The tiny creature that secretly powers the planet | Penny Chisholm

106,857 views ・ 2018-07-23

TED


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번역: Shin Jong Hyeon 검토: Tae-Hoon Chung
00:12
I'd like to introduce you to a tiny microorganism
0
12760
2840
작은 미생물을 하나 여러분께 소개하겠습니다.
00:16
that you've probably never heard of:
1
16880
1736
아마 한 번도 들어보지 못하셨을 텐데
00:18
its name is Prochlorococcus,
2
18640
1976
프로클로로코커스라는 이름의
00:20
and it's really an amazing little being.
3
20640
2200
정말 놀랍고 작은 생명체입니다.
00:23
For one thing, its ancestors
4
23680
2896
우선 이 미생물의 조상은
00:26
changed the earth in ways that made it possible for us to evolve,
5
26600
3816
인간이 진화할 수 있도록 지구를 변화시켰습니다.
00:30
and hidden in its genetic code
6
30440
2056
또한 그 유전암호 속에 숨겨진 청사진은
00:32
is a blueprint
7
32520
1776
00:34
that may inspire ways to reduce our dependency on fossil fuel.
8
34320
5280
화석연료 사용을 줄일 수 있는 방법을 알려줄지 모릅니다.
00:40
But the most amazing thing
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40480
1856
그러나 가장 놀라운 것은
00:42
is that there are three billion billion billion
10
42360
2616
지구상에 있는 이 미생물 개체수가 30억의 10억의 10억 배에 달하지만
00:45
of these tiny cells on the planet,
11
45000
1816
00:46
and we didn't know they existed until 35 years ago.
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46840
3320
35년 전만 해도 이 미생물의 존재를 몰랐다는 거예요.
00:51
So to tell you their story,
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51280
1456
이 미생물의 이야기를 하려면
00:52
I need to first take you way back,
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52760
2240
먼저 아주 오래전으로 거슬러 올라가야 합니다.
00:55
four billion years ago, when the earth might have looked something like this.
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55800
3620
40억 년 전의 지구의 모습은 아마 이랬을 것입니다.
01:00
There was no life on the planet,
16
60480
1856
지구에 생명은 없었고
01:02
there was no oxygen in the atmosphere.
17
62360
2280
대기에는 산소도 없었죠.
01:05
So what happened to change that planet into the one we enjoy today,
18
65320
5656
그런데 무슨 일이 있었기에 이 행성이 바뀌어
지금 우리가 삶을 누리고
01:11
teeming with life,
19
71000
1816
생명체로 가득하고
01:12
teeming with plants and animals?
20
72840
1640
동식물로 가득 차게 됐을까요?
01:15
Well, in a word, photosynthesis.
21
75480
2280
한마디로 말하자면 광합성 덕분입니다.
01:19
About two and a half billion years ago,
22
79080
2096
약 25억 년 전
01:21
some of these ancient ancestors of Prochlorococcus evolved
23
81200
3936
프로클로로코커스의 몇몇 고대 조상들은
태양 에너지를 사용할 수 있게 진화했고
01:25
so that they could use solar energy
24
85160
2336
01:27
and absorb it
25
87520
1296
그 에너지를 흡수해서
01:28
and split water into its component parts of oxygen and hydrogen.
26
88840
5016
물을 그 구성 원소인 산소와 수소로 분해할 수 있게 되었습니다.
01:33
And they used the chemical energy produced
27
93880
2416
그리고 그 과정에 만들어진 화학에너지를 이용해서
01:36
to draw CO2, carbon dioxide, out of the atmosphere
28
96320
3896
대기 중의 이산화탄소를 빨아들이고
01:40
and use it to build sugars and proteins and amino acids,
29
100240
3816
그것을 이용해서
생명을 이루는 기본 물질인 당, 단백질, 아미노산 등을 만들죠.
01:44
all the things that life is made of.
30
104080
2400
01:47
And as they evolved and grew more and more
31
107560
3096
그렇게 점점 더 진화하고 성장하면서
01:50
over millions and millions of years,
32
110680
2056
수백만 년에 또 수백만 년에 걸쳐
01:52
that oxygen accumulated in the atmosphere.
33
112760
3080
대기층에 산소가 축척됐습니다.
01:57
Until about 500 million years ago,
34
117480
2496
그리고 대략 5억 년 전에는
02:00
there was enough in the atmosphere that larger organisms could evolve.
35
120000
3696
대기 중 산소가 충분해져서 더 큰 생물이 진화할 수 있게 되었죠.
02:03
There was an explosion of life-forms,
36
123720
1936
폭발적으로 생물체가 늘어났고
02:05
and, ultimately, we appeared on the scene.
37
125680
2560
마침내 우리 인류가 지구상에 등장합니다.
