Steven Allison: Earth's original inhabitants -- and their role in combating climate change | TED

Transcriber:

번역: SH min 검토: JY Kang

Microbes are everywhere.

미생물은 어디에나 있습니다.

They live in the air, the ocean,

미생물은 대기와 바다에 살고

the soil and on our bodies, lots of them.

토양과 우리 몸에도 있습니다. 아주 많이요.

But before you reach for the hand sanitizer,

하지만 손 소독제를 찾으러 가기 전에

take a look at these beautiful bacterial mats

박테리아로 이루어진 이 아름다운 광경을 보세요.

in Yellowstone's Grand Prismatic Spring.

옐로스톤 국립공원의 그랜드 프리즈매틱 온천입니다.

They’re absolutely amazing

정말 굉장하죠.

because they’ve somehow figured out how to grow happily

이곳의 미생물은 물이 끓는 온도에서도

at near boiling temperatures.

서식하는 법을 알아냈습니다.

Ever since life on Earth began, probably in a place like this,

아마 이런 곳에서 지구의 첫 생명체가 생긴 시절부터

microbes have kept planetary chemical cycles in balance.

지구의 화학 물질 균형을 미생물이 맞춰왔습니다.

Today, humans are altering that balance and changing the climate

오늘날 인간은 그 균형을 깨고 기후를 변화시킵니다.

by emitting greenhouse gases into the atmosphere.

대기로 온실가스를 배출하면서요.

But microbes might be able to help us with our climate problem.

하지만 미생물이 기후 문제를 해결할 수도 있을 겁니다.

After all, microbes are Earth's original and most adaptable inhabitants.

지구에 최초로, 가장 잘 적응한 건 결국 미생물이니까요.

Now, I know that not everyone is so enamored with microbes.

자, 모두가 미생물을 좋아하는 건 아니죠.

My biology students tell me that they usually think of "pathogen"

제 생물학 수업을 듣는 학생들은

미생물이라는 단어에서 병균을 떠올린다고 하네요.

when they hear the word "microbe"

and I know we're in the middle of a global viral pandemic.

바이러스로 인한 전염병도 전 세계적으로 퍼진 상황이고요.

But you should keep in mind that far less than one percent of microbial diversity

하지만 이걸 아셔야 해요.

다양한 미생물 중 겨우 1% 이하만 실제로 인간을 감염시킵니다.

is actually pathogenic to humans.

In fact, most of the microbes we encounter are beneficial.

사실 우리가 접하는 대부분의 미생물은 유익합니다.

There are trillions of bacteria, fungi and viruses

지금도 수조 개의 박테리아, 균, 바이러스가

living in and on us right now,

우리 몸에 살고 있습니다.

more of them than human cells in the body.

우리 몸을 이루는 세포보다 더 많은 숫자죠.

They help us digest our food, protect us from disease

그들은 우리의 소화를 돕거나 질병에서 보호하고

and maybe even choose our mates.

심지어 우리가 짝을 찾을 때도 관여합니다.

Microbiologists call this assemblage of tiny interlopers the human microbiome.

미생물학자들은 이 집단을 인간 미생물 군집이라 부릅니다.

We now know that there are microbiomes in basically every environment.

우리는 어느 환경에나 미생물 군집이 존재하는 것을 알죠.

In the same way that they help our human bodies stay healthy,

인간 미생물 군집이 우리 몸을 건강히 지켜주듯이

microbiomes in water, soil and air are critical for planetary health.

물, 토양, 대기의 미생물 군집도 지구의 건강에 중요합니다.

For example, cyanobacteria in the ocean carry out photosynthesis

예를 들어, 바다에 서식하는 남세균은 광합성을 통해

and provide a large fraction of the planet's breathable oxygen.

지구 대부분의 산소를 공급합니다.

Even though they're tiny,

크기는 아주 작지만

their green color can be seen from outer space with satellites.

남세균의 녹색은 우주에서도 관찰할 수 있죠.

