생명을 이어온 빛 : 광합성의 신비

라파엘조빈

저자:라파엘조빈

미국예일대학교에서분자생물물리학및생화학을전공했다.UC산타바바라(UCSB)에서해양과학으로박사학위를받은후,MIT에서다른유기체를능가하는조류(algae)의광합성전략을연구했다.현재런던에거주하며,바닷물,햇빛,바람을사용하여해안사막에서식량을재배하고녹조를복제하는회사의창립자이자수석과학자로재직하고있다.



역자:이현숙

중앙대학교화학공학과를졸업하고영어강사로활동했다.글밥아카데미영어출판번역과정을수료한뒤로는바른번역소속으로활동하고있다.옮긴책으로는《거품의배신》이있다.



감수:안태석

강원대학교환경융합학부명예교수이다.서울대학교에서미생물학으로이학박사를취득했고,독일막스플랑크호수연구소에서연구원을지냈다.한국미생물학회부회장을역임했다.

서문광합성을주제로글을쓰는이유
CHAPTER1광합성이란무엇인가?
광합성의발견
신비주의자,성직자와의사
대중에게식량을,혁명에는기름을

CHAPTER2태양에서비롯된지구의변화
시초
대산소발생사건
다시일어서는행성
생명에게필요한그외영양분

CHAPTER3광합성생물들
새로운친구,광합성세균
공생
생태계가만들어지는과정
그리작지않은광합성생물들
새로운유형의광합성이중요한이유

CHAPTER4살아숨쉬는얇은껍질로덮인지구
광합성으로세상의균형을바로잡을수있을까?

CHAPTER5좋은소식…그리고나쁜소식
농업의기적
야생동물이중요한이유
빙하기의반대
정치도중요한이유




CHAPTER6광합성이세상을구하는법
결론:‘우리에게무슨이익이있는가’
더큰작물과목초지관리
새로운혁신산물
해안사막의녹지화와그외바닷가이야기들
우리는광합성을개선할수있을까?

CHAPTER7햇빛수확하기
우리가해결책이될수있다

주
감사의말

누구에게든어디서든발휘되는광합성의가치와영향력

책은모두7개장으로구성되어있다.
먼저1장에서는광합성이어떻게발견되었는지알아본다.인간은창의력을동원해햇빛이무기질을식량으로전환하는수수께끼같은원리를400년에걸쳐차근차근풀어나갔다.
2장에서는광합성과지구의관계를간략하게짚어본다.태양에너지를연료로한생물학적과정이우리가오늘날알고있는세상을어떻게만들어왔는지,생명활동이어째서세상을몇번이고탈바꿈시키고도남을정도로강력한지확인한다.
3장에서는이마법의진짜원인에대해묻는다.이에대한답을들으면놀라움이가시질않는데,세계적으로영향력을행사하는새로운생명체가오늘날까지도끊임없이발견되기때문이다.
4장은육지와바다에서관찰되는여러다른광합성의유형을살펴본다.이는어떻게하면가장나은방법으로탄소를처리하고지구의취약한시스템을재조정할수있을지예측하게한다.
5장에서두려운동시에희망을주는근거들을제시한다.‘좋은소식’편에서는인간이과거극복해온어마어마한장애물을부각시키고,그럼에도현재앞에놓인거대한난관을뚫을지속가능한해결책을찾을수있음을보여준다.‘나쁜소식’편에서는인간의부절제로수억년동안이어져온생물학적진보가어느정도까지,어떤속도로흐트러지고있는지밝힌다.6장에서는광합성의가치를살펴본다.광합성이얼마나가치있는지나타낼수있다면우리는광합성을더고맙게여길것이다.마지막7장에서는인류가어디까지나아갈수있을지묻고있다.
우리에게는아직선택의여지가있다.각자의자리에서광합성늘리기에동참하면지구가다시건강하게숨쉬도록할수있다.더많은식량을생산하고,더많은생명체를살아가게하고,보다공정한세상을만들수있다.인류는겉보기에불가능한난관을몇번이고극복해왔다.이번에도마찬가지다.광합성에답이있다.

책속에서

겨울동안햇빛이통하지않는바구니에감자를보관하면노란색싹이나온다.그런데감자를꺼내빛을쏘여주면노랗던싹이하루만에초록색싹으로변한다.분명히농부들은이런변화를보았겠지만‘햇빛의중요성’은알지못하였다.태양을향해고개를돌리는해바라기를보면서도‘햇빛의중요성’을간과하였던것이다.
(21쪽,광합성이란무엇인가?)

