려면 우선 콩부터 심었다고 하더라고요! 그러고보면 뿌리혹박테리아도 지금 우리를 여기 있게 해준 시아노박테리아만큼이나 고마운 존재네요.
“ 지구가 성숙함에 따라서, 크고 안정적인 대륙들이 수면 위로 올라오면서 침식되어서 바다로 유입되는 인의 양도 늘어났다. 이윽고 다른 전자 공여자들을 이용할 수 있는 수준을 넘어서 인이 충분히 공급됨에 따라서, 남세균은 생태적으로 중요한 위치에 올라섰다. 그러자 이윽고 남세균은 세계를 변모시켰다. 남세균이 생산하는 산소는 햇빛이 드는 물에서 다른 전자의 원천들을 다 제거함으로써, 생물권을 산소성 광합성과 산소가 풍부한 공기 쪽으로 영구히 돌려놓았다. 게다가 퇴적물이 남세균이 생산한 유기물을 뒤덮어서 호흡을 통해 분해되는 것을 차단하면서, 지구의 산소 축적 엔진은 본궤도에 올랐다. 상황은 이제 돌이킬 수 없었다.
이 견해에 따르면, 대산소화 사건은 단순히 지구의 물리적 발달의 산물이 아니었다. 진화적 혁신만을 반영한 것도 아니었다. 지표면을 변모시킨 것은 지구와 생명의 상호작용이었다. ”
『지구의 짧은 역사 - 한 권으로 읽는 하버드 자연사 강의』 131쪽, 앤드루 H. 놀 지음, 이한음 옮김
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산소가 없는 환경에서는 초기 광합성 세균들이나 혐기성 세균들이 "다른 전자 공여자들(수소 기체, 황화수소, 용액 상태의 철 이온 등)"에서 전자를 추출하는 거지요? 이산화탄소를 당으로 전환하려면 전자가 필요하니까요. 남세균은 물에서 그 전자를 추출한 것이고요. 이때 전자를 잃은 물은 산소가 되고요. (p.122-123 참고)
원시 대양에서는 남세균이 많은 인을 이용할 수 없어서 광합성량도 적었지만(따라서 산소량도 적고요), 환경이 바뀌어서 남세균이 먹고 살 수 있는 인이 충분히 공급되자, 이들이 생산하는 산소가 많아져 "다른 전자의 원천들"을 다 제거하게 되었다는 얘기로 이해했어요.
그런데 한 가지 아리송한 게 있는데..."퇴적물이 남세균이 생산한 유기물을 뒤덮어서 호흡을 통해 분해되는 것을 차단"했다는 부분이요. 유기물이 호흡을 통해 분해되면 산소를 소비하게 되는데(p.123 참고), 그 과정을 차단한다는 것은 곧, 산소 소비량이 줄어들어 결과적으로 산소가 풍부한 세상에 이바지를 하게 됐다, 이런 의미로 이해하면 될 까요?
네 맞아요. 그렇게 이해하시면 될 것 같아요. ^^ 저도 놓치고 지나갈 뻔한 부분이었는데 아주 잘 짚어내셨네요 :)
Harry Styles 'Sign of the Times'
여러 버전의 영상이 있지만 공연장 분위기가 좋아서 공연장 영상으로 올려봅니다.
'Breaking through the atmosphere
And things are pretty good from here'
저는 이 부분이 마음에 드네요.
깜깜한 가운데 관객들이 비추는 빛이.. 우주 공간의 별빛처럼 보여요. 서로 공명하는 것 같고요.
요즘 화제의 영화 프로젝트 헤일메리 ost 이기도 하네요.
https://www.youtube.com/shorts/3u7r-p5I3XQ
https://www.youtube.com/watch?v=bfPvzV3vW3g
Just stop your crying
It's a sign of the times
Welcome to the final show
Hope you're wearing your best clothes
You can't bribe the door on your way to the sky
You look pretty good down here
But you ain't really good
If we never learn we been here before
Why are we always stuck and running from
The bullets
The bullets
We never learn we been here before
Why are we always stuck and running from
The bullets
The bullets
Just stop your crying
It's a sign of the times
We gotta get away from here
We gotta get away from here
Just stop your crying
It will be alright
They told me that the end is near
We gotta get away from here
Just stop crying
Have the time of your life
Breaking through the atmosphere
And things are pretty good from here
Remember everything will be alright
We can meet again somewhere
Somewhere far away from here
If we never learn we been here before
Why are we always stuck and running from
The bullets
The bullets
We never learn we been here before
Why are we always stuck and running from
The bullets
The bullets
Just stop your crying
It's a sign of the times
We gotta get away from here
We gotta get away from here
Just stop your crying
Baby it will be alright
They told me that the end is near
We gotta get away from here
If we never learn we been here before
Why are we always stuck and running from
The bullets
The bullets
We never learn we been here before
Why are we always stuck and running from
The bullets
The bullets
We don't talk enough
We should open up
Before it's all too much
Will we ever learn
We've been here before
It's just what we know
Stop your crying baby
It's a sign of the times
We gotta get away
We got to get away
We got to get away
We got to get away
We got to get away
We got to we got to
We got to we got to
We got to we got to
한로로 '0+0'
가사가 예뻐요.