02:09
While that was going on,
38
129000
1320
이런 일이 진행되는 동안
02:11
some of those ancient photosynthesizers died
39
131440
3216
일부 고대 광합성 미생물이 죽어서
02:14
and were compressed and buried,
40
134680
1680
압축되어 땅에 묻히게 되었고
02:17
and became fossil fuel
41
137160
2096
그것이 화석연료가 됐습니다.
02:19
with sunlight buried in their carbon bonds.
42
139280
4136
햇빛이 탄소와 결합되어 갇힌 거죠.
02:23
They're basically buried sunlight in the form of coal and oil.
43
143440
4680
말하자면 햇빛이 석탄과 석유의 형태로 땅속에 묻혀 있는 것입니다.
02:29
Today's photosynthesizers,
44
149080
1576
오늘날 모든 광합성 미생물은
02:30
their engines are descended from those ancient microbes,
45
150680
5656
고대 미생물로부터 그 동력을 물려받은 셈이고
02:36
and they feed basically all of life on earth.
46
156360
3240
기본적으로 이들이 지구상의 모든 생명체를 먹여 살립니다.
02:40
Your heart is beating using the solar energy
47
160440
3336
여러분의 심장은 태양 에너지 덕분에 뛰고
02:43
that some plant processed for you,
48
163800
2216
그것은 여러분을 위해 식물이 만들어내는 것입니다.
02:46
and the stuff your body is made out of
49
166040
2416
여러분의 몸을 구성하는 물질도
02:48
is made out of CO2
50
168480
1616
이산화탄소에 의해 만들어지는데
02:50
that some plant processed for you.
51
170120
2440
그것 또한 식물이 만들어내죠.
02:53
Basically, we're all made out of sunlight and carbon dioxide.
52
173480
4280
기본적으로 우리는 모두 햇빛과 이산화탄소로 되어 있죠.
02:58
Fundamentally, we're just hot air.
53
178640
2056
본질적으로 우리는 그저 뜨거운 공기일 뿐입니다.
03:00
(Laughter)
54
180720
2320
(웃음)
03:04
So as terrestrial beings,
55
184560
1696
지상에 사는 존재로서
03:06
we're very familiar with the plants on land:
56
186280
3056
우리는 지상에서 자라는 식물들과 매우 친숙합니다.
03:09
the trees, the grasses, the pastures, the crops.
57
189360
4616
나무, 풀, 초원, 곡식 같은 것들 말이죠.
03:14
But the oceans are filled with billions of tons of animals.
58
194000
3816
하지만 바다는 수십억 톤이나 되는 동물로 가득합니다.
03:17
Do you ever wonder what's feeding them?
59
197840
2360
무엇이 그들을 먹여 살리는지 생각해보신 적 있으세요?
03:21
Well there's an invisible pasture
60
201400
2376
바다에는 보이지 않는 초원이 있습니다.
03:23
of microscopic photosynthesizers called phytoplankton
61
203800
3776
식물성 플랑크톤이라는 광합성 미생물이 서식하는 초원이
03:27
that fill the upper 200 meters of the ocean,
62
207600
2640
바다 깊이 200m까지 채우고 있죠.
03:32
and they feed the entire open ocean ecosystem.
63
212000
3416
이들 미생물이 해양 생태계 전체를 먹여 살립니다.
03:35
Some of the animals live among them and eat them,
64
215440
2416
일부 해양 동물은 그 속에 살면서 식물성 플랑크톤을 먹기도 하고
03:37
and others swim up to feed on them at night,
65
217880
2536
어떤 동물은 그들을 먹기 위해 밤에 위로 헤엄쳐 올라옵니다.
03:40
while others sit in the deep and wait for them to die and settle down
66
220440
3976
또 다른 동물은 깊은 곳에 살며 플랑크톤이 죽어 가라앉기를 기다려
03:44
and then they chow down on them.
67
224440
1524
그런 것만 먹습니다.
03:47
So these tiny phytoplankton,
68
227320
3096
그래서 이 작은 식물성 플랑크톤은
03:50
collectively, weigh less than one percent of all the plants on land,
69
230440
4136
다 합쳐도 모든 육상 식물 무게의 1%도 안 되지만
03:54
but annually they photosynthesize as much as all of the plants on land,
70
234600
4296
매년 모든 육상 식물과 맞먹는 광합성을 하고 있는 겁니다.
03:58
including the Amazon rainforest
71
238920
2416
지구의 허파라고 하는
04:01
that we consider the lungs of the planet.
72
241360
2200
아마존 열대우림을 다 포함해서 말이죠.
04:04
Every year, they fix 50 billion tons of carbon
73
244280
3976
이들 식물성 플랑크톤은 매년 500억 톤이나 되는 탄소를
04:08
in the form of carbon dioxide into their bodies
74
248280
3256
이산화탄소의 형태로 자신의 몸 안에 저장하고
04:11
that feeds the ocean ecosystem.
75
251560
2680
해양 생태계의 먹이가 됩니다.
04:15
How does this tiny amount of biomass
76
255120
2576
어떻게 이 적은 양의 생물이
04:17
produce as much as all the plants on land?
