제1절 미생물이란?
1. 미생물의 탄생
생명은 지구가 탄생한 후 10억년이 지난 약 35억 년 전 어느 시기에 진화의 흐름에 따라 창조될 수 있는 충분한 수준에 도달되었을 것이다. 즉 막에 둘러싸인 약 5,000개의 단백질을 가지며, RNA의 능력을 충분히 활용하고, DNA가 통제하는 진정한 세포가 탄생하게 되었을 것이다. 이렇게 하여 지구는 미생물 우주, 다시 말해 박테리아의 시대가 열리게 되었다.
현재 지구상에 서식하는 혐기성 박테리아는 과거 그들이 처음 출현했던 시대에는 대기 중에 산소가 없었다는 사실을 나타내고 있으며 저온 처리해야만 싹이 트는 종자는 과거에 빙하기와 같은 추운 겨울이 있었음을 말해주고 있다.
우리 몸은 30조개의 동물세포로 이루어져 있으며 또한 39조개의 박테리아 세포를 지닌 것으로 알려지고 있다. 인간은 죽으면 생명의 근원인 흙으로 돌아가고 우리 몸의 물질을 분해하여 재순환시키는 것은 미생물의 역할이 된다.
지구상에 서식하는 모든 동물 종은 자기 고유의 바이러스 군체를 가진다. 바이러스에서 박테리오파지의 비율은 60% 정도이며 바이러스가 미생물 군체를 통제한다고 추정된다. 따라서 바이러스가 미생물 구성을 결정하는 역할을 한다.
바이러스는 육지뿐 아니라 바다에도 수많은 바이러스가 존재하고 있으며 바다는 지구 최대의 바이러스 저장고이자 해양바이러스가 지구온난화 등 기후변동에도 연관되었을 가능성이 제기되고 있다. 우리 몸에도 장내세균이나 피부 상재균에 기생하는 바이러스의 수는 엄청 많으며 그중 일부는 건강을 유지하는데 영향을 줄 수도 있다고 알려져 있어 사실상 우리는 바이러스에 둘러싸여 바이러스와 함께 살고 있다고 할 수 있다.
한편 착한 박테리아는 병원균과 기생충으로부터 숙주를 보호하고 나쁜 박테리아는 독소를 분비하여 염증, 질환, 우울증 등을 일으켜 숙주가 자신이 원하는 음식물을 섭취하도록 유도하거나 비만을 조장한다.
지구는 미생물로 이루어진 행성이다. 작은 미생물을 다 모으면 지구상 모든 생물체를 합한 것보다 많으며 훨씬 무겁다. 세상에 사는 대부분의 바이러스는 주로 박테리아만을 공격하는데 수십 억 년에 걸쳐 바이러스와 미생물은 전쟁을 치르며 서로를 물리칠 무기를 진화시켜 왔으며 지금도 전투는 계속되고 있는 중이다.
미생물은 날씨와 기상에도 영향을 미치는데 엄청난 양의 미생물은 허리케인 같은 바람을 타고 올라가 권운을 형성하거나 눈이 되는 얼음 알갱이를 형성하거나 응집하는데 도움을 주기도 한다. 미생물은 영양분의 재활용과 오염 물질 분해에 영향을 미칠 뿐만 아니라 우리 행성의 날씨와 기후에도 영향을 미치고 있는 것이다.
미생물은 지구를 생명이 살 수 있는 행성으로 만든 일등공신이다.
유출된 기름을 분해하여 영양분으로 변화시키고 대기 중의 불활성 질소를 동물과 식물에 필요한 유리질소로 변환하거나 고정시켜 주는 중요한 역할을 수행한다.
우라늄이 물 분자와 분리될 때 발생하는 에너지를 이용해 생존하는 세균도 있으며 독성물질인 금 이온을 특별한 단백질을 이용하여 불활성물질인 금속으로 전환하여 금을 침전시키는 역할도 하는 보이지 않는 연금술사이다. 데이노코쿠스 라디오듀란스(Deinococcus radiodurans)는 방사능 폐기물에서도 살아가는 지구상에서 가장 강인한 박테리아이다.