첫번째 링크는 인형 같은 한로로님
두번째 링크는 정승환님의 커버입니다.
https://www.youtube.com/watch?v=ILDol5yPM0Q
https://www.youtube.com/watch?v=bVp6tXFoCVs
검은 눈동자의 사각지대를 찾으러 가자
여름 코코아, 겨울 수박도
혼나지 않는 파라다이스
앞서가는 너의 머리가
두 볼을 간지럽힐 때
나의 내일이 뛰어오네
난 널 버리지 않아
너도 같은 생각이지?
저 너머의 우리는 결코 우리가 될 수 없단다
영생과 영면의 차이를 너는 알고 있니?
멍든 발목을 꺾으려 해도
망설임 없이 태어나는 꿈
난 널 버리지 않아
너도 같은 생각이지?
저 너머의 우리는 결코 우리가 될 수 없단다
아, 난 널 버리지 않아
너도 같은 생 각이지?
난 우리를 영영 잃지 않아
너도 영영 그럴 거지?
음악을 듣다 맨 위의 댓글이 눈에 확 들어왔어요.
저도 그것 보았어요 ^^
"너도 널 버리지마"
“ 폐수 처리 공장
폐수나 하수를 효율적으로 처리하는 것은 20세기 후반에야 널리 퍼진 상당히 최근의 기술이다. 그 이전 대부분의 도시에서는 하수를 처리하지 않았다. 그저 가장 가까운 큰물(강, 만, 바다 등)에 버리고 잘되기만을 바랐을 뿐이다. 그 결과는 당연히 끔찍하고 가끔은 재앙과 같았다. 다량의 하수가 유입되면 새로 들어오는 물이 오염되고, 호기성 미생물이 용존산소를 전부 다 사용한다. 이들은 가득한 유기 영양분을 대사시키며 물을 혐기성으로 바꾸어 물고기를 비롯해 산소를 필요로 하는 모든 해양 생물체들을 죽인다. 그런 다음 혐기성 미생물이 그 자리를 차지하고 발효와 무기호흡을 통해 악취 나는 최종 산물을 생산한다. 황산염 환원균이 바다의 쓰레기장을 검게 만들고, 갑자기 무산소 상태로 변화된다.
이런 변화 중에서 가장 끔찍하고 가장 악명 높은 것은 아마도 1855년 여름 런던의 템스 강에서 일어난 '대악취big stink' 사건일 것이다. 우리 시대에 일어나지 않은 것이 다행스러울 정도로 끔찍한 악취로 가득한 미생물의 천국이었다. 여러 가지 요소들이 이 일을 촉발시키는 데 협력했다. 새로 개발된 수세식 변기 덕에 하수의 총 용량이 어마어마하게 증가해 변기를 비우는 런던의 20만여 개의 분뇨통이 넘쳤다. 기본적으로 공장과 도살장에서 흘러나오는 물을 모으기 위해 만든 길거리의 배수구로 분뇨가 흘러들어가면서 합쳐진 폐수는 템스강으로 들어갔다. 더운 여름이라 하수에서 호기성 박테리아의 대사활동이 더 빨라져 용존산소가 빠르게 소모되었다.
템스 강은 갑자기 산소 부족 상태가 되어 소위 끔찍한 '대악취'를 일으켰다. 냄새를 누그러뜨리기 위해 영국 하원에서는 커튼을 라임즙에 적셨고, 시외로 이전하는 것을 고려했다. 법원들은 옥스퍼드로 이주할 계획을 세웠다. 그러다 늦여름에 폭우가 쏟아져 런던을 식히고 템스 강의 물을 쓸어내려 잠시 냄새에서 해방될 수 있었다. ”
『미생물에 관한 거의 모든 것』 pp.192~193, 존 L. 잉그럼 지음, 김지원 옮김
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“ 버려진 금광의 하류
다양한 색상에 묘하게 아름답게 대단히 눈에 잘 띄는 미생물을 볼 수 있는 이곳은 다행히 점점 더 찾아보기 힘들어지고 있다. 하천 바닥이 불그스름한 오렌지색을 띠어서 황색소년yellow boy이라고도 불리는 이 현상은 광산에서 흘러나오는 물이 미생물에 심각하게 오염되었기 때문에 일어난다. 문제의 미생물은 아나목스 박테리아처럼 무기화합물을 산화시킴으로써 살아가는데, 이 화합물은 환원된 황 화합물이고 대사전구체의 공급원으로는 이산화탄소를 사용한다. 환원된 황을 산화시킬 때 이들은 광산에서 황철석(FeS₂)을 용해시킨다. 이 미생물은 산성을 좋아한다는 의미의 호산세균acidophile이라는 종에 속하는데, 그 이유는 이들이 강한 산성 환경에서 번성하기 때문이다. 이때 그 산성 환경은 자신들이 만든 것이다. 광산의 물이 개울로 흘러갈 때 그 산도가 일부 중화되어 그 물에 녹은 철은 불그스름한 오렌지색을 띠는데, 이 수산화철이 '황색소년'을 형성한다.
