그럼요 ^^ 여기서 많이 보시고 쉬엄 쉬엄 물들어가는 거죠. ㅎㅎㅎ
[함께 읽는 과학도서] 천천히 곱씹으며 느리게 읽기 <지구의 짧은 역사> 2부
D-29
“ 생명에 없어서는 안 되는 생체원소bioelement인 황sulfur은 질소의 순환과 비슷하게, 다양한 화학적 형태로 우리의 환경에서 순환한다. 황의 이와 같은 순환은 질소 순환과 마찬가지로 지구상에서 생명체가 살아남기 위해 반드시 필요한 것이지만, 이 순환들은 근본적으로 두 가지 면 에서 다르다. 황은 거대한 대기의 저장고를 통과하지 않으며 세포의 구성에도 별로 큰 도움을 주지 않는다. 그래도 황은 단백질과 RNA에 존재하는, 모든 세포에서 꼭 필요한 요소이다. 예를 들어 우리의 핵심 아미노산 중 하나는 황을 포함하고 있는 메티오닌methionine이다. 우리는 미생물이나 식물을 먹어서 메티오닌을 얻는다. 물론 중간에 동물의 조직을 거쳐오긴 한다. ”
『미생물에 관한 거의 모든 것』 p.203, 존 L. 잉그럼 지음, 김지원 옮김
미생물에 관한 거의 모든 것30억 년 전 ‘산소 혁명’을 통해서 지금과 같은 지구의 모습을 만든 주인공은 바로 미생물이다. 우리가 태어나서 죽을 때까지 함께 지낸다. 그들은 인류의 동반자로서 인류 진화사 전체와 함께한다. 우리가 들이마시는 한 모금의 공기도 순전히 미생물 덕분에 만들어진 것이다.
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“ 지구 대기에 산소를 불어 넣을 수 있는 과정은 오로지 산소를 생성하는 광합성뿐이다. 광합성은 물에서 전자를 추출하는데, 이때 부산물로 산소가 나온다. 지구 대산소화 사건Great Oxygenation Event, GOE은 대변혁이었고, 이 혁명을 일으킨 주인공은 바로 남세균이었다. 남세균은 산소성 광합성을 할 수 있는 유일한 세균이다. ”
『지구의 짧은 역사 - 한 권으로 읽는 하버드 자연사 강의』 127쪽, 앤드루 H. 놀 지음, 이한음 옮김
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“ 현재 광합성량을 제약하는 요인은 대체로 햇빛, 이산화탄소, 물이 아니라, 영양소의 이용도다. 특히 DNA의 성분인 인과 DNA 및 단백질에 필요한 성분인 질소가 그렇다. 일부 세균과 고세균은 질소 기체를 생물들이 이용할 수 있는 분자로 바꿀 수 있으며, 번개도 그럴 수 있다(양은 적지만). 따라서 초기 생물권을 이해하려면 인에 초점을 맞출 필요가 있다. ”
『지구의 짧은 역사 - 한 권으로 읽는 하버드 자연사 강의』 129-130쪽, 앤드루 H. 놀 지음, 이한음 옮김
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"질소 기체를 생물들이 이용할 수 있는 분자로 바꿀 수 있"는 세균이, 콩 뿌리에서 공생하는 뿌리혹박테리아 같은 질소 고정 세균을 말하는 걸까요? 예전에 어느 책에서 본 기억이 납니다. 물론 우리의 주인공 시아노박테리아도 해당되겠고요.
“ 스위트피 뿌리를 뚫고 들어가는 방문자
땅에서 스위트피sweet pea(혹은 다른 콩과 식물)를 뽑아 뿌리에 붙어 있는 흙을 신중하게 털어내면 뿌리에 수십 개의 작고(지름 0.3센티미터 정도) 동그란 혹이 돋아 있는 것을 볼 수 있다. 하나를 칼로 자르거나 짜면 그 안에서 붉은 즙이 나오는데, 이것이 미생물이 있다는 증거다. 이 즙은 인간을 비롯한 포유동물의 적혈구 세포에 들어 있는 빨간색 물질과 밀접한 헤모글로빈hemoglobin이 들어 있기 때문에 실제로 피 같은 빨간색을 띤다. 가끔 우리와 미생물의 친족관계를 부인하기가 어려울 정도다. 스위트피 식물들은 적절한 박테리아가 없는 흙에서 자라는 것을 제외하면 거의 모든 뿌리에 이런 혹이 있다. 사실 스위트피만큼 작은 것부터 나무처럼 큰 것에 이르기까지 콩과 식물leguminous plant의 대부분에 이런 혹이 있다. 콩과 식물은 테 없는 모자(보닛bonnet) 모양의 꽃 때문에 알아보기가 쉽다. 텍사스 사람들은 콩과 식물을 '파란 모자blue bonnet'라고 부른다. 뿌리의 결절은 '뿌리혹root nodule'이라고 알려져 있고, 여기에는 박테리 아 세포가 빼곡하게 들어 있다.
