★ (나는 미생물 군단이다)

7. 미생물생태학 성립, 공생 개념 탄생

"공생이라는 개념은 불행한 시기에 탄생했다. 생물학자들은 다윈주의의 그늘에서 적자생존을 이야기하고 있었다. 자연의 이빨과 발톱은 시뻘겋게 묘사되었고, 다윈의 불독인 토머스 헉슬리는 동물계를 ‘검투쇼’에 비유했다. 협동과 팀워크를 주제로 하는 공생 개념은 갈등과 경쟁이라는 프레임 안에 거북하게 놓여 있었으며, 미생물을 악당으로 간주하는 생각과도 어울리지 않았다."

▶ 배종설(germ theory)을 옹호하는 학자들이 치명적인 병원체를 하나씩 확인하며 세상에서 각광받고 있을 때, 어떤 생물학자들은 미생물을 다른 관점에서 바라보며 묵묵히 구슬땀을 흘렸다.

네덜란드의 마르티뉘스 베이예링크는 미생물의 지구적 중요성을 처음으로 증명한 생물학자들 중 한 명이었다. 은둔적이고 무뚝뚝하고 인기가 없던 그는 (절친한 동료 몇 명만 빼고) 사람을 좋아하지 않았다. 의료미생물학도 좋아하지 않았으며, 질병은 그의 관심 밖이었다. 그가 원하는 것은 딱 하나, 미생물을 천연 서식지(예: 토양, 물, 식물의 뿌리)에 있는 그대로 연구하는 것이었다.

1888년 베이예링크는 공기 중의 질소를 (식물이 사용할 수 있는) 암모니아로 전환시키는 세균을 발견했고, 나중에는 황sulphur이 토양과 대기를 순환하도록 도와주는 종種을 분리했다. 그의 연구를 계기로 하여, 그가 살던 델프트에서는 미생물학이 부활하는 기적이 일어났다. 델프트로 말하자면, 2세기 전 레이우엔후크가 미생물을 처음으로 들여다봤던 유서깊은 도시였다. 새로 탄생한 델프트 학파는 자신들의 지적知的 소울메이트인 러시아의 세르게이 비노그라드스키와 함께 자칭 미생물생태학자microbial ecologist라고 불렀다. 그들은 “미생물이 인류를 위협하기만 하는 게 아니라, 세상의 주요 구성요소이기도 하다”는 사실을 밝혔다.

19세기에서 20세기로 넘어가는 전환점에서, 미생물학자들은 “많은 미생물들이 동물, 식물, 기타 가시적인 생물들과 신체를 공유한다”는 점을 깨달았다. 그들은 담벼락, 바위, 나무껍질, 통나무에서 드문드문 자라는 울긋불긋한 지의류lichen가 복합생물composite organism임을 알게 되었다. 즉, 지의류는 미세한 조류algae와 균류의 공생체로서, 조류는 진균에게서 미네랄과 수분을 공급받는 대신 영양소를 제공한다는 것이다. 말미잘이나 편형동물의 세포에도 조류가 있고, 왕개미의 세포에도 살아있는 세균이 존재하는 것으로 밝혀졌다. 또한 나무 뿌리에서 자라는 균류는 오랫동안 기생충으로 생각됐었지만, 탄수화물을 공급받는 대가로 질소를 제공하는 것으로 밝혀졌다.

이러한 동반자 관계는 공생symbiosis이라는 새로운 용어를 얻었는데, symbiosis는 ‘함께’와 ‘삶’이라는 뜻을 가진 그리스어를 합쳐 만든 것이다. 공생이라는 개념은 불행한 시기에 탄생했다. 생물학자들은 다윈주의의 그늘에서 적자생존을 이야기하고 있었다. 자연의 이빨과 발톱은 시뻘겋게 묘사되었고, 다윈의 불독인 토머스 헉슬리는 동물계를 ‘검투쇼’에 비유했다. 협동과 팀워크를 주제로 하는 공생 개념은 갈등과 경쟁이라는 프레임 안에 거북하게 놓여 있었으며, 미생물을 악당으로 간주하는 생각과도 어울리지 않았다. 파스퇴르 이후 미생물의 존재는 질병의 징후가 되었고, 미생물의 부재不在는 건강한 조직의 결정적 특징이 되었다.

1884년 프리드리히 블로흐만이 왕개미의 세균을 처음으로 관찰했을 때, 무해한 상주미생물harmless resident microbe은 직관에 너무나 어긋나는 개념이었다. 그래서 그는 ‘사실 그대로 기술하기’를 회피하기 위해 말장난을 했다. 그는 왕개미의 세포에 존재하는 세균을 형질막대plasma rodlet라고 불렀는데, 그것은 알egg의 형질이 매우 독특한 섬유 모양으로 분화했음을 뜻하는 말이었다. 그는 몇 년 동안 엄밀한 연구를 수행한 끝에, 1887년 입장을 분명히 하기로 마음먹고 이렇게 선언했다. “나는 이 조그만 막대 모양의 물체들을 세균이라고 부를 수밖에 없다.”