박테리아들은 단체생활을 하는데 바이오필름(biofilm)을 형성하면서 서로 돕는다. 이와 같은 생물막은 여러 겹의 젤라틴 층을 만들어 지나친 건조나 과도한 열 또는 항생물질과 같은 독성물질의 공격으로부터 박테리아를 보호하는 역할을 한다. 이들은 주로 공동체를 형성해 안정적으로 생활하는데 서로의 능력을 결합시켜 공동의 이익을 이끌어 내는 특징을 가진다.
우리 몸에는 대략 1만종이 넘는 미생물이 서식하는데 모두 해로운 것은 아니며 해를 끼치는 미생물은 아주 적다. 미생물은 오랫동안 우리 몸과 중요한 관계를 맺으며 살아온 것이다.
북아프리카인은 장 질환인 이질이나 설사기가 있으면 낙타 똥을 조금 먹는데 그 이유는 낙타 똥에는 고초균(Bacillus)이 많이 들어있기 때문이다. 고초균은 사람의 장에 들어가면 그곳에 서식하는 유해 미생물을 사멸시키므로 이질을 유발하는 병원균 제거가 가능하다고 한다.
한편 생태계에는 동족의 똥을 먹는 동물이 매우 많다. 새끼 토끼는 어미 똥을 먹는데 새끼는 장내 핵심 미생물 군을 확보하려고 어미의 똥을 먹어 음식물을 소화시키는 능력을 확보하게 된다. 동물이 자기 종족뿐만 아니라 다른 개체의 똥을 먹는 것도 다양한 세균을 확보하기 위한 수단일 수도 있다.
2. 미생물의 종류
미생물에 대한 특징을 살펴보면 박테리아와 고세균(古細菌)은 외양이 비슷해도 두 집단이 속한 미생물은 유전적, 생화학적으로 완전히 다른 것으로 알려졌다.
그람염색은 특정한 박테리아에서만 색이 나타나는데, 색이 나타나는 박테리아를 그람양성균, 색이 나타나지 않으면 그람음성균으로 확정한다. 이 둘은 해부학적으로 구분되는데 모든 세포들은 세포막이라고 하는 조직적인 한 겹의 지질층으로 둘러싸여 있지만, 그람음성 박테리아는 외부 세포막을 하나 더 가지고 있다. 이 세포막은 그람음성 박테리아를 주변의 유독물질로부터 강력하게 보호해주게 되는데 이 박테리아들은 특정 항생제에 1,000배 이상의 저항성을 갖고 있는 것으로 알려졌다.
이중세포막 구조는 그람음성 박테리아에 독특한 능력을 부여하는데 이중세포막으로 인해 막 사이에 ‘원형질막 공간(periplasm)’이라는 소화공간 역할을 하는 부분이 생겨난다. 외막을 지나 원형질 막 공간으로 들어오는 큰 분자들을 여기서 세포막을 지나 세포에 양분이 될 수 있는 더 작은 분자로 소화된다.
염색에 차이가 있는 이유는 세포를 덮고 있는 층, 세포벽의 차이 때문이다. 그람양성 박테리아의 더 두껍고 화학적으로 복잡한 세포벽은 염색이 가능하지만, 더 얇은 그람 음성균의 세포벽은 염색되지 않는다. 그람음성 박테리아 중 하나인 남세균(藍細菌, cyanobacteria)은 광선이 있는 곳이라면 어디에나 존재하는데 이들이 자라고 번성하는데 필요한 것은 햇빛과 공기, 몇 가지 무기물만 있다면 생존이 가능할 정도로 생존력이 뛰어나다. 남세균은 지구의 진화에서 가장 핵심역할을 했는데 선조 진핵세포에게 사로 잡혔던 박테리아가 남세균이며 이 박테리아는 식물 안으로 들어가 광합성 능력을 물려주게 되고, 이 사건을 통해 지구상에는 식물계가 생겨나게 되었다. 그리고 남세균이 가진 광합성 능력의 부산물로 지구 대기에 산소가 생기게 되었으니 남조류라고도 불리는 남세균은 사실상 오늘날의 생명체로 가득한 지구를 만든 일등 공신이다.
1) 가장 오래된 세균, 고세균
고세균을 특별하게 만드는 놀라운 생화학적 특성 및 다른 성질들은 세포막의 화학적 구성은 다른 미생물의 세포막 구성과 근본적으로 다르며, 리보핵산을 만드는 핵심 효소의 구성도 다르다. 고세균에는 메탄가스를 만드는 세균인 메탄생성균이 포함된다. 소는 첫 번째 위에 메탄 생성균이 있어 메탄을 트림으로 배출하며, 일반 동물의 장에서는 메탄을 생성하여 방귀로 배출한다.