77
257720
2056
지상의 모든 식물만큼이나 생산하는 걸까요?
04:19
Well, they don't have trunks and stems
78
259800
2536
식물성 플랑크톤은 나무의 등걸이나 줄기
04:22
and flowers and fruits and all that to maintain.
79
262360
2936
꽃이나 열매같이 유지해야 할 것이 없죠.
04:25
All they have to do is grow and divide and grow and divide.
80
265320
2816
식물성 플랑크톤이 할 일은 그저 성장과 분열, 성장과 분열뿐입니다.
04:28
They're really lean little photosynthesis machines.
81
268160
3600
그들은 정말 군살 없는 작은 광합성 기계일 뿐이죠.
04:33
They really crank.
82
273519
1201
정말 일밖에 안 해요.
04:39
So there are thousands of different species of phytoplankton,
83
279400
3896
세상엔 수천 종의 식물성 플랑크톤이 있고
04:43
come in all different shapes and sizes,
84
283320
2176
서로 다른 크기와 형태를 갖고 있지만
04:45
all roughly less than the width of a human hair.
85
285520
3256
모두가 거의 사람 머리카락 두께보다 작습니다.
04:48
Here, I'm showing you some of the more beautiful ones,
86
288800
3576
그중 몇몇 아름다운 플랑크톤들을 보고 계신데요.
04:52
the textbook versions.
87
292400
1480
교과서에서 많이 볼 수 있죠.
04:54
I call them the charismatic species of phytoplankton.
88
294640
3240
저는 이들을 카리스마 넘치는 식물성 플랑크톤이라고 부릅니다.
05:00
And here is Prochlorococcus.
89
300120
3000
그리고 이것이 프로클로로코커스입니다.
05:04
I know,
90
304120
1536
네, 알아요.
05:05
it just looks like a bunch of schmutz on a microscope slide.
91
305680
2936
그냥 현미경 슬라이드에 뭔가 얼룩이 진 것처럼 보이죠.
05:08
(Laughter)
92
308640
1576
(웃음)
05:10
But they're in there,
93
310240
1816
그래도 프로클로로코커스 맞아요.
05:12
and I'm going to reveal them to you in a minute.
94
312080
2760
곧 확인시켜 드릴게요.
05:15
But first I want to tell you how they were discovered.
95
315560
3560
하지만 우선 어떻게 그걸 발견했는지 말씀드리죠.
05:20
About 38 years ago,
96
320080
2136
약 38년 전
05:22
we were playing around with a technology in my lab called flow cytometry
97
322240
4776
저희는 유동세포 분석이라는 기술로 실험실에서 이것저것 해보고 있었죠.
05:27
that was developed for biomedical research for studying cells like cancer cells,
98
327040
4480
생의학 연구를 위해 개발된 기술로서
암세포 등의 세포 연구에 쓰이는 기술입니다.
05:33
but it turns out we were using it for this off-label purpose
99
333080
3296
하지만 저흰 이걸 원래 목적과 다르게 사용하고 있었습니다.
05:36
which was to study phytoplankton, and it was beautifully suited to do that.
100
336400
3960
식물성 플랑크톤 연구에 아주 적합했거든요.
05:41
And here's how it works:
101
341480
1776
작동 방식은 이렇습니다.
05:43
so you inject a sample in this tiny little capillary tube,
102
343280
3240
우선 작은 모세관에 샘플을 넣습니다.
05:47
and the cells go single file by a laser,
103
347840
3496
그리고 세포를 한 줄로 해서 레이저를 통과시킵니다.
05:51
and as they do, they scatter light according to their size
104
351360
4056
그러면 세포 크기에 따라 빛이 분산되고
05:55
and they emit light according to whatever pigments they might have,
105
355440
3656
세포가 가진 색소에 따라 다른 빛을 냅니다.
05:59
whether they're natural or whether you stain them.
106
359120
2616
자연색이든 착색시킨 것이든 상관없이요.
06:01
And the chlorophyl of phytoplankton,
107
361760
2360
식물성 플랑크톤의 엽록소는
06:05
which is green,
108
365160
1336
초록색인데요.
06:06
emits red light when you shine blue light on it.
109
366520
3736
거기에 파란 빛을 비추면 빨간 빛이 납니다.
06:10
And so we used this instrument for several years
110
370280
3216
저희는 식물성 플랑크톤 배양 연구에 몇 년간 이 장비를 이용했습니다.
06:13
to study our phytoplankton cultures,
111
373520
1816
06:15
species like those charismatic ones that I showed you,
112
375360
3616
아까 보여드린 것 같은 카리스마 넘치는 플랑크톤의
06:19
just studying their basic cell biology.
113
379000
2200
기본적인 세포 생물학에 대해 연구하고 있었죠.
06:22
But all that time, we thought, well wouldn't it be really cool
114
382160
2936
그런데 그 과정에서 좋은 생각이 하나 떠올랐죠.
