작은 것들이 만든 거대한 세계 - 균이 만드는 지구 생태계의 경이로움
정가 : 20,000원
거대한 지구 생태계를 만든 작은 생물,
균의 세계에 대한 매혹적인 에세이
“세상을 부패시키는 존재가 세계를 만든다”
인간의 상상을 초월하는 미시 세계의 잠재력을 탐구하다!
지구상에 존재하는 모든 생명의 근원은 바로 곰팡이, 즉 우리 눈에 잘 보이지 않는 작은 균에서 시작되었다. 곰팡이가 없었더라면 세상은 지금의 형태로 만들어지지 못했을 것이다. 개체수, 종수, 종의 나이 등에서 인류보다도 훨씬 압도적인 이 곰팡이라는 존재에 대해 우리는 아는 것이 거의 없다. 그러나 곰팡이가 지닌 능력과 잠재력은 인간의 상상을 초월한다. 곰팡이는 돌을 먹고 흙을 만들며, 식물을 자라게 하고 우주에서도 살아남을 수 있는데다 지구 대기의 성분에도 영향을 미친다. 심지어 이 놀라운 생물을 이용한다면 우리는 당면한 플라스틱 쓰레기 문제는 물론이고 지구 온난화, 식량 생산 문제까지 인류가 마주하고 있는 많은 위기를 극복할 수 있을지도 모른다. 이 책은 시적인 문체와 과학적 사실들, 그리고 아름다운 일러스트를 한데 엮어내, 상대적으로 덜 알려진 곰팡이의 놀라운 세계를 들여다본다. 곰팡이, 즉 균이 만들어내는 우리 자연의 경이로움을 살펴보면 지금까지 우리가 알지 못했던 생태계의 긴밀한 네트워크에 대해 다시 한번 생각하게 될 것이다.
균이 없었더라면 지금의 지구는 존재하지 않았을 것이다!
흙 속의 뿌리부터 우리가 숨 쉬는 대기까지, 균이 만들어낸 세계를 조명하다
살아가는 방식이 너무나 이상하고 경이로워서 과연 이 생물은 어떻게 살아가는지 궁금해질 수밖에 없는 생명체가 있다. 이 생물은 식물도 아니고 동물도 아니며, 지구 전체는 물론 우리의 몸과 공기 중에서도 발견되는 생명체다. 대체로 아주 미세한 존재이지만 지금까지 발견된 유기체 중 가장 큰 몸집을 가진 개체도 있고, 이 지구상에서 수억 년 동안 살아왔다. 단단한 암석까지 거뜬히 소화시킬 수 있는 놀라운 능력 덕분에 이 생물은 지구상 그 어떤 생명체보다도 가장 먼저 육지에 정착할 수 있었다. 심지어 이 생물은 생명체가 맨몸으로는 결코 살아남을 수 없다고 알려진 우주에서도 살아남을 수 있으며, 모든 생명체들을 말살시켜버리는 핵 방사선 속에서도 문제없이 무한히 번성할 수 있다.
이 놀라운 생명체는 바로 곰팡이, 즉 균이다. 곰팡이는 어디에나 있는 흔한 존재이지만 우리 시야에는 잘 들어오지 않는다. 하지만 곰팡이는 주위 환경부터 우리 몸속까지 세상 어디에나 존재한다. 곰팡이는 지난 10억 년 동안 그래왔듯이 지금 이 순간에도 끊임없이 우리의 삶의 방식을 지탱하면서 동시에 변화시키고 있다. 곰팡이가 없었더라면 6억 년 전 녹조류는 민물에서 벗어나 육지로 올라올 수 없었을 것이다. 식물이 육지로 올라오지 못했더라면 동물 역시 물속에서 살 수밖에 없었을 것이고, 지구의 생태계는 지금까지와는 완전히 다른 모습이 되었을 것이다.
균, 다시 말해 곰팡이는 우리 생활에서 빵이나 술, 또는 약의 원료로도 사용되고 있지만 최근에는 곰팡이가 인간의 체내에 흡수될 경우, 환각 증상이나 정신 질환을 유발시킬 수 있다는 연구 결과도 나왔다. 뿐만 아니라 곰팡이가 플라스틱, 폭발물, 살충제, 심지어는 원유까지 소화시킬 수 있다는 것이 밝혀지면서 획기적인 기술 개발에도 사용되고 있다. 또한 곰팡이가 땅 아래에서 식물과 식물을 연결하는 네트워크의 역할을 한다는 연구 결과는 기존의 생태계 연구 방식에도 많은 변화를 일으키고 있다.
