미생물 공부하기 - 미생물학이란?

미생물학의 범위

"현미경을 통해 바닷물 한 방울을 보는 것은 마치 맑은 밤에 망원경으로 별을 보는 것과 같다."

- 해양학자 갈라도

 

미생물이 세상에 존재하는 방법을 한 단어로 표현한다면 '편재해 있다'라고 할 수 있습니다. 미생물은 모든 자연적 환경 및 인위적 환경에서 발견됩니다. 미생물은 극지방의 깊은 빙하 속에도, 깊은 바다 속에도, 온천 열수구에도, 유독성 폐기물 더미 등 세상 어디에도 존재하며 심지어 구름 속에도 있습니다.

 

미생물학이란 일반적으로 확대 없이 볼 수 없는 아주 작은 생물을 전문적으로 다루는 생물학의 한 분야입니다. 이러한 미시적 생물을 총체적으로 미생물(microorganism 또는 microbe)이라는 용어로 부릅니다. 

미생물은 몇 개의 분류군으로 나눌 수 있습니다. 세균(bacteria), 바이러스(virus), 진균류(fungi), 원생동물(protozoa), 조류(algae), 기생충(helminth)입니다. 각각의 분류군은 독특한 생물학적 특징을 가지고 있습니다. 

 

 

미생물의 기원

미생물은 수십억년 동안 지구의 서식처 발달과 다른 생물의 진화에 광범위하게 관여했습니다. 고대의 바위와 퇴적물에서 발견되는 화석 기록을 보면 세균과 비슷한 세포는 적어도 38억년 전에 존재했다고 합니다. 크기가 매우 작고 단순한 구조를 가진 세포가 약 20억 년간 지구에서 가장 우세한 세포로 군림한 것입니다. 이 세포가 가지고 있지 않은 내부 구조물 중의 하나는 바로 '핵'입니다. 이런 종류의 세포를 정의하기 위해 쓰이는 용어가 원핵(prokaryotic)이며 그 뜻은 핵(karyon)이 존재하지 않는다는 것입니다.

18억 년 전의 화석에는 이것보다 복잡한 구조의 세포가 등장하였습니다. 이러한 종류의 세포와 생명체는 진핵(eu-karyotic)이라고 정의 되었으며, 이는 '진짜 핵'을 의미합니다.

 

 

미생물의 세포 구성

원핵세포는 진핵세포보다 작으며, 핵외에도 세포 내에 복잡한 구획을 이루는 세포소기관(organelle)이 없습니다. 진핵세포는 이 세포소기관을 가지며, 세포소기관으로는 특수한 기능을 수행하는 미토콘드리아와 골지체 등이 있습니다.

미생물은 대부분 단세포나 세포의 다발로 이루어져 있습니다. 원핵생물은 모두 미생물이며, 세균과 고세균이 원핵생물에 속합니다. 진핵생물 중 미생물에 포함되는 것은 조류, 원생동물, 점균류, 효모(yeast 진균류에 속함), 절지동물, 벌레 등이 있습니다. 

 

 

미생물학의 역사

네덜란드 과학자인 레벤후크가  현미경을 발명하면서 여러 물건들을 관찰하기 시작했고, 물에서 '육안으로 볼 수 있는 것보다 1만 배쯤 작은 것으로 보이는 동물'을 최초로 발견했습니다. 미생물의 최초 발견과 많은 기록을 남겨, 미생물학에 있어 레벤후크는 세균학과 원생동물학의 아버지로 불립니다.

이후 미생물의 출처에 대한 레디의 실험, 자블로의 실험, 슐체와 슈반의 실험, 파스퇴르의 실험을 통해 미생물은 어디에나 존재한다는 사실을 알게되었다고 합니다. 이 발견은 의학에도 적용되었습니다. 살균과 무균기술이 발달해 상처 감염을 방지할 수 있었습니다.