이 오염된 세상의 가장 끔찍한 본보기는 리오 틴토Rio Tinto 강(스페인어로 "물든 강"이라는 뜻이며 "붉은 강"이라는 뜻도 있다)이다. 새로 들어오는 물에 중화 능력이 충분치 않기 때문에 강 전체가 상선이 되어 붉어졌다. 스페인 남서부에 위치한 리오 틴토와 하류에 있는 우엘바Huelva(콜럼버스가 신세계를 향한 첫 항해 때 도착한 곳)가 그러하다. 강은 광물로 가득한 커다란 이베리아 황철석 지대의 광산을 씻어내리며 흐른다. 이 지대는 길이가 240킬로미터에 이르고, 28킬로미터에서 38킬로미터 정도의 너비에 수백 미터 깊이로 두껍다. 광산은 이베리아인, 페니키아인, 로마인, 서고트인, 무어인들이 연이어 약 5,000년 동안 사용하였다. 그런 다음 몇 백 년 정도 쉬었다가 19세기에서부터 20세기 말까지 영국인들이 다시 사용하였다. 1986년에 구리 생산이 중단되었고, 금과 은 생산은 1998년에 중단되었다. ”
『미생물에 관한 거의 모든 것』 pp.204~205, 존 L. 잉그럼 지음, 김지원 옮김
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“ 이베리아 황철석 지대의 광산들은 길고 낭만적인 역사를 갖고 있다. 어떤 사람들은 이것이 솔로몬 왕의 전설에 나오는 광산이라고 한다. 사실 이 지대의 일부 지역은 여전히 '솔로몬의 언덕Cerro Salomon'이라고 불린다. 이 광산에서 나는 광물들은 인류 역사에 큰 영향을 미쳤다. 로마인들은 여기서 캔 금속으로 금화와 은화를 만들었고, 광산의 생산물들이 동기 시대와 청동기 시대를 불러왔다. 광산은 트여 있는 구덩이였다. 각각의 광산이 커지면 서로 합쳐져서 몇 킬로미터 너비의 커다란 구멍을 이루었다. 몇 세기 동안 여기서 채굴한 광물의 양은 모두 1.6조 톤에 이를 것으로 추정된다. 구덩이가 지하수면 아래까지 이어지기 때문에 물이 넘쳤다가 빠지곤 했다. 황산화 박테리아의 대사활동이 물을 산성화시키고 이 산성수가 중금속을 용해시켰다. 그 결과 오늘날까지도 끔찍하게 유독한 화합물이 남아 있다. 리오 틴토 강 유역은 아마도 세계에서 가장 오염된 강어귀일 것이다.