They may be harder to see,

관찰하기 더 어려울 수 있지만

but microbiomes in the soil are just as important

토양의 미생물 군집도 역시 중요합니다.

as the human or ocean microbiome.

인간이나 바다의 미생물 군집처럼요.

I think about soil as a skin for the planet

토양은 지구의 피부나 마찬가지입니다.

that provides nutrients to sustain crops and other plants.

농작물과 식물을 키우는 데 필요한 양분을 공급해주죠.

As an ecologist and climate scientist,

저는 생태학자이자 기후학자로서

I've been studying the microbes that live in soil for 20 years now.

지난 20년간 토양에 서식하는 미생물 군집을 연구했습니다.

Just like we've seen with the human microbiome,

인간 미생물 군집과 마찬가지로

cutting-edge techniques in molecular biology,

DNA 서열 분석기술과 같은

especially DNA sequencing,

최첨단 분자생물학 기술을 이용해

show that soil microbiomes are extremely diverse

토양 미생물 군집 역시 유전자와 생애주기가

in their genes and life cycles.

굉장히 다양함을 발견했습니다.

Scientists are starting to figure out how we can harness

과학자들은 잘 보이지도 않는 이 미생물을 활용해

the diversity of these often invisible organisms

기후 변화나 식량 문제를

to solve global problems like climate change and food insecurity.

어떻게 해결할지 생각해 내고 있습니다.

Take agricultural crops, for example.

농작물을 예로 들면

With climate change causing more frequent heat waves and droughts,

폭염과 가뭄을 유발하는 기후 변화로 인해

crop plants may become stressed,

작물이 자라기 힘들어지고

reducing yields and threatening food security.

생산량이 감소하며 식량난에 처하게 됩니다.

But microbes can help.

여기에 미생물을 활용할 수 있죠.

There are symbiotic fungi called mycorrhiza

근균이라 불리는 공생균은

that grow out from plant roots and into the soil

식물의 뿌리로부터 토양으로 뻗어나가며

where they collect water and nutrients.

물과 양분을 끌어당깁니다.

Then the plant and its symbiotic fungus make a trade.

그리고 식물과 공생균은 거래를 합니다.

The fungus sends water and nutrients into the plant roots

균은 물과 양분을 뿌리로 보내고

and the plant pays back the fungus with sugars from photosynthesis.

식물은 광합성으로 생성한 당분을 균에게 공급하는 거죠.

To reduce stress on plants from climate change,

기후 변화로 인해 식물이 받는 스트레스를 줄이기 위해

farmers can inoculate the soil with these beneficial fungi.

농부들은 이런 유익균을 토양에 접종할 수 있습니다.

Land managers are also starting to use the same approach

토지 관리자들 역시 비슷한 방법을 사용해

to help native plants recolonize degraded soil

황폐해진 토양에서 야생 식물이 다시 우세하도록

during habitat restoration.

서식지를 복구하고 있습니다.

So the next time you support an environmental cause,

그러니 다음에 비영리 기부나 자원봉사를 통해

maybe through a nonprofit donation or volunteer work,

환경 문제에 동참하게 된다면

remember, soil microbes need conservation too.

토양 미생물도 보존이 필요함을 기억해 주세요.

The planet also relies on soil microbiomes for other essential services.

지구는 다른 이유로도 토양 미생물 군집에 의존합니다.

Have you ever thought about what happens to living things

나뭇잎, 이끼, 버섯이 생명이 다하면

like these leaves, mosses and mushrooms when they die?

어떻게 되는지 생각해 본 적이 있나요?

I'm not talking about an existential crisis.

멸종 위기를 말하는 것이 아닙니다.

I'm talking about microbial decomposition.

미생물 분해에 관한 얘기인데요.

Think about it like a type of biological recycling

아주 부지런한 미생물들에 의한

practiced by very diligent microbes.

일종의 생물학적 재활용이라고 생각해 보세요.

They take dead bodies and turn them into useful nutrients.

미생물은 그것들을 유용한 양분으로 전환합니다.