06:25
if we could take an instrument like this out on a ship
115
385120
2816
그 장비를 배에 싣고 가서
06:27
and just squirt seawater through it
116
387960
1696
거기에 바닷물을 바로 넣고
06:29
and see what all those diversity of phytoplankton would look like.
117
389680
4736
다양한 플랑크톤이 어떻게 생겼는지 볼 수 있으면 멋질 거라 생각했죠.
06:34
So I managed to get my hands
118
394440
2096
그래서 유동세포 분석기 중에 우리가 큰 컨테이너라고 부르는
06:36
on what we call a big rig in flow cytometry,
119
396560
3216
크고 강력한 레이저 장비를 구입했습니다.
06:39
a large, powerful laser
120
399800
2440
06:43
with a money-back guarantee from the company
121
403240
2736
환불보장까지 받아서
06:46
that if it didn't work on a ship, they would take it back.
122
406000
2936
배에서 작동하지 않으면 다시 가져가기로 되어 있었죠.
06:48
And so a young scientist that I was working with at the time,
123
408960
3016
그때 같이 일하던 젏은 과학자 롭 올슨(Rob Olson)이
06:52
Rob Olson, was able to take this thing apart,
124
412000
2576
이걸 분해해서 배에 싣고
06:54
put it on a ship, put it back together and take it off to sea.
125
414600
3856
다시 조립한 다음에 바다로 나갔습니다.
06:58
And it worked like a charm.
126
418480
1336
그 기계는 성공적으로 작동했어요.
06:59
We didn't think it would, because we thought the ship's vibrations
127
419840
3136
저희는 배의 진동 때문에 작동 안 할 거라 생각했거든요.
레이저의 초점을 맞추기가 어려울 거라 생각했지만
07:03
would get in the way of the focusing of the laser,
128
423000
2376
정말 멋지게 작동했어요.
07:05
but it really worked like a charm.
129
425400
1656
우리는 그렇게 식물성 플랑크톤의 해양 분포를 측정했습니다.
07:07
And so we mapped the phytoplankton distributions across the ocean.
130
427080
3496
07:10
For the first time, you could look at them one cell at a time in real time
131
430600
3616
난생 처음으로 이들 세포를 한 번에 하나씩 실시간으로 보면서
07:14
and see what was going on -- that was very exciting.
132
434240
2816
무슨 일이 일어나는지 볼 수 있었죠. 정말 흥미로웠습니다.
07:17
But one day, Rob noticed some faint signals
133
437080
3016
그런데 어느 날 롭이
기계에서 아주 약한 신호가 나오는 걸 포착했지만
07:20
coming out of the instrument
134
440120
1496
07:21
that we dismissed as electronic noise
135
441640
3696
전기적 잡음으로 생각하고 무시했습니다.
07:25
for probably a year
136
445360
2296
아마 1년 가까이 그랬을 거예요.
07:27
before we realized that it wasn't really behaving like noise.
137
447680
3336
그리고 나중에야 그게 잡음 같지 않다는 걸 깨달았죠.
규칙적인 패턴이 있었거든요.
07:31
It had some regular patterns to it.
138
451040
2160
07:34
To make a long story short,
139
454440
1440
결론만 말씀드리자면
07:36
it was tiny, tiny little cells,
140
456640
2536
그건 아주 아주 작은 세포였어요.
07:39
less than one-one hundredth the width of a human hair
141
459200
3376
사람 머리카락 두께의 1/100도 안됐지만
07:42
that contain chlorophyl.
142
462600
1816
엽록소를 지니고 있었죠.
07:44
That was Prochlorococcus.
143
464440
1360
그게 프로클로로코커스였습니다.
07:47
So remember this slide that I showed you?
144
467040
2760
제가 보여드린 이 슬라이드 기억나시죠?
07:50
If you shine blue light on that same sample,
145
470680
2616
바로 저 시료에 파란 빛을 비추면
07:53
this is what you see:
146
473320
1200
이걸 발견하게 됩니다.
07:55
two tiny little red light-emitting cells.
147
475280
3856
빨간 빛을 내는 두 개의 작은 세포가 있죠.
07:59
Those are Prochlorococcus.
148
479160
2120
이들이 프로클로로코커스예요.
08:02
They are the smallest and most abundant photosynthetic cell on the planet.
149
482760
4040
지구상에서 가장 작고 가장 흔한 광합성 세포죠.
08:09
At first, we didn't know what they were,
150
489071
1905
처음엔 이게 뭔지도 몰라서
08:11
so we called the "little greens."
151
491000
1776
그냥 "작은 초록동이"라고 불렀죠.
08:12
It was a very affectionate name for them.
152
492800
1976
아주 사랑스러운 이름이잖아요.
08:14
Ultimately, we knew enough about them to give them the name Prochlorococcus,
153
494800
3616
나중에 이들에 대해 많이 알게 된 후 프로클로로코커스라고 이름 지었죠.
08:18
which means "primitive green berry."