”
『미생물에 관한 거의 모든 것』 p.168, 존 L. 잉그럼 지음, 김지원 옮김
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“ 이 구조는 대단히 흉측하게 보이지만, 이들의 영향력은 이들을 달고 있는 콩과 식물을 넘어선다. 뿌리혹은 지구의 생태에 큰 영향을 미친다. 그 안에 있는 박테리아 세포들이 기체 질소(N₂)를 고정형(비기체)인 암모니아 이온(NH₄⁺)으로 바꾸는 질소고정을 하기 때문이다. 고정된 질소는 이 혹에서 빠져나와 생명체의 복잡하게 연결된 화학물질 통로를 타고 다른 모든 형태의 고정 질소가 된다. 단백질, 세포막 구성 물질, DNA, RNA 같은 모든 생명체의 필수 요소 대부분에 질소가 들어 있기 때문에, 생명체에는 고정 질소 공급원이 있어야 한다. 이런 유기체 안에 있는 여러 형태의 질소들은 한때 대기 중의 기체 질소였다.
지구상에는 동물이나 식물이나 동물 사체의 미생물 덩어리를 먹을 때 얻는 것처럼 한 생명체에서 다른 생명체로 끊임없이 고정 질소가 전달되는 안정적인 자원이 존재하지 않는다. 왜냐하면 일부 고정 질소는 (특정 미생물에 의해 독점적으로) 계속해서 기체 질소로 바뀌어 다시 대기 중으로 돌아가기 때문이다. 후에 이야기할 폐수 처리 공장의 생성물에서 이런 생성자들을 보게 될 것이다. 그러니까 기체 질소를 고정 형태로 끊임없이 보내주지 않으면 모든 생명체는 조만간 종말을 맞이할 것이다. 뿌리혹만이 질소를 고정시키는 것은 아니지만, 이들은 질소를 기체에서 고정형으로 만드는 자연계의 구성요소 중 큰 몫을 차지하고 있다. 나머지 거의 모든 자연계 질소의 흐름은 독립 미생물과 식물이나 흰개미 같은 동물과 공생하는 다른 미생물들의 역할이다. 미생물 중 대표적인 원핵생물, 주로 박테리아와 몇몇 고세균들은 질소를 고정시킬 수 있는 유일한 생명체이다. ”
『미생물에 관한 거의 모든 것』 p.170, 존 L. 잉그럼 지음, 김지원 옮김
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“ 벼락이나 자외선 복사, 화재 같은 천재지변 때문에 일어나는 자발적 화학반응으로 생기는 아주 적은 양의 고정 질소를 제외하면, 20세기까지 지구상에서 모든 고정 질소를 공급하는 것은 자연계에서 미생물의 역할이었다. 내연기관을 비롯한 고온의 공정 같은 인간의 행위 역시 질소를 일부 고정시키는 데 기여한다. 하지만 1908년 독일의 화학자 프리츠 하버Fritz Haber가 질소와 수소 기체를 암모니아 형태로 고정시키는 화학 공정을 개발하면서 엄청난 변화가 일어났다. 제1차 세계대전 동안 산업적으로 질소를 생산하기 시작한 것이다. 이제 하버법Haber process 및 그와 관련된 산업적 방법을 통한 고정 질소의 생산이 세계 질소 공급의 절반을 도맡고 있다.
의심의 여지없이 하버법은 인류의 복지에 큰 공헌을 세웠다. 하버법으로 다량의 질소 비료를 공급할 수 있게 되었고, 이 비료 덕분에 작물 생산량이 증가하지 않았다면 녹색혁명과 이로 인한 기아 예방은 불가능했을 것이다. 물론 단점도 있다. 하버법은 많은 에너지를 사용하기 때문에 (주로 천연가스 형태로) 부수적인 이산화탄소의 생산과 땅의 지나친 비옥화라는 생태학적 문제를 야기했다. 예를 들어 체서피크 만에서 후자의 영향을 볼 수 있다. 비료에 든 과량의 질소와 인이 주로 농경지에서 만으로 흘러나와서 조류를 과잉 번식시켰고('녹조현상'), 이로 인해 바닷속의 해초들이 햇빛을 받지 못하게 되었다. 그 결과 산소가 부족해져 물고기와 식물을 포함한 해양생물들이 죽어갔다. 만은 빠르게 해양 사막이 됨으로써 하버법의 큰 희생자가 되었다. ”
『미생물에 관한 거의 모든 것』 pp.170~171, 존 L. 잉그럼 지음, 김지원 옮김
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옆방 YG님께서 저희 지역구 도서관에 강의하러 오셨을 때 프리츠 하버와 하버-보슈법에 관해 얘기해 주셨던 게 기억납니다. 질소 비료로 수많은 인류를 살렸지만, 2차대전 때 가스실로 악명높은 나치의 독가스를 개발한 것도 하버라고 하더라고요. 과학기술이 가진 양면성이 이런 것인가 봐요. 어떤 정치 사회적 목적에서 쓰이는지에 따라 사람을 대량으로 살릴 수도 있고 죽일 수도 있네요. 산업화가 야기하는 생태계 파괴라든가, 최근 너무 심각해진 기후위기 문제도 마찬가지고요..
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 질소 를 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. ^^
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 될까요?
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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