Without this essential service,

이 과정이 없다면

life on Earth would grind to a halt

지구상의 생명 활동은 서서히 멈춰 버리고 말 겁니다.

because dead stuff would pile up,

왜냐하면 사체만 쌓여가며

depriving the next generation of life forms of the raw materials

성장에 필요한 생명체 형태의 원재료가

needed for growth.

고갈되기 때문이죠.

Hundreds of researchers funded by the US Department of Energy

미국 에너지부는 수백 명의 연구자들을 지원해

are even trying to figure out how to co-opt microbial decomposition

이 미생물 분해를 활용할 방안을 찾기까지 합니다.

to produce sustainable biofuels

지속 가능한 바이오 연료를

from wood, grasses and other plant materials.

나무, 풀, 그밖의 식물 자원으로부터 얻기 위해서요.

Fuels derived from plants and microbes are part of the climate solution

식물 및 미생물 유래의 연료는 기후 문제 해결책 중 하나입니다.

because they don't rely on fossil carbon sources

화석 유래 탄소 자원에 의존하지 않으니까요.

like coal and oil.

석탄과 석유처럼요.

At the same time, ecologists like me are very concerned

동시에, 저 같은 생태학자들이 걱정하는 것은

about how climate change might affect microbial recycling in the environment.

기후 변화가 미생물 재활용에 영향을 줄 수 있다는 것입니다.

A warming climate might speed up the process

온난화는 그 시간을 단축하고

and release more greenhouse gases into the atmosphere.

대기에 더 많은 온실가스를 배출할 수 있습니다.

A drier climate might slow down the microbes

건조해진 기후는 미생물 작용을 늦춰서

and leave plants starved for essential nutrients.

식물의 필수 영양소 섭취를 방해할 수도 있습니다.

Fortunately, there is reason for hope.

다행히 희망이 있는데요.

Microbes are super adaptable because they can evolve very quickly.

미생물은 빠르게 진화하기 때문에 환경에 쉽게 적응합니다.

For example, you may have heard of pathogenic bacteria like staph

예를 들어, 포도상구균과 같은 병원균이

evolving antibiotic resistance.

항생제 내성을 갖는다는 걸 들어보셨을 겁니다.

Of course, that's bad for us.

당연히 우리에겐 나쁜 소식이죠.

But the same evolutionary process

하지만 동일한 진화적 과정을 통해

could also help microbes adapt to climate change, which is good.

미생물이 기후 변화에 적응한다는 건 좋은 소식입니다.

After all, microbes evolved long ago

어쨌든 미생물은 오래전부터 진화해

to survive extreme conditions like the hot springs of Yellowstone.

옐로스톤의 뜨거운 온천 같은 극한 조건도 견뎌 냈으니까요.

Just like our human cells, each microbial cell contains a genome.

인간 세포와 같이 미생물도 세포에 유전 정보를 가집니다.

And just like our genomes,

우리의 유전자처럼

microbial genomes contain genes or DNA sequences

미생물도 유전자와 DNA 서열에

with instructions for growth and survival.

성장과 생존을 위한 정보가 담겨 있습니다.

My colleagues and I have identified genes

저와 동료는 박테리아와 균이

that allow bacteria and fungi to survive drought

가뭄에서 생존하고 죽은 식물을 분해하게 하는

and decompose dead plant material.

유전자들을 발견했습니다.

We're currently doing experiments to see how fast these genes evolve

현재는 이 유전자들이 얼마나 빨리 진화하며

and what kinds of genetic changes

박테리아와 균 유전자의 어떤 변화가

make bacteria and fungi more resistant to drought.

가뭄에 저항성을 갖게 하는지 실험 중입니다.

Some of our prior research shows that microbes have the potential

우리가 앞서 진행했던 일부 연구는

미생물이 기후 변화에 대응할 잠재력이 있음을 보여줍니다.

to deal with climate change.

Microbiomes and the services they provide could cope not just by evolving,

미생물 군집과 그들이 하는 일은 진화뿐만이 아니라

but also by shifting around the dominant species of microbes.