154
498440
2216
"원시적인 초록 베리"란 뜻입니다.
08:20
And it was about that time
155
500680
1440
그리고 그 당시에는
08:23
that I became so smitten by these little cells
156
503480
2776
이 작은 세포한테 홀딱 반해서
08:26
that I redirected my entire lab to study them and nothing else,
157
506280
4120
실험실의 전체 연구 방향을 틀어 다른 건 말고 이것만 연구했습니다.
08:31
and my loyalty to them has really paid off.
158
511760
3016
그렇게 충성했더니 얻는 것도 생기더라고요.
08:34
They've given me a tremendous amount, including bringing me here.
159
514800
3560
엄청나게 많은 걸 얻었을뿐더러 이 자리에까지 서게 됐습니다.
08:39
(Applause)
160
519880
5360
(박수)
08:45
So over the years, we and others, many others,
161
525799
2976
그렇게 수년 동안 저희랑 또 많은 분들이
08:48
have studied Prochlorococcus across the oceans
162
528799
3377
해양 프로클로로코커스를 연구했고
08:52
and found that they're very abundant over wide, wide ranges
163
532200
4576
그들이 엄청나게 많아서
외해(外海) 생태계에 광범위하게 분포하고 있음을 알았습니다.
08:56
in the open ocean ecosystem.
164
536800
1640
08:59
They're particularly abundant in what are called the open ocean gyres.
165
539680
4096
특히 많이 있는 곳은 외해 환류(還流)라는 지역인데요.
09:03
These are sometimes referred to as the deserts of the oceans,
166
543800
3736
때로는 바다의 사막으로 알려져 있는 곳이지만
09:07
but they're not deserts at all.
167
547560
2016
알고 보니 전혀 사막이 아니었습니다.
09:09
Their deep blue water is teeming
168
549600
2536
그 깊고 푸른 바닷물을 채우고 있는 것은
09:12
with a hundred million Prochlorococcus cells per liter.
169
552160
3400
리터 당 수억 마리의 프로클로로코커스였습니다.
09:16
If you crowd them together like we do in our cultures,
170
556360
2616
우리가 세포를 배양하듯 이걸 다같이 한 데 끌어 모으면
09:19
you can see their beautiful green chlorophyl.
171
559000
3536
아름다운 초록색의 엽록소를 볼 수 있게 됩니다.
09:22
One of those test tubes has a billion Prochlorococcus in it,
172
562560
4616
여기 각각의 시험관에는 약 10억 개의 프로클로로코커스가 담겨 있는데
09:27
and as I told you earlier,
173
567200
1456
앞에서 말씀드린 것처럼
09:28
there are three billion billion billion of them on the planet.
174
568680
3176
이것의 30억의 10억의 10억 배가 지구상에 존재합니다.
09:31
That's three octillion,
175
571880
2216
3의 옥틸리언(1000의 9제곱)개죠.
09:34
if you care to convert.
176
574120
1680
굳이 숫자를 변환한다면 말이에요.
09:36
(Laughter)
177
576480
1696
(웃음)
09:38
And collectively, they weigh more than the human population
178
578200
3896
다 합하면 인류 전체의 무게보다 더 나가고
09:42
and they photosynthesize as much as all of the crops on land.
179
582120
3960
전체 육상 식물에 맞먹는 광합성을 합니다.
09:47
They're incredibly important in the global ocean.
180
587080
3440
지구 해양에 정말로 중요하죠.
09:51
So over the years, as we were studying them
181
591120
2496
수년간 이것에 대해 연구하고
09:53
and found how abundant they were,
182
593640
2176
이게 얼마나 흔한지 알게 되면서
09:55
we thought, hmm, this is really strange.
183
595840
1936
"흠, 이건 정말 이상한데" 이런 생각이 들었어요.
09:57
How can a single species be so abundant across so many different habitats?
184
597800
3840
어떻게 단일 종이 그렇게 많은 지역에서 그리 흔하게 존재하는지 궁금했습니다.
10:02
And as we isolated more into culture,
185
602640
2016
그런데 이걸 더 분리해 배양하면서
10:04
we learned that they are different ecotypes.
186
604680
2136
이들이 서로 다른 생태형임을 알게 됐죠.
10:06
There are some that are adapted to the high-light intensities
187
606840
2896
어떤 건 수면 가까이의 강한 빛에 적응했고
10:09
in the surface water,
188
609760
1256
또 어떤 건 심해의 적은 빛에 적응했죠.
10:11
and there are some that are adapted to the low light in the deep ocean.
189
611040
3576
10:14
In fact, those cells that live in the bottom of the sunlit zone
190
614640
3576
사실 햇빛이 미치는 영역의 맨 밑에 사는 세포는
10:18
are the most efficient photosynthesizers of any known cell.
191
618240
4776
알려진 세포 가운데 가장 효율적인 광합성 세포로 알려져 있습니다.
