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비소(As)를 먹고 사는 박테리아 목록

조회 : 3853 | 2010-12-16


“비소(As)를 먹고 살며, 비소가 들어 있는 박테리아(GFAJ-1)를 배양하는 데 성공했다.” 얼마 전 온 세계가 설렘 가득한 마음으로 미국항공우주국(NASA; 나사)의 발표를 기다렸습니다. 오래 전부터 외계 생명체에 관한 탐사를 계속해 온 NASA에서 발표 시각만 미리 정해둔 채 입을 다물고 있었기 때문입니다. 기다리는 동안 여러 가지 추측이 흘러 나왔는데, 대부분 외계 생명체의 존재에 관한 기대를 담은 것들이었습니다. 어떤 이들은 성급하게도 영화 E.T.의 한 장면처럼 외계인과 만나는 장면을 상상하기도 했습니다. 그래서 정작 뚜껑이 열리고 발표 내용이 전 세계로 생중계 되었을 때 그 내용에 실망한 사람들도 적지 않았습니다. 영화 주인공 E.T.까지는 아니라 하더라도 어느 정도 활발하게 움직이는 생물체를 기대했던 사람들에게 비소를 먹고 살 수 있다는 박테리아는 실망감을 줄 뿐이었을 테니까요. 하지만 이번에 발표된 ‘비소 생명체’는 그저 별 거 아닌 것으로 무시하기에는 무척 중요한 존재입니다. 앞으로 다양한 연구가 뒤따라야 제대로 된 판단을 할 수 있겠지만, 일단 그 존재 자체만으로도 우리가 그동안 생명체에 대해 생각해온 것들을 뒤바꿔야 할 정도로 중요한 의미를 가지고 있다고 합니다. 현재까지 알려진 생명체에 대한 상식, 비소, 그리고 NASA 발표 내용에 대해서 알아보겠습니다.









비소를 먹고 사는 박테리아 GFAJ-1이 발견된 모노 호수 (자료 출처: NASA 홈페이지)




*알아보기*
- 지금까지의 상식―생명체를 이루는 6대 원소
- 비소(As)란 무엇인가요?
- 비소를 먹고 사는 박테리아



*관련 단원*
- 우리 생활과 물질(초등학교 3학년 1학기)
- 환경과 생물 (초등학교 5학년 2학기)
- 주변의 생물 (초등학교 6학년 1학기)




지금까지의 상식―생명체를 이루는 6대 원소
우리는 지금까지 생명체를 이루는 여섯 가지 원소에 대해 배워왔습니다. 탄소(C)·수소(H)·질소(N)·산소(O)·황(S)·인(P)이 바로 그 6대 원소입니다. 사람도 마찬가지입니다. 인체를 구성하고 에너지를 저장하는 데 쓰이는 3대 영양소 탄수화물·단백질·지질은 말할 것도 없고 유전정보를 보존하고 전달하는 DNA(디옥시리보핵산)와 RNA(리보핵산)까지도 이 여섯 가지 원소로 이루어집니다. 탄수화물은 탄소·수소·산소, 이렇게 세 가지 원소를 포함하고 있고, 단백질은 아미노산으로 만들어지며 탄소·수소·산소와 황을, 지질은 그 이외에 인까지 포함하고 있습니다. 특히 인은 에너지원 ATP(아데노신삼인산)의 핵심적인 원소라서 생명체의 생존에 없어서는 안 되는 원소로 알려져 왔습니다.









생명체의 유전 정보를 담고 있는 DNA의 구조 (자료 출처: 위키피디아)


사람들은 늘 우주와 외계 생명체에 대해 동경합니다. 과학기술이 그다지 발달하지 않았던 시절에는 우주를 신성하게 여기고 외계인에게 복을 비는 일이 드물지 않았습니다. 인공위성을 쏘아 올리고, 우주 탐사를 위해 우주선을 보내는 현대에도 우리 지구인과 같은 지능과 능력을 가진 존재 혹은 우리보다 훨씬 우월한 존재에 대한 기대를 버리지 않고 있습니다. 우주 탐사선의 임무에는 생명체가 살 수 있을 만한 조건을 가진 천체―다른 말로 하면 생명체를 이루는 6대 원소가 풍부한 천체―나 지구와 비슷한 환경을 가진 천체를 찾아내는 것이 포함되어 있습니다. 그런데 이번에 NASA가 발표한 내용에 따르면 ‘생명체가 살 수 있을 만한 조건’의 범위가 훨씬 더 넓어질 수도 있게 되는 셈입니다.





비소(As)란 무엇인가요?
비소의 원소 기호는 As이며 원자번호는 33번입니다. 15족 원소인 비소는 주기율표에서 인 바로 아래에 자리하고 있습니다. 그건 곧 인과 화학적 성질이 비슷하다는 뜻입니다. 비소는 원소 형태로 있기도 하지만 황이나 다른 금속들과 결합한 형태로 여러 광물에 들어 있습니다. 원소는 크게 금속(metal), 비금속(nonmetal), 준금속(metalloid)으로 나뉘는데 비소는 준금속(metalloid)입니다. 한 가지 형태가 아니라 여러 동소체로 존재하는데, 금속의 성질을 갖는 회색 비소가 가장 흔합니다. 몇 해 전에 비소가 있어도 살 수 있는 미생물이 있다는 아주 예외적인 연구 발표가 있기는 했지만, 일반적으로 비소는 생명체에 맹독성으로 알려져 왔습니다. 특히 비소가 산소와 반응하여 만들어진 비소 산화물 비상(arsenic trioxide)은 살충제나 제초제 등으로 사용되었으며, 옛날에 임금이 큰 죄를 지은 사람에게 내린 사약에도 비상이 들어있었다고 합니다.





