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발밑의 미생물 몸속의 미생물, 조용하고 강력한 삶의 동반자, 데이비드 몽고메리 , 앤 비클레 저자(글) · 권예리 번역, 눌와 · 2019년 07월 01일

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인간이 미생물을 인지한 지는 얼마 되지 않았다. 인간은 미생물을 처음에는 신기한 심심풀이 대상으로, 나중에는 전염병의 근원으로 여겼다. 그러나 사실 그들은 우리 삶과 건강의 근원이다. 우리는 이제야 그 사실을 알아가고 있다. 이 책은 미생물이 인류가 맞닥뜨린 중대한 문제들을 해결할 수 있다는 사실을 알려준다. 지질학자인 데이비드 몽고메리와 환경학자인 앤 비클레는 부부다. 이들은 새집의 망가진 정원을 회복하고 암에 걸렸던 몸을 치유하는 두 가지 사건을 겪으며 매우 중요한 사실을 깨닫는다. 한 인간은 물론 생태계 전체의 건강이 모두 지구에서 가장 작은 생물들, 미생물에 달려 있다는 사실이다.

죽은 흙을 되살리는 일은 가능한가? 작물의 영양분이 점점 줄어드는 이유는 무엇일까? 건강이란 무엇인가? 우리 면역계는 어쩌다 우리 자신을 공격하게 되었을까? 이 질문들은 서로 무관해 보이지만 그 근원에는 미생물 생태계가 망가졌다는 공통점이 있다. 우리는 미생물과 협력해야 한다. 어떻게 하면 망가진 관계를 회복할 수 있을까? 방법을 알고 싶다면 이 책을 읽어보자. 지금껏 몰랐던 놀라운 세계를 깨닫게 될 것이다.

저자(글) 데이비드 몽고메리

인물정보

지질학자/지형학자

워싱턴 대학 지구우주과학부 교수이다. 지형 변화를 탐구하고 지질작용이 생태계와 인간 사회에 미치는 영향을 연구하고 있다. 뛰어난 업적과 가능성을 인정받아 2008년 맥아더 펠로십에 선정되었다. 세 권의 교양 과학 도서로 많은 상을 탔고, 다큐멘터리 영화, 지상파와 케이블 뉴스 등 다채로운 텔레비전과 라디오 프로그램에 출연했다. 주로 글을 쓰거나 지질학을 연구하고 여가시간에는 밴드 ‘빅더트’에서 기타를 연주한다.

저자(글) 앤 비클레

생물학자 출신으로 폭넓은 관심사를 바탕으로 분수계 복원, 환경 계획, 공중 보건 분야에서 일했다. 공중 보건, 건설된 환경과 자연환경에 관한 훌륭한 강연자이기도 하고, 여러 지역단체 및 비영리단체와 협력해 환경 관리와 도시 거주 적합성 프로젝트를 진행했다. 이 책은 비클레가 쓴 첫 번째 책이다. 정원에서 식물과 흙을 가꾸며 여가시간을 보낸다.

몽고메리와 비클레 부부는 애완견 로키와 함께 시애틀에서 살고 있다.

목차

들어가며

1장 죽은 흙

2장 자연의 숨겨진 절반

3장 미생물을 보다

4장 함께라면 더 좋다

5장 흙과의 전쟁

6장 땅속의 조력자

7장 중요한 것은 속이다

8장 몸속의 생태계

9장 보이지 않는 적

10장 구세주끼리의 불화

11장 우리 안의 연금술사

12장 몸속 정원을 가꾸는 법

13장 오랜 친구와 잘 지내기

14장 발밑의 미생물, 몸속의 미생물

주

참고문헌

감사의 말

책 속으로

단 한 사람도 흙에 관해 묻지 않았다. 흙은 아예 언급되지도 않았다. 흙은 자연의 투명인간이었다. 앤은 지나가던 사람들이 흥미를 보이면 즉흥적으로 정원을 구경하게 해주고 물거름과 뿌리덮개 제조법을 알려주었다. 하지만 모두 다 땅 위만 쳐다보았고, 눈으로 보고 손으로 만질 수 있는 식물에 대해서만 질문했다. - 1장 죽은 흙