달에서반사된빛의적외선을관측해다음과같은사실을알아냈다.‘탄산의양이기하급수적으로증가한다면기온은대략산술급수적으로증가할것이다.’이렇게대기가스에서지표면으로열이전달되는현상을‘온실효과’라고명명하였다.아레니우스는직접산출한결과를사용하여광합성이과도하게이산화탄소를흡수하여지구를식게만들고그결과빙하기가시작된원리를어느정도파악할수있었다.게다가인간이배출하는이산화탄소가지표면을뜨겁게만들것이라는필연적결론에도달하였다.
(36쪽,광합성이란무엇인가?)

탄소저장에바다가다시한번주목받는이유는바닷물이이산화탄소의93%를저장하기때문이다.바다에서탄소는세가지주된형태로존재한다.바닷물에녹아있는탄산가스,탄산수거품을만드는탄산수소이온,용해된암석에서나오며바닷물을짜게만드는용존탄산염이다.광합성을하는생명체는생물량을구성하며바다에서자라는동안자신의세포와조직속에탄소를축적한다.그결과바닷물에서탄소가격감하면대기중의이산화탄소를흡수할수있게된다.
(62쪽,태양에서비롯된지구의변화)

이제는달팽이,곤충,심지어복잡한척추동물도식물유전자를자신의유전자와융합하고있다.우리는당연한수순으로다음차례는어떤생물일지추측해본다.광합성을하는나비
나박쥐가나타날까?지금당장우리인간이그차례어딘가에포함될지모른다고생각하기에는크게무리가있다.인간은몸무게에비해표면적이그다지넓지않다는게주된이유이다.
(89쪽,광합성생물들)

재능있는물리및전기화학자인하버는대기의질소고정을기반으로‘공기에서빵’을만들기위한산업방식을개발하며크룩스가꿈꾸었던도전을이루기위해노력하였다.그러나그는곧연구방향을수정하였다.불행히도질산염은농작물을잘자라게하는데만사용되지않고폭발물생산에도사용되었다.그래서식량생산을늘리는데사용될수있었던풍부한광물질이전시에는폭발물을만드는데사용되었다.실제로동굴에서발견된박쥐배설물은미국남북전쟁에쓰인화력의상당부분과미국듀폰사의부를이루는밑거름이되었다.
(119쪽,좋은소식…그리고나쁜소식)

뉴질랜드빙하에는2020년초에호주에서발생한산불때발생한분진이바다를건너날아와쌓였고,이연갈색을띤분진은얼음이녹는속도를높였다.북극빙하가사라지면서그아래
노출된짙은바다는햇빛을더많이흡수하며결국얼음을더빠르게녹이고있다.북극이더따뜻해진다는말은툰드라가더따뜻해진다는뜻이며,이는산불을더많이일으키며얼음을검게만드는그을음이더많이생긴다는뜻이고,이그을음은또다시얼음을녹인다.
(137쪽,좋은소식…그리고나쁜소식)

우선순위에두고해결해야할문제중에는곤충을대하는우리의딜레마가있다.우리는농작물을축낼지모를그어떤존재라도몰살시키겠다며수십년간화학약품을의도적으로사용하였다.수백만톤에이르는농약을사용하는이방식으로는새,박쥐,양서류와같이직접농약을섭취한많은생명체의목숨에위협을가하는것은물론,식물을수분시키는데결정적역할을하는곤충들도죽게하였다.다른말로하면훗날우리식량을재배하는데기여하고야생동물에게먹이를제공하는데에도필요한작은생명체를죽이는위협을무릅쓴것이다.
(158쪽,광합성이세상을구하는법)

계급,신념,국적이무엇이든우리는하나같이대대적인환경파괴에참여하고있다.전용기를타고스키장으로날아가는부유한상속녀는자신이아프리카숲을가로지르는도로를건설중인저임금노동자와공통점이거의없다고생각할것이다.그러나두사람은모두자신이사용한다고생각하는양보다더많은자원을자연에서뜯어내고있다.푹푹찌는아시아도시의사무실을에어컨으로시원하게하든,석유와가스를채굴하기위해북극기지의작업장을따뜻하게만들든,우리는모두인간의유일한서식지의대기,바다,그리고육지를탐욕스럽게소비하고있다.
(191쪽,햇빛수확하기)

크든작든,혼자하든아니면함께하든우리는모두변화를만들수있다.나이가적든많든,부유하든가난하든,대도시중심에살든아니면세상가장자리에있는판잣집에살든세상이바뀌도록기여할수있다.자녀들을학교에데려다주는시간에도할수있다.고단한일터에서점심시간에할수도있다.잠자리에들기전에불을꺼야겠다고떠올릴때도할수있다.당장,오늘이라도할수있다.
(204쪽,햇빛수확하기)