비소의 동소체 중 가장 흔한 회색 비소 (자료 출처: 위키피디아)


현재는 독성 때문에 비소의 사용을 금지하는 것이 일반적입니다. 하지만 지금도 여전히 자연에 존재하는 미량의 비소가 포함된 물을 식수로 사용해야 하는 사람들이 있습니다. 그리고 그 수가 전 세계적으로 무려 수천만 명에 이른다고 합니다. 비록 적은 양이라 하더라도 계속 먹게 되면 비소에 만성적으로 중독되기 때문에 위험합니다. 비소에 중독되면 두통과 졸음 등의 증상에서 시작해서 점차 경련이나 색소 침착 등이 나타나게 됩니다. 급성 중독의 경우 설사, 구토, 혈뇨(소변에 피가 섞여 나옴), 위경련 등이 나타나는데, 폐, 피부, 콩팥과 간 등이 비소에 가장 취약한 기관이며, 결국 혼수상태나 죽음에까지 이르게 됩니다.






비소를 먹고 사는 박테리아
이렇듯 우리가 알고 있는 상식에 의하면, 비소는 생명체에 위협이 되는 존재입니다. 비소의 농도가 높은 경우처럼 극한 상황에 처한 미생물이 생존을 걸고 적응한 결과 살아남을 수는 있습니다. 물론 그것도 많이 양보해서 생각해준 것입니다. 그런데 이번에 NASA가 발표한 바로는 비소를 견디는 정도가 아니라, 아예 인 대신에 비소로 대사 작용을 하고 생체 안에 비소를 포함하고 있는 생명체가 있다는 것입니다. 그것도 다른 곳이 아니라 바로 우리가 살고 있는 지구에! 지금까지 이런 생명체의 존재가 알려진 적은 없습니다. 아무리 비소와 인이 주기율표 상 같은 식구(앞서 이야기한 바와 같이 화학적 성질이 비슷해서 같은 족(族)에 위치함)라 하더라도 말입니다. 산소와 황이 같은 족이니까 산소 대신 황만 있어도 살 수 있다고 말하는 것만큼이나 황당한 이야기일 수도 있는 것이지요. 사실 발표 내용만으로는 아직 부족한 부분이 많아서 모자라는 점을 보충하기 위해서는 앞으로 더 많은 연구가 필요합니다.




비소를 먹고 사는 박테리아 GFAJ-1 (자료 출처: NASA 홈페이지)


우주 공간은 우리가 상상할 수 있는 수준 이상으로 넓습니다. 그리고 또한 우리가 미처 다 셀 수 없을 정도로 많은 천체가 있습니다. 그 중 어디에 생명체가 살고 있을지 모릅니다. ‘비소 생명체’는 지금껏 우리가 생명체가 살 수 없다고 생각했던 곳에서도 어쩌면 우리와 전혀 다른 방식으로 사는 생명체가 존재할 수 있다는 증거가 될지도 모릅니다. 사실 지금 섣불리 어떤 결론을 내리는 것은 그리 바람직하지 않을 것입니다. 하지만 그동안 상식이라고 생각했던 것들이 더 이상 상식이 아닐 수도 있으며, 세상에 절대적인 것은 없다는 사실을 다시 한 번 일깨워주는 사건인 것은 확실합니다.




비소를 먹고 사는 박테리아 GFAJ-1 (자료 출처: NASA 홈페이지)

우주 공간은 우리가 상상할 수 있는 수준 이상으로 넓습니다. 그리고 또한 우리가 미처 다 셀 수 없을 정도로 많은 천체가 있습니다. 그 중 어디에 생명체가 살고 있을지 모릅니다. ‘비소 생명체’는 지금껏 우리가 생명체가 살 수 없다고 생각했던 곳에서도 어쩌면 우리와 전혀 다른 방식으로 사는 생명체가 존재할 수 있다는 증거가 될지도 모릅니다. 사실 지금 섣불리 어떤 결론을 내리는 것은 그리 바람직하지 않을 것입니다. 하지만 그동안 상식이라고 생각했던 것들이 더 이상 상식이 아닐 수도 있으며, 세상에 절대적인 것은 없다는 사실을 다시 한 번 일깨워주는 사건인 것은 확실합니다.


*한걸음 더!*
☆ 생명체는 어떻게 탄생했는지 알아보세요.
☆ 생명체를 이루는 6대 원소에 대해 더 자세히 알아보세요.
☆ 원소의 주기율표를 보고 각 주기와 족의 의미에 대해 더 공부해보세요.
☆ 외계 생명체 탐사는 어떻게 진행되고 있는지 알아보세요.











주제!
생물 ,환경
관련단원 보기
*초등6학년 1학기 생물과 환경
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*초등5학년 2학기 작은 생물의 세계
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*초등5학년 2학기 작은 생물의 세계
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