10:23
And then we learned that there are some strains
192
623040
2336
그리고 또 하나 알게 된 사실은
기온이 높은 지구 적도를 따라서 최적으로 성장하는 종류도 있고
10:25
that grow optimally along the equator,
193
625400
3416
10:28
where there are higher temperatures,
194
628840
1736
더욱 북쪽과 남쪽의 더 낮은 온도에서
10:30
and some that do better at the cooler temperatures
195
630600
2376
더 잘 자라는 종도 있다는 것이었습니다.
10:33
as you go north and south.
196
633000
1256
10:34
So as we studied these more and more and kept finding more and more diversity,
197
634280
3696
그렇게 더욱 더 연구하고 더 다양한 종을 발견하게 되면서
"세상에, 이렇게 다양할 줄이야" 이런 생각이 들었습니다.
10:38
we thought, oh my God, how diverse are these things?
198
638000
2440
10:41
And about that time, it became possible to sequence their genomes
199
641040
3256
그리고 그때쯤에 이들의 게놈 서열을 밝힐 수 있게 됐어요.
10:44
and really look under the hood and look at their genetic makeup.
200
644320
3600
그 겉모습을 너머서 내부의 유전적 구성을 볼 수 있게 된 거죠.
10:49
And we've been able to sequence the genomes of cultures that we have,
201
649280
4416
그래서 저희가 확보한 배양 세포의 유전자 구성을 밝힐 수 있었고
10:53
but also recently, using flow cytometry,
202
653720
2376
게다가 최근엔 유동세포 분석 기술로
10:56
we can isolate individual cells from the wild
203
656120
2856
야생 환경의 세포를 한 개씩 분리해
각각의 게놈 서열을 밝힐 수 있게 되었습니다.
10:59
and sequence their individual genomes,
204
659000
2176
11:01
and now we've sequenced hundreds of Prochlorococcus.
205
661200
2880
지금까지 수백 개의 프로클로로코커스 게놈 서열을 밝혀냈죠
11:04
And although each cell has roughly 2,000 genes --
206
664840
3936
각 세포는 대략 2,000개 정도의 유전자를 갖고 있습니다.
11:08
that's one tenth the size of the human genome --
207
668800
3576
이건 사람의 게놈에 비교하면 1/10 수준이죠.
11:12
as you sequence more and more,
208
672400
1456
더욱 더 서열을 밝힐수록
11:13
you find that they only have a thousand of those in common
209
673880
4696
1,000개 정도의 유전자만 동일하고
11:18
and the other thousand for each individual strain
210
678600
3096
나머지 1,000개는 각 개별 계통 고유의
11:21
is drawn from an enormous gene pool,
211
681720
2576
어마어마한 유전자 묶음에서 나온 거였어요.
11:24
and it reflects the particular environment that the cell might have thrived in,
212
684320
6616
이건 세포가 왕성히 번식했을 특정한 환경을 보여주는 것입니다.
11:30
not just high or low light or high or low temperature,
213
690960
2976
단순히 조도가 높고 낮거나 온도나 높고 낮은 정도가 아니라
11:33
but whether there are nutrients that limit them
214
693960
2776
그들의 생장을 제한하는 질소나 인, 아니면 철분같은
11:36
like nitrogen, phosphorus or iron.
215
696760
2456
영양소가 있느냐 없느냐는 거였죠.
11:39
It reflects the habitat that they come from.
216
699240
2520
이건 그들이 채집된 환경을 나타냈습니다.
11:42
Think of it this way.
217
702400
1200
이렇게 생각해보세요.
세포가 스마트폰이고
11:45
If each cell is a smartphone
218
705040
3256
11:48
and the apps are the genes,
219
708320
1920
앱은 유전자라고 치죠.
스마트폰을 구입하면 원래 내장된 앱이 딸려오죠.
11:51
when you get your smartphone, it comes with these built-in apps.
220
711080
3456
11:54
Those are the ones that you can't delete if you're an iPhone person.
221
714560
3216
아이폰 유저라면 그 앱들은 지울 수 없습니다.
11:57
You press on them and they don't jiggle and they don't have x's.
222
717800
3056
앱을 오래 눌러도 꿈틀대지 않고 x 표시도 안 생깁니다.
원하지 않아도 지울 수가 없어요.
12:00
Even if you don't want them, you can't get rid of them.
223
720880
2616
(웃음)
12:03
(Laughter)
224
723520
2576
이건 프로클로로코커스의 핵심 유전자 같은 거예요.
12:06
Those are like the core genes of Prochlorococcus.
225
726120
3136
12:09
They're the essence of the phone.
226
729280
2056
핸드폰의 핵심 요소죠.
12:11
But you have a huge pool of apps to draw upon
227
731360
4976
하지만 엄청난 양의 앱 더미에서 몇 개를 뽑아
12:16
to make your phone custom-designed for your particular lifestyle and habitat.
228
736360
5736
자신의 생활방식과 습성에 맞춰 핸드폰을 맞춤 조정할 수도 있죠.
