산소의 생성과정과 중오성

[푸른강]

산소의 생성과정과 중요성

. 공기는 볼 수도 없고 형체와 무게도 가늠하기 어렵다. 이런 공기 가운데 질소와 수소와 탄산가스 등 여러 물질이 함께 존재한다. 형체 없는 존재의 대표적인 곳이 공기 집단이다. 공기에서 산소의 위치는 동물이나 식물을 포함하여 생체의 호흡을 유지시키는 일이다. 산소의 필요성이 동물의 생체뿐만 아니고 물리적 화학적인 용도도 무시할 수 없다. 산소는 도대체 어디서 왔을까 궁금한 일이다. 발생은 녹색식물이 햇빛을 받아 뿌리로 빨아올린 물로 산소를 만든 일이다. 이를 학술용어로 광합성작용이라 한다. 녹색을 띤 식물이 태양을 받아 광합성 작용으로 산소가 만들어진다. 이렇게 만들어진 산소는 아주 신선한 산소로 동물 같은 생명체에 건강과 생명을 유지토록 한다. 신선한 산소는 엽록색 식물의 광합성 부산물인 셈이다. 도대체 산소가 만들어지는 이치를 어떻게 알았을까?

   녹색식물의 잎에서 산소가 만들어진다는 이치를 처음 알아낸 사람들이 있다. 1772년에 영국의 프리스틀리는 공기가 보이지는 않지만, 공기 속에 여러 가지 물질로 이루어졌다는 사실을 알았다. 여기 프리스틀리의 기발한 실험을 살펴보자. 어느 날 프리스틀리는 유리 상자에 촛불을 붙여넣고 틈새가 없도록 꼭꼭 막았다. 그 후 얼마 지나지 않아 촛불이 시들 거리다가 그만 꺼져 버렸다. 그래서 이번에는 유리 상자에 생쥐를 넣고 틈새가 없게 알뜰히 꼭꼭 막았다. 그랬더니 생쥐가 숨을 쉬지 못해 금방 죽어 버렸다. 그래서 이번에는 유리 상자 안에 녹색 식물이 심어져 있는 조그만 화분을 촛불과 함께 넣었다. 또 다른 곳에는 녹색식물 화분과 생쥐를 함께 넣고 밀봉했다. 실험 결과는 촛불도 꺼지지 않고 생쥐도 죽지 않았다. 식물이 깨끗한 공기를 내보내 촛불도 살리고 쥐도 살 수 있다는 사실을 알아내 밝혔다. 프리스틀리가 실험한 그게 바로 산소였다는 사실이다.

   네덜란드의 잉겐호우스는 프리스틀리의 책을 읽고 너무 신기해서 현직인 의사 직업을 팽개치고 식물연구를 시작하게 된다. 1779년 잉겐호우스는 프리스틀리와는 다르게 실험하는 방법으로 바꾸었다. 잉겐호우스는 수초를 어항에 넣고 밝은 햇빛을 쬐었다. 얼마 후 물속에서 산소 방울이 보글보글 떠오르는 것이다. 그래서 이번에는 수초를 넣은 어항을 햇빛이 없는 어두운 곳에 두었다. 아까 밝은 햇빛을 쪼일 때 나오던 산소 방울이 떠오르지 않았다. 그래서 잉겐호우스는 식물이 햇빛이 있을 때만 산소를 내보낸다고 발표한 일이다. 식물이 햇빛을 받아 탄소동화작용으로 산소를 만드는 현상을 처음 알아낸 인물이다. 먼저 실험했던 프리스틀리는 햇빛이 작용하는 일을 몰랐던 것이 퍽 아쉽다. 기발한 생각은 잉겐호우스보다 프리스틀리가 앞섰다. 비록 햇빛이 있어야만 식물이 산소를 만들어낸다는 사실을 발견하지는 못했지만, 창의적인 공적도 훨씬 크게 느껴진다.

   식물의 엽록소가 광합성작용을 하면 부산물인 산소가 만들어진다. 공기 중의 탄소를 빨아들이고 산소를 방출하는 일은 생태계를 살리는 소중한 일이다. 식물은 광합성작용으로 영양을 만들게 되고 만들어진 영양을 저장하는 과정이고 생존 수단이다. 폐호흡을 잠시도 쉬지 않는 동물에게는 생명의 은혜를 주는 일이다. 사람의 두뇌가 몸 전체 산소 소모량의 20%를 소모한다는 연구 결과가 있다. 다른 동물도 마찬가지로 산소가 생명줄이나 다름없다. 잠시도 산소를 떠나서는 살아갈 수가 없기 때문이다. 특히 인체의 산소 필요성은 정신을 최고로 숭상하는 인류 사회의 기능을 대입해서 다른 동물과 비교 대상이 아니다. 정신 활동을 가장 우위에 두고 생활 규범이 육신보다 더 가치평가가 앞서기 마련이다. 인체의 영양공급이 쉬워지면 육신이 과보호로 정신을 따라가지 못하게 된다.

   녹색식물이 낮에는 광합성으로 탄산가스를 빨아들여 산소를 만들어 낸다. 반대로 밤에는 동물처럼 산소로 호흡하며 빨아들이고 탄산가스를 사람과 마찬가지로 내어놓는다. 이것은 햇빛이 있고 없을 때의 상반되는 현상을 가지는 특성이다. 우리가 나무숲에 운동하며 신선한 산소를 되도록 많이 취하려는 생각에는 주의 사항이 된다. 싱그러운 산소를 많이 흡입할 계획이면 햇빛이 있을 때나 해가 지고 장시간 지나지 않을 때가 가장 좋다. 숲에는 하루 내내 만들어진 신선한 산소가 듬뿍 남아있기 때문이다. 해가 질 때가 마지막 산소 생성의 고조를 이룰 때라는 생각이다. 그래서 필자는 새벽에 공기 오염이 적다고 걷기 운동하던 일을 바꾸었다. 오후 해 질무렵에 숲을 찾아 걷기 운동을 즐긴다. 신선한 산소를 조금이라도 더 마시기 위함이다. 매일 60분 넘게 걷기 운동을 즐기면 일흔의 나이에도 MRI 뇌 촬영 40대 청춘의 뇌라는 의사의 판독 말을 듣는다. 숲길을 헤매고 오는 날은 정신이 맑고 상쾌함에 하루라도 멈출 수가 없는 일이다. ( 글 : 박용 20200525 )