미생물학의 기초 - 1. 미생물의 정의
간혹 미생물이라 하면 굉장히 나쁜 것이라는 인상을 갖고 있는데 그건 미생물을 잘 모르고 하는 소리이다.
지구적 관점에서 인간만큼 해로운 건 없다. 미생물은 굉장히 유익한 것들이다. 굉장히 많은 음식물, 우리 식생활에 미생물이 영향을 많이 미치고 있다. 미생물이 없다고 가정하면 우리를 즐겁게 해주는 그 모든 것들을 포기해야 할 것.
예를 들어, 치즈, 와인, 된장 등등...
그 외에 것만 못 먹으면 되나? 그것도 어림없는 소리이다. 농업이 대부분 미생물이 없으면 아예 생각할 수 없는 분야이다. 식물들이 살 수 있는 형태로 질소나 황이나 산소 이런 것들 것 변환시켜주는 게 미생물이기 때문
- -농업이 미생물이 없으면 불가능한 영역이 됨.
에너지 생산이나 정화 기능에도 굉장히 중요함.
Ex) 기름이나 살충제를 미생물이 분해해서 정화함. 수생 미생물들이 비 에너지를 다른 생명체가 쓸 수 있는 형태로 변환시켜 주기도 함.
의학적인 관점에서도 백신이나 항생제 만들 때 혹은 호르몬 (인슐린 등)을 만들 때 미생물이 사용됨. 미생물이 없으면 만들지 못한다.
우리 몸에 살고 있는 미생물은 직접적으로 우리에게 영향을 주고 있다. 이 미생물이 제대로 기능을 하고 우리와 조화로운 관계를 유지해야 우리가 건강한 상태를 유지할 수 있다
미생물을 어떻게 정의할까?
미생물의 ‘미’ 자는 작다는 뜻의 한자임, 영어로도 ‘micro’는 굉장히 작다는 뜻 - 미생물은 굉장히 작은 생명체 혹은 유기체
그런데, 미생물학의 영역에서는 눈으로 볼 수 있는 것들이 존재한다
- -결국에 크기로는 그 생명체들을 규정할 수 없다는 뜻이다
두 번째로 ‘organism’이라는 단어 생각해보자. 유기체 기본 단위를 세포라고 하고 이를 세포 이론이라 칭하는데, 만약에 세포 이론을 미생물에 적용한다면
- -바이러스가 예외가 됨. 바이러스는 세포가 아니고 단독으로 어떤 활동을 할 수 있는 존재가 아님
세 번째로 오래된 빵 위에 곰팡이가 생긴 모습을 보자. 이건 육안으로 봤을 때 쉽게 볼 수 있는 모습임. 그리고 곰팡이는 세포 하나로 이루어진 그런 생물이 아니고 다세포성이다.
- -여러 세포들이 모여 있으니까 미생물이 아닌 건지 확실하지 않아 기준으로 부적합하다.
Ex) E.coli 대장균
짤막한 막대 모양, 짧은 쪽 직경이 1마이크로미터 정도, 긴 쪽 직경이 3~4 마이크로미터라 당연히 눈에 안 보임.
살아있는 세포이므로 영양분이 제공되고 적절한 온도, ph 이런 것들이 주어진 환경에 이 세포가 놓이면 당연히 분열할 것.
플레이트에 배지를 깔고 그 위에 미생물을 한 번 발랐다고 생각해보자.
한 마리를 딱 떨어뜨리거나 미생물을 발라줬을 때, 처음에는 세포들이 다 떨어져 있으니까 당연히 눈에 보이지 않는다.
그런데, 시간이 지나면 얘네가 하나에서 둘, 둘에서 넷 이런 식으로 늘어나며 어느 순간에는 그게 눈에 보이기 시작한다
- -어느 순간 ‘균 덩어리’가 되는 것. 눈에 보이게 되는 균 덩어리를 **콜로니 (colony)**라 부름
접종했을 당시 세포 사이의 간격이 넓다면
: 독립적으로 콜로니가 형성될 것.
접종했을 당시 세포 사이의 간격이 가까웠다면
: 덩어리들이 서로 연결될 것. 선이 될 수도 있고 더 촘촘히 있다면 면이 될 수도 있을 것.
- -눈에 보인다 보이지 않는다 이런 기준으로 얘네를 정의하기 어려움. (곰팡이의 예도 마찬가지)
‘육안으로 볼 수 없는 작은 유기체’라는 옛날 전통적인 정의에서 ‘크기 문제’, ‘세포 이론’, ‘세포의 수’ 이런 것들을 고려해서 새롭게 정리할 필요가 있다
일부 미생물은 눈에 보인다. 따라서 눈으로 볼 수 없는 작은 유기체라는 정의는 맞지 않는 정의이다.
세포 이론을 생각했을 때 바이러스도 중요한 미생물학의 한 영역이므로 고려할 필요가 있다.
세포의 수도 단세포성인가를 따졌을 때 다세포성인 조류나 곰팡이 모두 미생물의 영역에 들어가기 때문에 옳지 않다.
미생물의 정확한 정의
이걸 다 고려해서 결국 미생물의 정의를 생각해 본다면,
‘미생물은 고도로 분화되지 않은 단순한 유기체 또는 작용제이다.’ 와 같이 정의할 수 있다.
여기서, 분화되지 않았다 (differentiated 되지 않았다)라는 뜻은 세포 하나하나가 독립적으로 작용한다는 뜻이다.
우리 몸과 비교해보면 우리 몸은 굉장히 많은 세포로 구성되어 있다. 세포가 모여 기관을 이루고 기관이 모여 우리 몸을 구성한다. 하지만 그 세포가 독립적으로 작동하는 것이 아니고 기관 역시 독립적으로 작동하지 않는다. 우리는 손끝이 조금 다쳐도 아프고 어떤 신체 기관 하나가 망가지면 심하면 사망에 이를 수 있다.
그런데, 예를 들어 곰팡이의 경우 분명 다세포성이지만 그 세포 하나하나가 다 독립적이다.
- -곰팡이를 일부로 잘라낸다고 해서 나머지가 죽지는 않는다는 뜻이다.
- -결국 분화되었다 (인간의 경우), 분화되지 않았다 (미생물의 경우)는 이런 의미이다.
cf. **작용체 (agent)**라는 단어는 결국 바이러스를 미생물의 영역에 포함시키기 위해 이렇게 정의한 것임.