미생물 중 우점종의 변화를 통해서도 이루어집니다

Microbiomes are so diverse

미생물 군집은 다양성이 높아서

that even if some of the species die out with climate change,

기후 변화로 몇 종류는 사멸하더라도

others might survive and take their place, allowing nature's recycling to continue.

다른 종류는 생존할 수 있습니다. 그리고 자연에 의해 재활용되죠.

To test this idea, my colleagues and I designed special cages

이런 개념을 실험해보기 위해서

저와 동료 연구자들은 특별한 채집 장비를 개발해

to contain microbiomes

캘리포니아 남부의 여러 서식지에서 미생물 군집을 채집했습니다.

from different habitats in Southern California.

We sampled microbiomes from places

정말 다양한 장소의 미생물 군집을 수집했죠.

ranging from forested mountaintops

울창한 산꼭대기에서 뜨거운 사막에 이르기까지요.

to hot deserts.

Each cage contained a microbiome from one of these places

각 채집 장비마다 한 장소의 미생물 군집과

along with sterilized dead grass for the microbes to use as a food source.

미생물이 먹을 수 있도록 멸균된 죽은 잔디를 넣었습니다.

We then put the cages back into the different habitats

그리고 미생물군집에 극심한 기후 변화를 가하기 위해

so that the microbiomes experienced pretty dramatic changes in climate.

원래와 다른 장소에 그 채집 장비를 설치했습니다.

We expected that the microbes from the cooler places

우리는 낮은 온도에서 가져온 미생물을

would die out when we moved them to the warm places like the hot desert,

뜨거운 사막 지대로 옮기면 죽을 거라고 예상했습니다.

and that they would lose their ability

죽은 잔디 같은 자원을 사용하거나 재활용할 능력을 상실하면서요.

to consume and recycle the nutrients in the dead grass material.

But when we looked at the results,

하지만 실험 결과는

I was really shocked.

충격적이었습니다.

The microbiomes were almost unfazed by this massive climate difference.

미생물 군집이 이 엄청난 기후 변화에 거의 영향을 받지 않았던 거죠.

There were some changes in the dominant species,

우점종에는 몇 가지 변화가 있었지만

but mountaintop microbes decomposed dead grass just as well

삼림지대의 미생물은 죽은 잔디를 분해했습니다.

뜨겁고 건조한 사막의 미생물이 분해하는 것과 마찬가지로요.

as desert microbiomes in the hot, dry climate.

This result tells us the microbiomes have the ability to evolve

이 결과는 미생물 군집이 진화하고

and shift to deal with really dramatic climate changes.

극심한 기후 변화에 대처할 수 있다는 것을 보여줍니다.

Another way that soil microbiomes can be part of the climate change solution

기후 변화 문제의 해결책으로 토양 미생물 군집을 활용할 다른 방법은

is by building healthy soil.

토질 개선입니다.

Many soil bacteria and fungi ooze out sticky chemicals

토양의 많은 박테리아와 균은

끈적한 화학물질을 분비해 흙의 표면에 붙어 있습니다.

to glue themselves onto soil surfaces.

The glue and the microbes

미생물은 이 접착제로 생물학적 막을 형성해

form these biofilms that hold soil particles together.

토양의 입자를 붙잡아둡니다.

This helps the soil resist erosion

이것은 토양의 침식을 막고

and hold more water that's available for plants.

식물이 사용할 수 있는 수분을 유지하는 데 도움이 되죠.

Microbes and their biofilms also play a big role in soil carbon sequestration.

미생물과 이 생물막은 토양 탄소 격리에도 큰 역할을 합니다.

Many forms of carbon from plants, like sugars, don't last long in the soil

당분 형태의 식물 유래 탄소는 토양에서 오래 지속하지 못합니다.

because they're food for many organisms, including the microbes.

미생물 등 많은 생명체의 식량이기 때문이죠.

But microbodies and biofilms are made up of complex chemicals.

하지만 식물 세포 성분과 생물막은 복잡한 화학 물질로 이루어졌습니다.