12:22
If you travel a lot, you'll have a lot of travel apps,
229
742120
3816
여행을 많이 하시면 여행 앱이 많을 거고
12:25
if you're into financial things, you might have a lot of financial apps,
230
745960
4816
금융 쪽에 관심이 많으면 금융 관련 앱이 많을 겁니다.
12:30
or if you're like me,
231
750800
1536
아니면 저처럼
12:32
you probably have a lot of weather apps,
232
752360
1936
날씨 앱이 많을 수 있죠.
그중 하나라도 제가 원하는 날씨 예보를 해주기를 바라면서요.
12:34
hoping one of them will tell you what you want to hear.
233
754320
2616
12:36
(Laughter)
234
756960
1336
(웃음)
12:38
And I've learned the last couple days in Vancouver
235
758320
2376
지난 이틀을 밴쿠버에 지내면서 알게 됐는데
12:40
that you don't need a weather app -- you just need an umbrella.
236
760720
2976
날씨 앱은 필요없더군요 -- 우산 하나만 있으면 되거든요.
12:43
So --
237
763720
1216
그래서 --
12:44
(Laughter)
238
764960
2176
(웃음)
(박수)
12:47
(Applause)
239
767160
2696
12:49
So just as your smartphone tells us something about how you live your life,
240
769880
5936
그래서 스마트폰을 보면 대략 여러분이 어떻게 사는지 알 수 있고
12:55
your lifestyle,
241
775840
1296
여러분의 생활방식을 알듯이
12:57
reading the genome of a Prochlorococcus cell
242
777160
2616
프로클로로코커스 세포의 게놈을 분석하면
12:59
tells us what the pressures are in its environment.
243
779800
4040
성장 환경에서 어떤 압박을 받는지 알 수 있습니다.
13:04
It's like reading its diary,
244
784680
1976
일기를 읽는 거와 같죠.
13:06
not only telling us how it got through its day or its week,
245
786680
3776
하루나 한 주를 어떻게 보냈는지만이 아니라
13:10
but even its evolutionary history.
246
790480
2680
진화의 역사까지도 알려주거든요.
13:14
As we studied -- I said we've sequenced hundreds of these cells,
247
794200
3216
그렇게 수백 개 세포의 유전자를 밝혀내며 연구한 덕분에
13:17
and we can now project
248
797440
1856
저희는 모든 유전자의 규모를 추정할 수 있게 되었습니다.
13:19
what is the total genetic size --
249
799320
4136
저희는 이걸 프로클로로코커스 연방이라고 부르는데요.
13:23
gene pool --
250
803480
1216
13:24
of the Prochlorococcus federation, as we call it.
251
804720
3496
마치 초개체와 같습니다.
13:28
It's like a superorganism.
252
808240
1656
13:29
And it turns out that projections are
253
809920
2616
그리고 예측 결과를 살펴보면
13:32
that the collective has 80,000 genes.
254
812560
3016
유전자를 다 합치면 80,000개나 되더군요.
13:35
That's four times the size of the human genome.
255
815600
2936
사람 게놈의 4배나 되는 거죠.
13:38
And it's that diversity of gene pools
256
818560
4416
이 유전자 집합의 다양성 덕분에
13:43
that makes it possible for them
257
823000
2016
이들 종이 해양의 이 넓은 영역에서 우세하고
13:45
to dominate these large regions of the oceans
258
825040
2256
13:47
and maintain their stability
259
827320
1736
시간이 흘러도 안정적으로 유지되고 있는 겁니다.
13:49
year in and year out.
260
829080
1920
13:52
So when I daydream about Prochlorococcus,
261
832680
3176
제가 프로클로로코커스에 대해 공상에 빠져 있을 땐
13:55
which I probably do more than is healthy --
262
835880
2456
사실 정상보단 좀 과한 것 같기도 한데 --
13:58
(Laughter)
263
838360
1696
(웃음)
14:00
I imagine them floating out there,
264
840080
3376
그들이 허공을 둥둥 떠다니며 자기 일을 하는 상상을 합니다.
14:03
doing their job,
265
843480
1296
14:04
maintaining the planet,
266
844800
1536
지구를 보존하고
14:06
feeding the animals.
267
846360
3176
동물들을 먹여살리는 거죠.
14:09
But also I inevitably end up
268
849560
2176
결국 그 상상의 끝은 당연히
14:11
thinking about what a masterpiece they are,
269
851760
3416
그들이 얼마나 걸작인지 놀라며 끝납니다.
14:15
finely tuned by millions of years of evolution.
270
855200
3896
수백만 년 동안 얼마나 정교하게 진화했는지로 놀라는 것으로 끝나죠.
14:19
With 2,000 genes,
271
859120
2000
2,000개의 유전자만 가지고
14:21
they can do what all of our human ingenuity
272
861960
2456
인류의 모든 독창성으로도 아직 어떻게 해야 할지
14:24
has not figured out how to do yet.
273
864440
2256
못 알아낸 걸 해냅니다.