스미소니언 열대 연구소의 전임 연구원으로 파나마 열대 우림의 지하 균류 네트워크를 연구한 젊은 균학자 멀린 셸드레이크가 식물학, 미생물학, 생태학, 과학사 및 과학철학에 대한 지식을 엮어, 독자들을 곰팡이의 놀라운 세계로 인도한다. 시적인 문체와 과학적 사실들을 통해, 상대적으로 덜 알려진 곰팡이들의 놀라운 세계를 들여다볼 수 있는 책이다.
태초의 지구를 만든 곰팡이
균과 조류의 공생이 지구의 생태계를 만들다
약 45억 년 전 지구가 탄생해 식물이 육지로 올라오기 전인 6억 년 전까지 지구의 환경은 극단을 오갔다. 초기 지구는 암석과 물로 이루어진 극한 행성으로, 이 시기 동물과 식물은 비교적 안온한 환경의 물속에서 자라고 진화했다. 즉 지구 역사의 초기에 물속은 생명이 살 수 있는 공간, 물 밖은 생명이 살 수 없는 공간이었다. 그렇다면 지구는 어떻게 지금의 모습이 될 수 있었을까?
지구의 대기가 지금처럼 생물이 살 수 있게 된 가장 큰 요인은 바로 육상 식물의 등장이다. 안온한 물속 환경에서 벗어나 식물이 처음으로 육지로 올라왔다. 육지로 올라온 식물들이 활발히 광합성을 하면서 대기 중 이산화탄소가 줄고 산소가 늘어 지금의 환경이 만들어진 것이다. 저자는 이러한 초기 지구 역사를 설명하며 학계의 컨센서스를 인용해 지금 식물의 조상인 조류가 당시 육지에 떠돌고 있던 곰팡이와 결합함으로써 뿌리를 얻었다고 설명한다. 식물은 본래 뿌리가 없었으나 곰팡이와 손을 잡고 뿌리를 얻어 육지로 올라올 수 있었다는 것이다. 즉 곰팡이가 없었다면 조류는 육지로 올라올 수 없었을 것이며, 따라서 육지가 동물이 살기에 쾌적한 환경이 될 수도 없었을 것이다. 이런 관점에서 곰팡이, 즉 균은 현재 지구상에 존재하는 모든 생명의 근원이라고도 할 수 있다.
-- 최초의 식물은 뿌리도 없고 특별한 구조도 갖추지 못한 초록색 조직 덩어리에 불과했다. 시간이 흐르면서 그 초록색 덩어리가 응축되어 기관이 생기기 시작했고, 그 조직이 곰팡이 동지를 수용했으며, 곰팡이는 흙 속에서 영양분과 물을 끌어다 주었다. 진화의 결과 첫 뿌리가 나타났을 즈음, 균근은 조류와 곰팡이가 지상으로 올라온 후에 생겨난 모든 생명의 뿌리를 이루었다. 균근mycorrhiza 이라는 이름이 정확하게 말해주고 있다. “균mykes에 이어 뿌리rhiza 가 생겨났다.”
그로부터 수억 년이 흐른 오늘날, 식물은 더 가늘어지고 더 빨리 성장하며 식물이라기보다 곰팡이처럼 행동하는 기회주의적인 뿌리를 갖도록 진화했다. 그러나 그렇게 진화한 뿌리도 땅속을 탐색하는 데에는 곰팡이를 넘어설 수 없다. (중략) 균사는 뿌리보다 먼저 생겼고, 뿌리보다 더 멀리 나아간다. 몇몇 연구자들은 여기서 한 발 더 나간다. “식물은 뿌리가 없습니다.” 학부 시절, 은밀한 비밀을 털어놓듯 말하는 교수의 말에 강의실 안의 학생들이 모두 깜짝 놀랐다. “식물이 가진 것은 균뿌리, 즉 균근입니다.” _220~221p
생태계를 조율하는 균의 비밀
흙 속에 넓게 펼쳐진 곰팡이가 만들어내는 “우드와이드웹”
곰팡이라고 하면 부정적인 인식을 갖기 쉽다. 관리를 제대로 하지 못한 물건이나 어둡고 습한 곳에서 자라며 물건을 망가트리고 부패시키는 존재라고 생각하기 때문이다. 그러나 곰팡이는 생태계 전체에 거미줄처럼 균사를 뻗고 모든 자연의 요소들을 긴밀하게 연결해주는 존재다. 저자는 풍부한 최근 연구 자료와 연구자에 대한 인터뷰를 곁들여, 숲은 각각의 나무와 풀의 단순한 집합이 아니라는 점을 강조한다. 숲에 존재하는 나무와 풀은 흙 속에서 서로를 연결해주는 곰팡이 네트워크에 의해 유기적으로 연결되어 있고, 따라서 이 곰팡이 네트워크를 이용해 영양분과 각종 물질이 이동한다는 것이다.