광산과 미생물이 힘을 합쳐 물을 대량으로 오염시킨 지역들은 영국, 프랑스, 캐나다, 미국을 비롯하여 세계 여러 곳에 많이 있다. 캘리포니아의 버려진 광산 아이언 마운틴은 가장 악명 높은 곳 중 하나이다. 내가 어린 시절, 내 삼촌은 빨리 낡을 것이 아까워 자신의 페도라 모자를 한 번도 구긴 적 없는 보수적인 사람이었는데, 그가 그 광산 엔지니어로 일할 때 나도 그곳에 가곤 했다. 그때도 이미 엉망이었다. 미국에서 가장 유독한 지역 중 하나로 오래전부터 알려져온 아이언 마운틴 광산은1983년부터 연방 슈퍼펀드super fund(포괄적 환경처리 및 보상 책임법 - 옮긴이) 적용 지역으로 올라 있었다. 1899년부터 새크라멘토 강에서 오수로 인해 치누크 연어가 죽었다고 보도되곤 했다. 아이언 마운틴 광산의 물은 지구상에서 가장 산도가 높은 것으로 기록에 올라 있다. 1990년과 1991년에 채취한 샘플에서는 pH가 -3.6으로 나왔다. 이것은 배터리 산Battery Acid(배터리에 쓰이는 전해질로 물과 황산의 혼합물이다)보다 산도가 1,000배 이상 높은 것이다. 물의 이런 극단적인 산도는 박테리아의 증발의 효과가 혼합된 결과이다. ”
『미생물에 관한 거의 모든 것』 pp.205~206, 존 L. 잉그럼 지음, 김지원 옮김
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“ 아이언 마운틴 광산은 1860년부터 채굴되기 시작하였으며 철, 은, 금, 구리, 아연, 황철석을 생산했다. 황철석pyrite, 즉 황화철iron sulfide은 그 반짝거리는 금속성 모양 대문에 '바보의 금fool's gold'이라고 불리기도 한다. 이것은 산업적으로 황의 공급원으로 사용된다. 황철석이라는 이름은 그리스어 푸라pura(불)에서 나온 것이다. 강철을 내리치면 불꽃이 튀기 때문이다. 황철석은 초기 총기에서 화약에 불을 붙일 때 사용되었다. 아이언 마운틴은 1963년에 채굴이 중단되었지만 광업이 산을 어마어마하게 망가뜨렸기 때문에 오염은 계속 이어졌다. 마운틴 코퍼 사는 여러 가지 방법으로 탄광의 안팎에서 채굴을 했다. 무지지채굴법으로 지하를 뚫고, 노천채광법으로 표면을, 측면채광법으로 옆쪽을 공격했다. 산을 이런 식으로 집단적으로 공격하는 바람에 산이 갈라지며 황철석이 비와 산소에 노출되었다. 미생물이 공격을 시작하기에는 이 정도면 충분했다. ”
『미생물에 관한 거의 모든 것』 pp.206~207, 존 L. 잉그럼 지음, 김지원 옮김
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“ 산소 기체가 존재하는 이 멋진 신세계로 산소통에 연결된 마스크를 쓰고 현미경을 들고서 돌아갈 수 있다면, 예전에 없던 것이 있음을 알아차릴 것이다. 생명의 역사가 절반쯤 지난 이 무렵에 새로운 유형의 세포가 출현했으니까.
진핵생물은 DNA가 세포핵 안에 따로 들어가 있는 생물이다. 우리는 진핵생물이며, 소나무와 바닷말과 버섯도, 아메바에서 돌말에 이르는 단세포 생물들도 진핵생물이다. 아마 1,000만여 종은 될 듯하다. 진핵생물을 정의하는 특징은 세포핵이지만, 진핵생물의 세포에는 역사와 생태를 알려주는 다른 특징들도 있다. 특히 중요한 점은 세균과 달리 진핵생물이 분자 뼈대와 막으로 이루어진 역동적인 내부 체계를 지닌다는 것이다. 덕분에 진핵세포는 크게 자라고 다양한 모양을 취할 수 있다. 또 진핵생물은 대체로 세균에게는 불가능한 방식으로 살아갈 수 있다. 특히 다른 세포도 포함하여 작은 먹이 알갱이를 삼킬 수 있다. 따라서 포식을 통해서 진핵세포는 생태계에 새로운 복잡성을 도입한 셈이었다. 그리고 다음 장에서 살펴보겠지만, 세포 사이의 새로운 의사소통 방식은 복잡한 다세포 생물로 이어질 길을 열었다. ”
『지구의 짧은 역사 - 한 권으로 읽는 하버드 자연사 강의』 132-133쪽, 앤드루 H. 놀 지음, 이한음 옮김
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원핵생물이랑 원생생물이 헷갈렸는데 이번에 서대문자연사박물관에서 ‘생물 계통도’를 보고 궁금증이 풀렸습니다. 생물의 계통은 원핵생물(고세균, 진정세균)과 진핵생물(동물, 식물, 균류, 원생생물)로 나뉘어지므로, 원생생물은 진핵생물에 속하는 친구들이군요.
원생생물에 관해 제미나이에게 물어봤더니,
“원생생물은 진핵생물 중에서 동물, 식물, 균류에 속하지 않는 나머지를 모아놓은 아주 다양하고 방대한 집단입니다. 아메바, 짚신벌레 같은 단세포 생물부터 미역, 다시마 같은 거대한 다세포 해조류까지 모두 원생생물에 포함되지요. 원생생물은 구조적으로 우리 인간(동물계)과 훨씬 더 가까운 '진핵세포'를 가진 친척들입니다.” 라고 알려주네요.
생명과학 공부를 너무 열심히 하시는 것 아닙니까. 옆방에서 물리 공부도 열심히 하시는 것 같던데요. 과학 공부에 재미들인 것 같으세요. 화이팅!
하나씩 같이 찾아가면서 도와주고 하니까 재미있네요. ^^ 놓칠 뻔한 부분도 챙겨갈 수 있구요. 1부에 이어 2부에도 열심히 참여해주셔서 감사합니다.
글타래
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