14:26
They can take solar energy, CO2
274
866720
2976
그들은 태양 에너지와 이산화탄소를 이용해서
14:29
and turn it into chemical energy in the form of organic carbon,
275
869720
3496
유기 탄소 형태의 화학적 에너지를 만들고
14:33
locking that sunlight in those carbon bonds.
276
873240
3280
그 탄소 결합에 햇빛을 가두죠.
14:37
If we could figure out exactly how they do this,
277
877760
3536
이걸 정확히 어떻게 하는지 우리가 알 수만 있다면
14:41
it could inspire designs
278
881320
3016
그걸로 어떻게 화석 연료를 우리가 덜 소비할지
14:44
that could reduce our dependency on fossil fuels,
279
884360
2936
영감을 받을 수도 있겠죠.
14:47
which brings my story full circle.
280
887320
2800
전체적으로 이렇게 설명할 수 있습니다.
14:51
The fossil fuels that are buried that we're burning
281
891160
2896
지금 우리가 태우고 있는 땅 속의 화석 연료는
14:54
took millions of years for the earth to bury those,
282
894080
4816
수억 년 동안 지구에 묻혀 있었습니다.
14:58
including those ancestors of Prochlorococcus,
283
898920
3016
거기엔 프로클로로코커스의 조상도 묻혀 있죠.
15:01
and we're burning that now in the blink of an eye
284
901960
2896
그걸 지금 눈 깜짝할 사이에 다 태워버리고 있는 거예요.
15:04
on geological timescales.
285
904880
1936
지질학적 시간 척도로 봤을 때 말이죠.
15:06
Carbon dioxide is increasing in the atmosphere.
286
906840
2896
대기의 이산화탄소의 양도 증가하고 있습니다.
15:09
It's a greenhouse gas.
287
909760
1576
바로 온실가스죠.
15:11
The oceans are starting to warm.
288
911360
2096
바다도 데워지기 시작했습니다.
15:13
So the question is, what is that going to do
289
913480
2736
이제 문제는 이런 것들이 제 프로클로로코커스에게
15:16
for my Prochlorococcus?
290
916240
2496
무슨 영향을 미칠까 하는 겁니다.
15:18
And I'm sure you're expecting me to say that my beloved microbes are doomed,
291
918760
4936
제가 아끼는 이 미생물이 이젠 끝장났다는 말을 예상하실 텐데요.
15:23
but in fact they're not.
292
923720
1320
그런게 사실 그렇지 않습니다.
15:25
Projections are that their populations will expand as the ocean warms
293
925960
5656
예측에 따르면 바닷물이 데워질수록 그 개체수가 증가합니다.
15:31
to 30 percent larger by the year 2100.
294
931640
3880
2100년까지 30% 이상 증가할 거라 보고 있습니다.
그러면 제가 기뻐할까요?
15:36
Does that make me happy?
295
936000
1400
15:38
Well, it makes me happy for Prochlorococcus of course --
296
938320
2656
뭐, 프로클로로코커스만 생각하면 물론 기쁘긴 합니다만 --
15:41
(Laughter)
297
941000
2296
(웃음)
15:43
but not for the planet.
298
943320
2400
지구를 생각하면 아니에요.
15:46
There are winners and losers
299
946480
1376
지구 전체를 대상으로 보면 승자도 있고 패자도 있습니다.
15:47
in this global experiment that we've undertaken,
300
947880
3256
저희 실험 결과에 따르면 말이죠.
15:51
and it's projected that among the losers
301
951160
2976
예측 결과에서 패자 가운데에는
더 큰 식물성 플랑크톤이 포함되어 있습니다.
15:54
will be some of those larger phytoplankton,
302
954160
2056
15:56
those charismatic ones
303
956240
1296
그 카리스마 넘치는 녀석들 말이죠.
15:57
which are expected to be reduced in numbers,
304
957560
2816
이들은 개체수가 줄어들 거라 예상됩니다.
16:00
and they're the ones that feed the zooplankton that feed the fish
305
960400
3496
그들이 동물성 플랑크톤 먹이가 되고 다시 우리가 잡는 생선을 먹여 살리죠.
16:03
that we like to harvest.
306
963920
1400
16:08
So Prochlorococcus has been my muse for the past 35 years,
307
968600
4456
프로클로로코커스는 제게 지난 35년간 영감을 주었지만
16:13
but there are legions of other microbes out there
308
973080
2376
그 밖의 아주 많은 다른 미생물들도
16:15
maintaining our planet for us.
309
975480
2160
우리 지구를 유지하는 데에 일조하고 있습니다.
16:18
They're out there
310
978360
2056
그들은 저 밖에서
16:20
ready and waiting for us to find them so they can tell their stories, too.
311
980440
4256
자신의 이야기를 들려주려고 우리가 찾기만을 기다리고 있습니다.
16:24
Thank you.
312
984720
1216
감사합니다
16:25
(Applause)
313
985960
5600
(박수)
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