고세균은 생물계에서 생태적으로 강인하며 생존능력이 탁월한 것으로 알려져 있다. 몇몇은 물이 끓는 온도를 넘어서는 약 113℃에서도 번성하고, 어떤 것들은 포화 소금물 용액에서도 아무런 지장없이 살아간다. 어떤 세균들은 동물의 위장 같은 산성 환경(pH1)에서 발견되기도 한다. 그러나 고세균은 진정세균과 달리 사람이나 동식물에게 질병을 일으키는 것은 없다. 초기 지구와 비슷한 극한의 환경에서 고세균을 많이 찾을 수 있으므로 이들은 초기지구에 최초로 출현했던 세균으로 추정되고 있다.
2) 진핵생물
진핵생물에는 버섯, 곰팡이, 효모 등의 미생물이 포함되며 균류는 환경에서 중요한 역할을 하며 낙엽의 주요 분해자이다. 균류는 식물의 주요 병원체이지만 동물에게는 별로 피해를 주지 않으며 동물의 주요 병원체는 박테리아와 바이러스이다.
3) 바이러스
바이러스는 세포로 이루어지지 않으며 DNA나 RNA 중 하나의 서열에 저장된 유전정보를 단백질로 싸고 있는 덩어리에 불과하다. 박테리오파지(bacteriophage)는 늘 박테리아에 죽음만을 야기하는 적이 아니다. ‘유전자 전달’을 통하여 어떤 박테리아의 유전자 정보를 다음 세대의 박테리아로 전달하여 유전물질의 배달부 역할도 수행한다.
바이러스성 핵산이 세포에 들어가면, 즉 바이러스 숙주세포를 감염시키면 저장되어 있던 정보가 세포로 들어가 더 많은 바이러스를 만들어 낸다. 가끔은 숙주 세포를 파괴하거나 죽이기도 하고, 가끔은 숙주에 별 피해를 입히지 않은 채 머물기도 하지만 바이러스는 궁극적으로 기생생물이다.
바이러스 입자, 즉 바리온(varion)은 그 꼬리를 박테리아 세포 표면에 붙이고 세포 안으로 DNA를 주입하여 바리온의 DNA만이 세포 안으로 들어가고, 나머지 부분은 세포 표면에 빈 껍질처럼 밖에 남게 된다. 바이러스는 복제를 하기 위해 숙주세포를 감염시키고 나서 분해된다. 바리온 자체는 활동성이 없고 스스로 대사활동을 하지 못해 세포를 감염시키지 않고는 복제도 할 수 없다. 세포가 감염되고 초기 감염 후 20분 만에 파지 한 개가 200개로 증가한다.
3. 미생물의 성장과 공생
보통 박테리아는 이상적인 상태에서 세포가 두 개로 분열하는 과정을 단 15분 만에 완성한다.
영양분 획득은 영양분을 세포 안에 농축시킴으로서 영양분이 극히 적은 환경에서도 살아갈 수 있게 만든 것으로 에너지를 제조하는 공정이다. 영양분 처리는 원료를 획득하고 나면 영양분은 세포 안에서 화학반응을 일으키는데 필요한 물질로 전환시킨다. 새로운 세포를 만드는 데는 불과 12개의 대사전구체라는 유기화합물만이 필요할 정도의 간단한 과정으로 이루어진다.
몇몇 원핵생물은 독특한 세포벽을 만들기 위해 펩티도글리칸이 필요하다.
고분자 구성 물질을 만드는데 있어 인간과 달리 대장균은 아미노산 20개를 모두 만들 수 있는데 그것은 필요한 효소를 모두 다 갖고 있기 때문이다. 그러나 인간에게 이 효소는 여러 개가 빠져 있어 겨우 열 개의 아미노산만 만들 수 있기 때문에 다른 10개는 음식을 통해 섭취해 하는데 이것을 필수 아미노산이라고 부른다. 세포의 고분자는 주로 단백질, 핵산, 다당류와 지질이 포함된다.
고분자 합체 과정에서 세포는 여분의 에너지를 ATP라는 탁월한 화합물 형태로 저장하는데 세포 안에서 에너지는 그대로 ATP의 형태로 저장된다.