For example, many microbes build cell walls for protection,

예를 들어, 많은 미생물은 보호 목적의 세포벽을 만들어

so the wall material has to be resistant to biochemical attack.

생화학 물질의 공격으로부터 스스로를 보호합니다

When the microbes die, their corpses, especially those cell walls,

미생물이 죽으면 특히 그 세포벽 같은 사체는

can stick around for a really long time, maybe even thousands of years.

아주 긴 시간 남게 됩니다. 몇천 년까지도요.

In this way, soil acts a lot like a bank vault for carbon.

토양은 이런 방법으로 탄소 은행 같은 역할을 합니다.

More carbon in the bank means healthier soil

은행에 탄소가 많을수록 토양은 건강하고

and less greenhouse gas buildup in the atmosphere.

대기 중의 온실가스가 적다는 뜻입니다.

Microbes are sort of like the Federal Reserve.

미생물은 중앙은행과 비슷합니다.

They can take cash off the street in the form of these plant sugars

식물 유래 당분이라는 형태의 현금을 받아

and lock it away in a chemical vault for long-term storage.

화학적 금고에 장기 보관하는 거죠.

With the science of climate change becoming more and more obvious every day,

기후 변화의 과학이 매일 점점 더 확실해지는 가운데,

we need to figure out how to adapt, for sure.

우리는 적응 대책 마련이 분명히 필요합니다.

Some scary outcomes, like emerging microbial diseases,

새로운 미생물 질병 같은 무서운 결과도

are definitely something we need to plan for.

우리가 당연히 준비해야 할 문제입니다.

But microbes can be a part of the climate solution

그러나 미생물 군집의 다양성을 활용할 수 있다면

if we figure out how to leverage all that microbiome diversity.

미생물은 기후 변화 대책의 한 부분이 될 수 있을 겁니다.

To be honest, though, making sense out of complex microbiomes

하지만 솔직히 말해서 복잡한 미생물 군집을 이해하는 건

is still a big scientific challenge.

아직 과학적으로 큰 도전이긴 합니다.

Their complexity is both a blessing and a curse.

그 복잡성은 축복이기도 저주이기도 하죠.

We're only beginning to understand

우린 이제 막 이해하기 시작한 겁니다.

all the strange and wonderful microbial lifestyles

지구 태초부터 진화해 온

that have been evolving since the origins of life on Earth.

이상하고도 놀라운 미생물의 생활 방식을요.

This digital artwork called "Microbes Reimagined"

‘미생물의 재창조’라는 이 디지털 예술 작품은

does a great job of capturing that sense of mystery.

그 신비함을 잘 표현해냈습니다.

But one thing we do know for sure is that microbes are not just pathogens.

하지만 우리가 아는 확실한 하나는 미생물은 단지 병균만이 아니란 겁니다.

Our lives literally depend on them.

말 그대로 우리의 일상이 미생물에 의존하고 있죠.

So next time you take a breath outside,

다음번 야외에서 숨을 쉴 때는

imagine all those oxygen-spewing cyanobacteria

바다에 떠다니며 산소를 내뿜는 남세균을 상상해 보세요.

floating around in the ocean,

and when the time comes

그리고 마지막 숨을 거둘 때가 오면

and you draw in that last and final breath,

take comfort in knowing that soil microbes will be there

토양 미생물을 생각하며 안심하세요.

to turn your body into useful nutrients.

우리 몸을 유용한 자원으로 만들어 줄 테니까요.

Even as we enjoy these benefits of microbiomes,

우리는 미생물 군집으로부터 이익을 취하고 있지만

climate change remains a potentially existential threat to our well-being.

기후 변화는 여전히 우리에게 잠재적인 생존 위협입니다.

But dangerous climate change is not inevitable, at least not yet.

하지만 치명적 기후 변화를 피할 기회는 아직 남아있습니다.

With the right cutting-edge research,

적합한 최첨단 연구를 통해서

diverse microbiomes could become a big part of the solution

다양한 미생물 군집을 우리의 기후 문제 해결책으로

to our climate problem.

삼을 수 있으니까요.

Thank you.

감사합니다.