미생물의 협동이 흔하고 필수적이라는 사실을 깨닫고 나자, 숨겨진 자연의 절반과 우리 인간의 관계를 바라보는 시선도 달라지고 있다. 이런 상호의존성에 주목한 과학자들은 미생물이 농산물과 인간을 위협하는 질병 전달자일 뿐이라는 과거의 고정관념을 다시 검토하기 시작했다. 특히 공생 관계가 식물의 건강과 흙의 비옥함을 결정한다는 사실을 알게 되었다. - 4장 함께라면 더 좋다

모든 식물에는 뿌리, 잎, 싹, 열매, 씨앗 표면을 덮은 수많은 미생물이 있다. 이를 마이크로바이옴이라고 한다. 식물은 저마다 독특하게 구별되는 미생물 공동체를 지닌다. 동물도 마이크로바이옴이 있을까? 그렇다. 미생물만 빼고 모든 생물을 증발시켜버린다면, 모든 동식물의 윤곽을 따라 미생물이 그림자처럼 남을 것이다. - 6장 땅속의 조력자

미생물에는 또 하나의 독특한 특징이 있다. 인간과 공진화한 많은 세균이 양다리를 걸친다. 이들은 인간과 도움을 주고받는 공생자였다가 무해한 중립자였다가 한순간 병원체로 변할 수 있다. 하지만 태어나서 죽을 때까지 우리 몸속에 사는 미생물은 거의 언제나 우리를 돕는다. 경우에 따라서 중립적일 때도 있고, 드물게 해를 끼친다. 이런 변화는 먹이가 달라지거나 새 미생물이 들어왔다가 떠나는 등의 환경 요인 때문에 일어난다. 이런 식으로 행동하는 미생물을 ‘편리공생체’라고 부른다. - 8장 몸속의 생태계

항생제는 언제나 감염을 일으킨 세균을 모조리 죽이지 못한다. 항생제 세례를 견뎌내고 살아남은 세균은 동료들의 사체 속에서 번식한다. 더욱 중요한 것은 생존한 세균들이 항생제를 성공적으로 피한 특성을 자손에게 물려준다는 점이다. 이 단순한 현실이 바로 항생제의 아킬레스건이다. - 10장 구세주끼리의 불화

인간과 식물은 생물학적으로 같은 방어 전략을 쓰도록 설계되었다. 둘 다 미생물을 특수한 위치로 이끌기 위해 미생물에 영양소를 공급한다. 식물은 근권으로, 인간은 장으로 미생물을 끌어들인다. 이 장소들은 미생물이 영양소를 교환하고 식물 또는 인간과 협력 관계를 맺는 생물학적 장터인 셈이다. - 13장 오랜 친구와 잘 지내기

출판사 서평

미생물이 없으면 우리는 건강할 수 없다!

미생물과 우리 세계의 긴밀한 관계를 살펴보는 책

인간이 미생물을 인지한 지는 얼마 되지 않았다. 인간은 미생물을 처음에는 신기한 심심풀이 대상으로, 나중에는 전염병의 근원으로 여겼다. 그러나 사실 그들은 우리 삶과 건강의 근원이다. 우리는 이제야 그 사실을 알아가고 있다. 이 책은 미생물이 인류가 맞닥뜨린 중대한 문제들을 해결할 수 있다는 사실을 알려준다. 지질학자인 데이비드 몽고메리와 환경학자인 앤 비클레는 부부다. 이들은 새집의 망가진 정원을 회복하고 암에 걸렸던 몸을 치유하는 두 가지 사건을 겪으며 매우 중요한 사실을 깨닫는다. 한 인간은 물론 생태계 전체의 건강이 모두 지구에서 가장 작은 생물들, 미생물에 달려 있다는 사실이다.

죽은 흙을 되살리는 일은 가능한가? 작물의 영양분이 점점 줄어드는 이유는 무엇일까? 건강이란 무엇인가? 우리 면역계는 어쩌다 우리 자신을 공격하게 되었을까? 이 질문들은 서로 무관해 보이지만 그 근원에는 미생물 생태계가 망가졌다는 공통점이 있다. 식물이 성장하기 위해서는 미생물과의 협력이 필수다. 식물은 뿌리를 통해 미생물이 좋아하는 분비물을 내보내며, 식물이 불러들인 미생물은 병원체로부터 식물을 보호한다. 흙 안에 미생물이 좋아하는 영양분이 많다면, 유익한 미생물이 더 많아져 식물은 건강해진다. 화학 비료를 사용하면 당장 보이는 작물의 수확량은 많아질지 모르나 토양 미생물을 없애게 되기 때문에 식물의 영양분이 줄어들고 생산능력도 낮아진다.