식물은 공기 중의 이산화탄소로부터 대사전구체를 만들고, 광합성을 통해 대사에너지를 얻게 되는데 빛과 물에서 대사에너지와 산소를 얻는다. 밤에는 낮 동안 축적한 유기영양분 일부를 사용하여 유기호흡을 하게 된다.
미생물에서 추출한 효소는 세척력을 높이기 위해 세탁용 세제에 많이 쓰이고 있다. 미생물에서 추출한 리파아제는 불용성 지방과 기름을 분해하여 수용성 분자로 만들어 기름얼룩을 제거하며, 프로테아제는 막대균이나 고초균(枯草菌, Bacillus subtilis), 바실러스 리케니포르미스(Bacillus licheniformis)에 속한 균에서 추출한 것들로 핏자국 같은 단백질을 수용성 단백질로 분해하여 씻어낸다. 누룩곰팡이, 아스페르길루스 니제르(Aspergillus niger)와 다른 균류에서 추출한 펙티나아제는 식물 벽을 구성하는 펙틴을 분해한다. 자일로스(xylose, 木糖)는 식물의 세포벽을 이루는 주요 요소인 헤미셀룰로오스의 구성성분으로 자연계에 풍부하여 포도당을 과당으로 바꾸는 미생물 효소가 자일로스를 또 다른 당분인 ‘자이울로스’로 전환시킨다.
미생물에게 동물의 내장은 세균의 생존에 적합한 매력적인 장소이다. 지독한 배설물의 냄새는 박테리아가 발효작업을 수행하면서 만들어 낸 부산물로서 전혀 더러운 것이 아니다.
흰개미는 장 내에 세균이 서식하면서 목질 등의 분해와 이를 통해 영양분을 생산하는데 항생제를 투입하면 개미의 세균총인 장내 플로라(flora)가 소멸되면서 개미집의 개미들과 낮선 개미들을 서로 구분하지 못하게 되어 동종교배를 하게 되는 것으로 알려져 있다.
한편 곤충 등은 같은 먹이를 먹으면서 접촉하는 무리는 서로의 미생물을 전달하게 되어 미생물 집단의 구성이 비슷해진다. 구성된 집단은 집단 특유의 냄새를 만드는데 이것이 ‘페로몬(pheromone)’이라는 화학물질로서 곤충 간 정보전달과 신호의 기능을 수행한다.
곤충의 먹이는 식물 수액, 혈액, 나무, 부식토 등이 전부일 뿐이지만 생존에 필요한 주요물질을 박테리아가 이들을 분해하여 먹이로 제공한 덕분에 아미노산 등 영양물질의 결핍 없이 생존할 수 있다.
인간에 비해 야생 원숭이는 훨씬 더 다양한 장내 미생물 가지는데 인간은 지방과 탄수화물이 많이 함유된 ‘정크푸드(junk food)’를 섭취하고, 항생제를 복용하면 장내 미생물 군체가 변화하게 된다. 그 결과 내장 벽이 엉성해져 병원성 박테리아가 쉽게 침투할 수 있는 환경이 조성된다.
곤충은 새끼에게 자신의 유전자를 물려주듯 대부분의 공생 박테리아도 물려준다. 인간을 비롯한 모든 동물들도 마찬가지이다.
동물 내장의 유산간균은 새끼의 몸속에서 병원체가 정착하지 못하도록 막는데, 어미의 질에서 유래하며 자신과 경쟁관계에 있는 박테리아 종을 억제하는 천연 항생물질(박테리오신)을 분비한다.
분만 후 어미의 젖에서 나오는 초유(初乳)에는 다량의 항체가 들어 있는데 초유를 먹은 연약한 새끼는 태어나 며칠 동안 생존에 필요한 보호를 받게 된다. 이 초유는 새끼보다는 장내 세균을 배양하기 위한 것으로 볼 수 있다. 생후 몇 개월 동안 숙주와 미생물 간의 건강한 공생을 위한 기반이 마련되지 않으면 숙주는 생존할 가능성이 아주 낮아진다. 이는 수중에서 양식되는 어류나 패류 등 양식생물도 마찬가지라고 할 수 있다.
