남세균

요약 엽록소를 가지고 광합성을 하는 세균.

녹색 색소인 엽록소를 가지고 광합성을 하는 세균을 통틀어 남세균이라고 한다. 엽록소 외에도 카로티노이드, 피코빌린 같은 보조색소를 가진 남세균도 있다. 남조세균, 원녹세균이라고도 한다.

남세균은 보통 하나의 세포로 이루어져 있다. 세포 속에는 핵이 없으며 미토콘드리아 같은 세포소기관이 존재하지 않는다. 엽록체 역시 세포소기관이므로 남세균에서 찾을 수는 없다. 남세균은 엽록체 대신 틸라코이드라는 막 구조체를 가지고 있다. 틸라코이드는 엽록체의 안쪽처럼 층을 이룬 형태가 아니라 동심원 구조를 가지고 있으며 여기 엽록소 등의 색소와 광합성에 필요한 효소가 들어있다. 하지만 글로이오박터 비올라세우스 PCC 7421 같은 일부 남세균은 틸라코이드를 가지고 있지 않다.

남세균은 이분법으로 분열하기 때문에 분열하는 중에는 두 개의 세포가 붙어 있기도 한다. 또 남세균끼리 모여 덩어리를 이루기로 하고 한 줄로 늘어서 사상체를 구성해 다세포 생물처럼 보일 수도 있다.

남세균은 호수, 강, 바다를 비롯해 토양, 사막, 극지방 등 다양한 서식지에서 산다. 남세균은 화석에서도 발견된다. 호주 서부에서는 35억 년 된 지층에서 남세균으로 보이는 사상체가 발견되기도 했다. 또 14~16억 년 전, 21억 년 전에 생성된 지층에서도 남세균이 발견됐다. 과학자들은 남세균은 이렇게 오래 전부터 지구에 존재하며 광합성을 통해 지구 대기에 산소를 공급한 것으로 추측하고 있다.

일부 남세균은 질소 기체를 암모니아로 전환하는 질소고정 능력을 가지고 있다. 질소능력이 있는 남세균은 보통 이질세포라는 특이한 구조를 만든다. 또 휴면기 세포인 아키네트(akinete)도 만들 수 있다.

남세균은 그 특성에 따라 구분할 수 있다. 생식 과정에서 포자를 만드는 남세균으로는 남색혹속(Camaesiphon)과 크루우코키디옵시스(Chroococcidiopsis)가 있다. 남색혹속은 호수나 강에서 식물과 돌, 조개껍질에 붙어사는 것으로 외생포자를 만든다. 반면 크루우코키디옵시스는 내생포자를 만드는데, 매우 건조하고 춥거나 더운 곳에서 산다.

질소고정 능력이 있어 이질세포와 아키네트를 만드는 남세균도 있는데 구형의 사상체를 이루는 구슬말속(Nostoc), 물에 살며 독소를 분비하는 아나베나(Anabaena), 맨눈으로 볼 수 있을 정도로 큰 사상체 다발을 구성하는 아파니조메논(Aphanizomenon), 녹색 덩어리로 보이는 올챙이말속(Cylindrospermum), 다른 이끼와 공생하는 채찍실속(Scytonema) 등이 있다. 또 가지치기를 하는 가죽실말속(Stigonema)이 있다.

이밖에 생식할 때 특별한 성질을 가지고 있지 않은 남세균도 많다. 작은 원주형의 단세포로 존재하는 시네코코쿠스(Synechococcus), 해초와 공생하는 프로클로론(Prochloron), 세포끼리 붙은 형태로 사는 남구슬말속(Chroococcus), 젤라틴 속에 군체를 형성하는 남색덩이말속(Microcystis) 동이 있다.