이러한 곰팡이 네트워크의 존재를 가장 잘 느낄 수 있는 대표적인 존재로 저자는 수정란풀을 소개한다. “하얀 찰흙을 담배 파이프 모양으로 빚어 거꾸로 땅에 박아 놓은 듯한 모습”(255p)을 하고 있는 수정란풀은 생긴 그대로 하얗기 때문에 엽록소가 없다. 대부분의 식물이 그러는 것처럼 광합성으로 영양분을 공급받을 수 없는 것이다. 그렇다면 이 식물은 도대체 어떻게 지금까지 살아남을 수 있었을까? 학자들의 연구에 의하면 수정란풀은 곰팡이의 네트워크를 통해 다른 식물이 합성한 영양분을 공급받아 성장한다고 한다. 이러한 연구 결과로 등장한 신조어가 바로 우드와이드웹Wood Wide Web”이다. 식물을 긴밀히 연결해주는 곰팡이, 즉 균의 네트워크를 인터넷 연결망인 월드와이드웹에 빗대어 만든 단어다. 저자는 이 신조어와 걸맞은, 우리 세계를 그물처럼 빈틈없이 연결하는 곰팡이의 역할을 소개한다.
-- 수정란풀은 오래전에 광합성 능력을 포기했다. 그와 함께 잎과 초록색도 잃었다. 하지만 어떻게 그럴 수 있었을까? 광합성은 애초에 식물이 식물일 수 있는 가장 중요한 능력이다. 식물이라면 절대 타협할 수 없는 본질이기도 하다. 그런데도 수정란풀은 광합성을 버렸다. 먹이를 먹지 않고, 대신 털 속에 품고 있는 광합성 박테리아로부터 에너지를 얻는 원숭이를 상상해보라. 얼마나 황당한 상상인가!
수정란풀은 곰팡이에서 해답을 찾았다. 대부분의 녹색식물처럼, 수정란풀도 균근 곰팡이에게 생명을 의지한다. 그러나 이들의 공생 관계는 좀 다르다. ‘정상적인’ 녹색식물은 곰팡이에게 에너지가 풍부한 탄소화합물을 당이나 지질의 형태로 내주고 그 대신 곰팡이를 통해 토양 속의 무기영양소를 얻어간다. 수정란풀은 이 거래를 살짝 변형했다. 수정란풀은 균근 곰팡이로부터 탄소와 무기영양소를 모두 받아간다. _ 255~256p
균이 동물을 조종한다?
동물의 정신에 영향을 미치는 좀비 곰팡이
곰팡이의 영향력은 식물들을 서로 연결해주거나 무생물을 부패시키는 정도의 영역에만 국한되지 않는다. 어떤 곰팡이는 심지어 동물의 행동에도 직접적인 영향을 미쳐, 스스로의 번식을 이용해 곤충을 이용한다. 영화 〈연가시〉에서 기생충이 인간의 행동을 조종하여 물에 빠져 죽게 만들듯이, 어떤 곰팡이는 곤충에 기생하면서 곤충의 행동을 직접 제어하기도 한다. 이런 종류의 ‘좀비 곰팡이’에 감염된 곤충은 자아를 잃고 죽을 때까지 곰팡이의 이익을 위해 행동한다.
저자는 이렇게 곰팡이에 감염된 곤충을 두고 ‘곤충의 옷을 입은 곰팡이’라고 말한다. 마치 영혼이 인간에게 빙의하듯이 곰팡이가 곤충에 씌었다는 것이다. 그렇다면 곰팡이, 다시 말해 균으로부터 만들어지는 환각제인 LSD 같은 약물을 복용하면 우리도 ‘인간의 옷을 입은 곰팡이’가 되는 것일까? 저자는 곰팡이가 동물에게 미치는 약리적 영향과 더불어 우리 인류의 농경과 문화에 미친 영향까지 폭넓게 살펴보면서, 우리가 평소 쉽게 간과하던 곰팡이의 중요성에 대해 알려준다.
