세상을 바꾼 생명체가 있습니다.
녀석은 지구 역사상 최초의 대멸종을 일으켰지만
복잡한 생명체가 발생할 기틀도 마련했습니다.
어떻게 했냐고요?
최초의 유리 산소 분자를 대기로 보냄으로써요.
이 모든 일을 해낸 녀석들은 단세포의 생물이었습니다.
시아노박테리아라는
핵이나 다른 세포 기관이 없었던
이 단순한 생물이
지구상 생물의 역사에서 매우 중요한 장을 열었습니다.
지구의 대기 중에 산소가 오늘날처럼 항상 풍부했었던 것은 아닙니다.
35억년 전, 대기는 대부분 질소
이산화탄소
그리고 메탄이었습니다.
대부분의 산소는 물과 같은 분자에 갇혀 있었으며
공중에 떠다니지 않았습니다.
바다에는 협기성 미생물들이 살고 있었습니다.
그것들은 단세포 생물로서, 산소 없이 번창하고
찾아낸 분자 속을 뒤져서 에너지를 얻습니다.
그러다가 25역년 전에서 35억년 전 사이에
아마도 바다의 표면에 떠다니고 있었을
미생물 중 한 종류가
새로운 능력을 갖추게 되었는 데, 바로 광합성입니다.
세포막의 특정 부분에서 태양 에너지를 동력화하여
이산화탄소와 물을 산소와 당으로 바꾸고
그것을 에너지로 사용할 수 있게 되었습니다.
이 생물은 현재 시아노박테리아라는 미생물의 조상이었습니다.
녀석들이 띄는 파란빛의 색은 필요한 태양광을 잡아두는 기능을 하는
초록색 색소에서 나오는 겁니다.
광합성으로 인해 이 고대의 박테리아는 나머지 다른 종보다 훨씬 유리한 위치를 얻게 되었습니다.
스스로 알아서 에너지를 생산할 수 있는데다가
필요한 재료도 거의 무한정 공급 받다 보니
녀석들의 개체수가 폭발적으로 증가하면서
대기를 새로운 폐기물로 더럽히게 되는데 그게 바로 산소입니다.
처음에는 남아도는 미량의 산소가 철이나 분해하는 세포와의 화학적 반응에 의해
흡수되었지만
수 억년 후에는
시아노박테리아가 생산하는 산소가 흡수될 수 있는 양보다 많아지면서
대기중에 차츰 쌓이게 되었습니다.
이는 지구상의 나머지 생물에게는 큰 문제였습니다.
산소가 풍부한 공기는 그들에게는 사실 독이었으니까요.
그 결과는?
약 25억년 전에 지구에 살고 있던 모든 생명이 사실상 멸종되었고
시아노박테리아만 간신히 살아남았습니다.
지질학자들은 이것을 산소 급증 사건
심지어는 산소 대재앙이라고 부릅니다.
문제는 그것만이 아니었습니다.
메탄은 지구를 따뜻하게 해주는 강력한 온실 효과 기체의 역할을 했는데
흡수되지 않은 산소가 메탄과 반응하면서 생성된 이산화탄소와 물은
메탄만큼 많은 열을 가둘 수가 없었습니다.
그렇게 대기가 더 엷어지면서
지구 최초의, 그리고 아마도 가장 길었던 빙하기가 발생하게 되었는데
바로 휴로니안 빙하기입니다.
간단히 말하면 거대한 눈덩이 하나가 이불처럼
수 억년 간 덮고 있었던 겁니다.
결국, 생명은 적응했습니다.
에너지를 얻는 데 산소를 사용할 수 있는 호기성 생물들이
대기 중에 쌓여가는 산소 중 일부를 빨아들이기 시작했습니다.
산소 농도는 오르내리다가
결국 오늘날의 21%에 도달했습니다.
산소의 화학적 에너지를 사용할 수 있게 된 생명체는
이를 동력으로 삼아 자신들의 특성을 다양화하면서
더욱 복잡한 형태로 진화하게 되었습니다.
시아노박테리아도 이 이야기에 기여를 했죠.
수 억년 전
선사 시대의 다른 미생물들이 시아노박테리아를 통쨰로 삼켰는데
이 과정을 세포내공생이라고 합니다.
그러는 동안 그 미생물은 자신의 내부에 고유한 광합성 기계를 얻었습니다.
이것이 식물 세포의 기원입니다.
시아노박테리아는 엽록체가 되었고
이는 오늘날 광합성을 수행하는 세포 기관입니다.
시아노박테리아는 아직도 지구의 거의 모든 환경내에 존재합니다.
바다
민물
토양
남극의 암석과
나무늘보의 털에도요.
그들은 여전히 대기로 산소를 배출하고
자신들의 도움으로 창조된 식물에 필요한 양분을 제공하게 위해 질소를 흡수합니다.
시아노박테리아가 없다면 지구상에서 생명체를 보는 일은 없을 겁니다.
하지만 녀석들 덕분에
지구상의 생명체가 거의 모조리 사라져 버린 사건도 있었답니다.