인간 몸속에서 일어나는 일도 비슷하다. 인류는 처음부터 미생물과 더불어 살아왔으며, 한 사람 몸속 미생물의 수는 인체 세포의 수보다 훨씬 많다. 미생물이 건강할 수 있는 환경을 만들어야 우리도 건강할 수 있다. 즉, 미생물은 인간 면역계의 일부분이나 다름없다. 항생제를 과도하게 사용할 경우 몸속의 미생물은 힘을 잃게 되고, 자칫하면 건강에 악영향을 미치는 방향으로 바뀐다. 현대인의 다양한 만성질환은 미생물이 일하지 못하도록 몸속 환경을 파괴한 결과라고 볼 수 있다.

그렇다면 우리는 미생물과 협력해야 한다. 방법을 알고 싶다면 이 책을 읽어보자. 지금껏 몰랐던 놀라운 세계를 깨닫게 될 것이다.

우리가 몰랐던 자연의 절반

세상을 움직이는 힘은 미생물에서 나온다

눈에 보이지 않는다는 특징이 미생물을 정의한다. 그러나 미생물은 지구에서 개체수가 가장 많고 가장 널리 퍼졌으며 성공적으로 번식한 생명체다. 개체수가 무수히 많은데도 너무 작아서 눈에 보이지 않을 뿐이다. 생명이 있는 모든 곳에 미생물이 있기에 미생물이 없는 곳으로 가는 일은 사실상 불가능하다.

미생물은 지구 생태계를 돌아가게 하는 전 지구적 순환을 담당한다. 이들은 지구 대기를 산소가 풍부한 대기로 바꾸었을 뿐 아니라, 지금도 지구 전체 대기의 이산화탄소량을 조절하는 데 기여한다. 미생물은 지구의 질소 순환도 주도한다. 질소는 생명 유지에 반드시 필요한 아미노산의 필수적인 구성 원소지만, 식물은 미생물의 도움 없이는 질소를 흡수할 수 없다. 미생물이 질소를 흡수 가능한 형태로 공급하지 않는다면 지구에 사는 모든 생물은 금세 목숨을 잃을지도 모른다.

과학자 린 마굴리스는 미생물 사이의 공생 관계를 기반으로 다세포 생물이 진화했다고 주장했다. 진화에서 공생 관계가 중요한 역할을 했고 어쩌면 경쟁보다 더 큰 영향을 미쳤을 수도 있다는 이야기다. ‘세포 내 공생설’이라 불리는 이 이론은 눈에 보이지 않는 미생물이 자연에서 하는 놀라운 역할을 설명하해준다.

발밑의 미생물

미생물에게 영양을 공급하면 손상된 땅을 회복시킬 수 있다

저자는 아주 오랫동안 인류를 괴롭혀온 문제의 해결책, 즉 흙의 양분을 고갈시키지 않고도 식량을 경작하는 방법을 찾았다고 말한다. 토양미생물에게 영양을 공급하는 것이다. 그러면 밭을 가는 습관과 살충제와 화학비료 남용으로 손상된 땅을 대부분 회복시킬 수 있다. 미생물(토양세균과 균근성 균류)이 식물에게 필수영양소를 공급하면, 식물은 분비물을 제공해서 미생물이 만든 영양소와 교환한다.

정원 이야기를 해보자. 이들 부부는 아무것도 없는 상태에서 토양의 생명을 되살리기 위해 죽은 흙에 많은 양의 유기물(커피 찌꺼기, 우드칩, 나뭇잎, 물거름 등)을 덮었다. 단기적인 효과를 보려면 화학비료가 좋았겠지만, 이는 결국 토양의 양분 고갈을 심화시킨다는 사실을 알았기 때문이다. 유기물이 가득한 환경은 미생물을 불러들였고, 미생물은 유기물을 분해해서 새로 싹튼 식물에게 영양소를 풍부하게 제공했다. 머지않아 새 정원에 식물들이 무성해졌다. 저자는 공생 관계가 식물의 건강과 흙의 비옥함을 결정한다는 사실을 눈으로 보고 경험하게 되었다. 땅속의 생물에게 좋은 환경을 만들어주는 일이 땅 위의 식물을 잘 자라게 하는 비결이다.