-- 좀비 곰팡이는 숙주 곤충의 행동을 대단히 정밀하게 제어한다. 오피오코르디셉스는 자실체를 생성하기 좋은 온도와 습도를 갖춘 곳에서 개미가 식물을 물고 버티게 만든다. 대개 숲의 바닥으로부터 25센티미터 정도 높이다. 이 곰팡이는 개미가 태양의 방향에 맞추어 행동하게 만드는데, 이 곰팡이에 감염된 개미는 정오에 맞춰서 식물을 문다. 나뭇잎 아랫면은 물지 않고, 감염된 개미의 98퍼센트가 주요 잎맥을 문다. _172~173p
-- 카슨은 마소스포라Massospora를 연구하는데, 이 곰팡이에 감염된 매미는 몸의 3분의 1이 부서지면서 꽁지 부분에서 곰팡이의 포자를 퍼뜨린다. 이 곰팡이에 감염된 수컷 매미 ― 카슨의 말을 빌리자면 ‘날아다니는 죽음의 후추통’ ― 는 곰팡이에 감염되어 이미 오래전에 생식기가 다 부서지고 흩어졌음에도 불구하고 성적으로 과도하게 활성화되어 성욕이 넘치는 상태가 된다. 이 곰팡이가 숙주의 몸을 파괴하고도 그 몸을 얼마나 교활하게 이용하는지 알 수 있는 대목이다. 몸은 다 망가져 가는데도 이 매미의 중추신경계는 멀쩡하게 작용한다. _184p
우리의 미래에 균이 어떤 역할을 할 수 있을까?
쓰레기 문제를 해결하는 곰팡이의 비법
곰팡이가 인류에게 미치는 영향은 단순히 자연적인 영역에서 그치지 않는다. 곰팡이는 현대 소비사회의 가장 큰 문제라고 할 수 있는 쓰레기 문제를 해결할 수 있는 잠재력을 지니고 있다. 저자는 누구에게나 친숙한 느타리버섯으로 쓰레기 문제를 해결하고자 했던 연구 사례를 소개한다. 담배꽁초, 내버리는 기저귀 등에서 버섯을 기르면, 버섯이 매우 잘 자랄 뿐만 아니라 기존보다 무게가 85퍼센트나 줄어들었다고 한다. 태우거나 묻어버리는 수밖에 없는 폐기물을 다시 생태계로 편입시킬 수 있는 것이다.
심지어 곰팡이를 이용해 환경 친화적인 가구를 ‘길러낸다’는 놀라운 발상을 한 기업도 있다. 곰팡이로 가구를 만들면 비용도 적게 들고, 폐기할 때도 쉽게 분해되기 때문이다. 심지어 가구를 만드는 데서 더 나아가 곰팡이로 건축물을 만들고자 하는 시도도 있다. 저자는 곰팡이를 이용해 가구, 건축물, 부표 등 온갖 물건들을 만들어내는 기술을 소개하면서, 우리가 직면한 환경 문제를 해결할 방안의 하나로 곰팡이 기술을 제시한다. 저자가 소개하는 곰팡이 기술의 사례를 살펴보면, 우리가 직면한 문제를 풀어내는 놀랍고도 새로운 방식을 볼 수 있다.
