광합성이 이루어지는 시간이 350펨토초라고 하였으니까 1초라는 시간동안 대략 1조(1,000,000,000,000 ; ‘0’이 12개)개의 포도당이 만들어지는 것이다. 그것도 1개의 엽록소에서 만들어지는 것이니 나뭇잎 한 장에는 셀 수 없이 많은 세포와 각 세포내에 들어있는 엽록소에서 이러한 일들이 일어나는 것이다. 도무지 감이 안가는 시간과 단위들이다.

미생물은 크기가 작은 생물을 통칭하는 말인데 미세한 미생물이 요즘 심상치 않게 우리 생활 전반에 영향을 끼치고 있다는 생각을 한다. 일전에 전남 지역 시군센터 미생물 담당 공무원들의 연구모임인 ‘미생물 사랑 연구회’의 워크숍에 참석할 기회가 있었는데 그 때 보았던 문구가 매우 인상적이었다. 작지만(微生物) 아름다운(美生物) 미래의 보물(未生物)인 미생물이라는 탁월한 발상의 제목을 보면서 정말 미생물 사랑 연구회답다는 생각을 하게 되었다. 작지만 소리 없이 우리 세상을 변화시키고 있는 미생물이 얼마나 작으며 표기는 어떻게 하는지에 대하여 알아보고 어떻게 그 역할을 수행하는지에 대하여 살펴보기로 한다.

세균이나 바이러스와 같은 미생물의 크기를 표시할 때 마이크로미터(㎛)라는 단위를 많이 사용한다. 이때 사용하는 마이크로미터는 1cm를 10,000등분한 크기이니까 육안으로는 도저히 관찰이 안 되는 것이다. 오늘은 평소 접하지 못했던 문자나 생소한 단위가 많이 나올텐데 그저 ‘아주 아주 작은 단위를 나타내는 말이구나’라고 생각하시길 바란다. 앞으로 나올 단위들을 상상할 수도 없거니와 상상하려면 그 순간부터 이 글을 읽는 것 자체가 스트레스가 될 것이기 때문이다.

1마이크로미터도 작아서 상상이 안 되는데 1마이크로미터를 또 다시 1000등분 한 단위가 있다. 바로 나노미터(nm)이다. 농업 현장에서 은 나노라는 제품을 접하게 되는데 그 때 사용하던 단위가 바로 나노미터이다. 항균력이 있는 은을 나노미터 크기로 분해해놓았다는 제품이다. 이왕 크기 이야기가 나온 김에 현재 과학의 범위가 얼마나 작은 크기까지 연구가 되고 있는지에 대하여 설명을 하면 나노미터를 또 다시 1000등분한 크기가 있는데 그것을 우리는 1피코미터(pm)라 하고 또, 1피코미터를 1000등분 한 것을 1펨토미터(fm)라고 한다. 1펨토는 1cm를 10조등분한 것이다. 10조라고 하면 ‘0’이 13개가 붙은 숫자인데 그 미세함은 가히 상상이 안 될 정도이다. 펨토라는 단위는 완전히 생소한 단위일 것이다.

‘나노미터’, ‘피코미터’보다 더 미세한 단위 ‘펨토미터(fm)’

우리가 재배하는 작물은 모두 광합성을 하고 있다. 광합성은 식물 잎에 있는 엽록소에서 일어나는 현상으로 물과 이산화탄소 그리고 햇빛을 원료로 포도당이라는 에너지원을 만들어내는 일련의 과정인데 이 광합성이 일어나는 시간을 측정해보니까 대략 350펨토초(fs)로 밝혀졌다. 1펨토초는 시계추가 왔다가며 똑! 딱! 하는 아주 짧은 시간, 그 1초를 1천조(1,000,000,000,000,000 ; ‘0’이 15개)로 나눈 시간이므로 그 길이를 굳이 상상하지 마시길 바란다.

광합성이 이루어지는 시간이 350펨토초라고 하였으니까 1초라는 시간동안 대략 1조(1,000,000,000,000 ; ‘0’이 12개)개의 포도당이 만들어지는 것이다. 그것도 1개의 엽록소에서 만들어지는 것이니 나뭇잎 한 장에는 셀 수 없이 많은 세포와 각 세포내에 들어있는 엽록소에서 이러한 일들이 일어나는 것이다. 도무지 감이 안가는 시간과 단위들인데 실제 우리가 재배하고 있는 모든 작물들에서 이러한 광합성 작용이 해만 떴다 하면 작동되고 있는 것이니 우리 주변에 있는 풀 한포기 꽃 한송이가 얼마나 귀하고 대단한 하나님의 작품인지 놀라울 따름이다.

미생물을 표기할 때는 몇 마리라고 표기를 안하고 c.f.u.(colony forming unit의 약자로 미생물을 세는 단위라 이해하시면 편하다. 이것까지 설명하려면 좀 복잡해지므로 다음 기회로 미룬다)라는 단위를 사용한다.

예를 들어 어떤 제품에 미생물 표기가 Bacillus subtilis 7×10⁸cfu/g으로 적혀있는 것을 볼 수 있는데 이는 Bacillus subtilis(바실러스)라는 세균이 제품 1g당 7×10⁸마리 들어있다는 뜻이다. 7×10⁸은 10위에 붙어있는 작은 수 8이 중요한데 숫자 ‘0’을 맨 처음 나온 숫자 7뒤에 8개 쓰라는 말이다. 그러니까 7에 ‘0’이 8개 따라 나오면 700,000,000(7억마리)가 되는 것이다. 3×10⁶은 위에서 설명한 것과 마찬가지로 맨 처음 숫자 3 뒤에 ‘0’이 10위에 있는 작은 수 6개가 따라 붙는다는 뜻이니까 3,000,000(3백만)마리가 되는 것이다.

농업적으로 활용되는 미생물들이 유기물을 분해하든지, 병원균의 성장을 억제한다든지 또는 식물의 성장에 도움을 준다든지 하는 다양한 종류의 일을 하는 방법은 바로 효소를 분비해서 맡은 임무를 수행해 나가는 것이다. 유기물을 분해할 때도 미생물마다 모든 유기물을 다 분해하는 것이 아니라 자기가 선호하는 유기물만을 골라서 분해를 한다. 단백질을 좋아하는 녀석은 단백질만을 분해하고, 섬유소를 선호하는 녀석은 섬유소만을 분해하는 특징이 있다. 그리고 단백질을 분해하더라도 시원시원하게 잘 먹어치우는 녀석이 있는가 하면 탐탐치 않게 일을 해 나가는 미생물들이 있다. 이러한 능력을 효소활성도(enzyme activity)로 측정하여 표기를 하는데 농업적으로 미생물을 적용할 때 이왕이면 유기물 분해를 잘하는 녀석들, 즉 효소활성도가 높은 녀석들을 활용하면 우리가 미생물들에게 기대하는 효과들에 근접하게 나오지 않을까 생각해 본다.