저자는 정원에서 기른 작물의 영양소 함유량을 알기 위해 식품 연구소에 분석을 의뢰하기도 한다. 분석 결과는 놀라웠다. 이들의 정원에서 기른 케일은 상업적으로 재배된 작물보다 칼슘과 아연이 두 배, 엽산이 네 배나 더 많았다. 화학비료를 전혀 주지 않고 퇴비와 유기물을 잔뜩 주었을 뿐이다.

사실 1930년대부터 미생물이 땅을 기름지게 만들 뿐 아니라 인간의 건강을 증진한다고 외친 선구자들이 있었다. 특히 앨버트 하워드는 화학비료를 장기적인 토양비옥도와 식물의 건강을 희생해서 단기적인 성과를 내는 스테로이드 같은 물질로 여겼다. 그에 따르면 화학비료는 궁극적으로 식물의 생물학적 방어 체계를 약하게 만들어 해충, 기생충, 병원체가 늘어나는 데 영향을 미친다. 게다가 중요한 영양소들이 결핍된다. 그는 모든 영양소를 골고루 섭취하려면 건강한 땅에서 키운 작물과 가축을 식재료로 써야 한다고 말했다. 그리고 그 선견지명이 옳았음을 우리는 오늘날에 와서야 깨닫고 있다.

몸속의 미생물

미생물이 건강해야 우리 몸도 건강하다

책을 읽다 보면 흥미로운 사례가 나온다. 건강했던 스물세 살 청년은 신선한 채소 위주의 아일랜드식 식단에서 고기와 흰 빵 위주의 잉글랜드식 식단을 섭취한 지 두 달 만에 황달에 걸렸다. 중국의 미생물학자 자오리핑은 통곡물, 전통 음식, 프리바이오틱스가 함유된 WTP(whole grain, traditional food, prebiotics) 식단을 따르고 20킬로그램 가까이 살을 뺐다. 이는 모두 무엇을 의미할까?

바로 우리가 먹는 음식이 위장관에 서식하는 미생물에게 영향을 준다는 사실이다. 식단을 바꾸면 몸속의 이로운 미생물이 힘을 내 일하게 된다. 프리바이오틱스(섬유질)와 프로바이오틱스(대표적으로 유산균)가 가득한 식물성 식품에 답이 있다. 우리가 이로운 미생물을 길러주면 그들은 병원성 미생물을 물리치고 면역계가 우리에게 등을 돌리지 않고 계속 우리를 위해 일하게 해준다. 유기물이 토양 미생물에게 영양을 공급하는 것과 같은 원리다. 결국 다음과 같은 간단한 원칙을 따르면 된다. 적군을 굶기고 아군에게 먹이를 주자. 그리고 적을 견제해주는 아군을 죽이지 말자.

발밑의 흙은 땅 위에 조성된 정원이나 농장의 건강과 회복력을 떠받치고, 몸속의 흙은 또 다른 정원인 우리 몸을 지탱한다. 미생물이 흙과 인간의 건강에 미치는 중대한 영향이 비슷하다는 사실을 깨닫고 나면 세상을 달리 바라볼 수밖에 없다. 우리 발밑에 숨겨진 자연의 절반은 여전히 보이지 않지만, 정원의 생명과 아름다움의 원천이다. 인간은 저마다 고유한 존재지만, 온전히 혼자였던 적이 없다. 한 사람 안에는 헤아릴 수 없을 만큼 많은 미생물이 살고 있다. 이제 미생물과의 관계를 회복할 때다.

“우리가 자연의 숨겨진 절반에 관심을 기울여야 하는 이유는 아주 단순하다. 바로 미생물이 인간과 별개의 존재가 아니라 인간의 일부라는 점이다. … 미생물이 우리 삶에서 수행하는 근본적인 역할을 인정할 때가 되었다. 미생물은 인류의 과거를 결정했고, 인간이 미생물을 대하는 태도가 인류의 미래를 결정할 것이다. 인간은 미생물의 요람에서 결코 탈출할 수 없다. 자연의 숨겨진 절반은 우리 속에 단단히 자리 잡고 있다.”