-- 곰팡이를 분해할 때뿐만 아니라 아니라 무언가를 만드는 데에도 쓸 수 있다는 생각이 세계 곳곳에서 고개를 들고 있다. 포타벨로portabello버섯의 바깥층으로 만든 물질은 리튬 배터리 속의 흑연을 대체할 물질로 꼽힌다. 몇몇 곰팡이의 균사체는 흉터를 제거하는 데 쓰이는 이식용 인공 피부로 효과가 높다. (중략)
“델Dell 은 이런 포장재로 서버를 포장해서 배송합니다. 델에서 주문받는 물량이 매년 50만 개가량 됩니다.” 그가 의자를 가리켰다. “안전하고 건강하고 지속가능한, ‘길러서 쓰는 가구grown furniture’죠.” 의자의 안장은 균사 가죽이 씌워져 있고, 안에는 균사 스폰지로 충전되어 있다. 이 의자를 주문하면 균사 포장재로 포장되어 배송된다. _324~325p
-- 연구자들은 가장 소비량이 많은 버섯 중 하나인 느타리버섯도 쓰고 버린 기저귀를 먹이로 잘 길러낼 수 있음을 발견했다. 기저귀를 먹이로 두 달 동안 느타리버섯을 기른 후 플라스틱 커버를 벗기면 처음 공급했던 기저귀 무게에서 85퍼센트가 줄어들었다. 폐기된 기저귀를 두 달 동안 그대로 둘 때에는 고작 5퍼센트의 무게가 줄어들 뿐이었다. 게다가 이렇게 기른 버섯은 사람이 먹어도 질병의 위험이 없고 건강에 문제가 없을 만큼 품질이 좋았다. 이와 비슷한 프로젝트가 인도에서도 진행되고 있다. 농업 폐기물로 ― 효소로 물질을 연소함으로써 ― 느타리버섯을 재배하면 열로 연소시켜야 할 생물자원이 줄어들고 따라서 공기의 질이 개선된다. _305~306p
-- 곰팡이는 먹이를 가리지 않는 편이지만, 때로는 꼭 분해해야 할 필요가 없으면 분해하지 않는다. 맥코이는 한 워크숍에서, 세상에서 가장 흔한 쓰레기 중 하나인 담배꽁초를 느타리버섯 균사체가 소화시킬 수 있도록 훈련시킨 사례를 들려주었다. 인간이 내버리는 담배꽁초는 매년 75만 톤이 넘는다. 피우지 않은 담배는 시간이 흐르면 분해되지만, 피우다 버린 담배꽁초는 독성 잔류물에 찌들어 있기 때문에 분해과정이 더디다. 맥코이는 처음에는 다른 먹이로 느타리버섯을 기르다가 조금씩 담배꽁초로 바꾸는 방법으로 느타리버섯을 훈련시켰다. 시간이 흐르자 느타리버섯은 담배꽁초만을 먹이로 살아남는 방법을 터득했다. 저속촬영 동영상을 보면, 타르로 얼룩진 담배꽁초가 가득한 병에서 균사체가 천천히 위로 뻗어 오르는 장면을 볼 수 있다. 얼마 지나지 않아 병 주둥이 부근에서 통통한 느타리버섯이 터져 나올 듯이 자란다. _ 307~308p
이 책에 쏟아진 찬사
감수의 말
프롤로그: 생명의 거미줄
서문: 내가 만약 곰팡이라면
유혹하는 곰팡이: 버섯과 곰팡이가 퍼져나가는 방법
곰팡이의 대화법 | 살인 충동을 불러일으키는 버섯 | 트러플은 어떻게 동물을 유혹할까 | 향기 오르간의 연주를 듣는 법 | 곰팡이의 신체 감각 | 육식 곰팡이의 비밀 | 의인화의 함정 | 생태계 전체를 조망하는 시각
살아 있는 미로: 곰팡이가 길을 찾는 방법
지름길을 아는 곰팡이 | 곰팡이가 서로 소통할 때 | 곰팡이의 행동 방식 | 생명은 실체가 아닌 과정이다 | 여인들의 다성음악과 닮은 균사 | 만지지 않고도 장애물의 존재를 아는 곰팡이 | 전기 신호를 이용하는 곰팡이 | 곰팡이로 컴퓨터를 만들 수 있을까 | 곰팡이에게도 지능이 있을까 | 열매를 따러 오는 사람이 없는 들판
낯선 자의 친밀함: 함께 뒤엉켜 진화한 미생물
공생의 발견 | 지의류와 인간 | 박테리아 진화의 비밀 | 함께 얽혀 새로운 생명체가 되다 | 지의류가 다른 세계에서도 살 수 있을까 | 극한 환경이 만들어내는 공생 관계 | 개체는 존재한 적이 없다 | 주머니 속 바위 부스러기 사이에서
균사의 마음: 곰팡이가 우리의 마음을 조종한다면
동물을 조종하는 좀비 곰팡이 | 인간의 정신에 영향을 미치는 버섯 | 곰팡이가 동물의 마음을 조종하다 | 곰팡이의 변신 이야기 | 곰팡이가 불러오는 심오한 신비적 경험 | 우리의 자아가 더 넓어진다면 | 정신을 조종하는 버섯의 정체 | 영혼이 산산이 부서지는 경험 | 불법이 된 곰팡이 | 곰팡이가 만들어내는 경험
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