녹색 이구아나 새끼가 흙을 먹는 것은 흙 속에 있는 미생물을 흡수함으로써 장 내 플로라를 얻고 보충하기 위한 것이고 나이 많은 동물이 배설한 똥을 먹기도 한다. 오래 생존한 동물의 배설물에 풍부하게 들어있는 미생물이 나뭇잎을 소화하는데 필요하기 때문이다.
어패류에서도 오래 키운 건강한 성어나 성패의 장에 존재하는 미생물들을 인공적으로 배양하여 어린 치어나 치패가 필요한 우량 미생물들을 제공해 줄 수 있다. 동족 미생물과의 만남과 접촉은 착한 미생물을 서로 교류하게 하고, 이런 미생물을 쉽게 얻을 수 있도록 작용을 한다.
장내 박테리아는 다양한 신경활성물질 생산한다. 세로토닌(serotonin), 감마 아미노산 등 주요 신경전달물질을 생산하는데, 숙주의 체내에 미생물에게 필요한 영양분이 충분하지 않으면 장내 박테리아는 독소를 분비하여 염증, 질환, 우울증, 통증을 일으키게 된다. 따라서 심하게 우는 아기의 내장에는 젖산균이 드물고, 대장균과 폐렴간균 등이 많다는 연구 결과가 있다.
식물과 미생물도 서로 도움을 주고받는다. 나무들은 미생물의 도움으로 공기 중 질소를 고정하여 뿌리로 흡수하여 생활하는데 미생물과 식물이 타협하여 공생관계를 유지한다. 식물은 공기 중 질소를 공급받는 대가로 미생물이 잘 살아갈 수 있는 환경과 필요한 영양분을 제공한다.
콩과식물의 뿌리 혹 박테리아들을 ‘식물생장촉진 뿌리 박테리아’라고 한다. 대표적인 미생물로는 Paenibacillus polymyxa 가 있는데 질소 고정은 물론 식물성장 호르몬, 병해충 방제, 천연 항생제 등 식물에게 유익한 물질을 생산하여 성장촉진과 면역기능 향상에 기여한다.
식물과 동물을 포함한 진핵생물의 ‘공진화(coevolution, 共進化)’는 미생물의 도움으로 이루어졌다. 지구상에 존재하는 모든 생물과 미생물은 공생관계를 형성하면서 서로 영향을 주며 진화해 나가는 공진화를 통하여 생존하고 발전되어왔다.
많은 원시적인 동물들도 미생물이 없었다면 먹이의 소화를 전혀 할 수 없어 생존할 수 없었을 것이다. 해면동물은 포배의 단계에서 발달이 멈춰 배엽이 형성되지 않은 무 배엽성 동물로서 진정한 조직은 없는 극히 원시적인 동물이다. 해면동물에는 남세균 서식하는데 숙주가 필요로 하는 에너지의 50% 이상을 공급하고, ‘동정세포(choanocyte, collar cell)’라는 미생물 집단이 섭식과 소화의 역할을 담당함으로써 공생을 통해 생존을 이루어 나간다.
해면동물은 약제로 가득한 보물 상자로서 에이즈 치료에 사용되는 항바이러스 성 ‘아지도티미딘(AZT, azidothymidine)’이 개발된 바 있다. 해면동물 속에 들어 있는 항균물질은 수중 박테리아는 죽이지만, 자신의 공생체인 세균은 죽이지 않는 선별적 항생제로 알려져 있다.
대부분 곤충의 장에도 세균이 공생하고 있으며 꿀벌의 내장에도 박테리아 집단 9종이 서식한다. 바퀴벌레에도 박테리아가 서식하는데 곤충 모두가 10∼100종의 특수박테리아를 가진다. 대다수 곤충들은 박테리아 종과의 긴밀한 결합을 통해 새로운 영양원을 확보하며 일벌의 경우 항생제를 투여하면 세균이 만드는 영양분을 섭취하지 못해 모두 사멸하게 된다.
초식동물은 잡초의 세포벽과 나무의 난분해성 섬유소를 분해할 수 없어 영양분을 공급하지 못하지만 장내 미생물로 인해 필요한 에너지를 얻을 수 있다. 초식동물의 반추위에 사는 플로라의 절반은 원생동물인 섬모충류, 다른 절반은 약 200종에 달하는 박테리아로서 원생동물은 박테리아를 잡아먹음으로서 박테리아의 개체수를 조절하는데 아프리카 초원의 초식동물의 개체수를 조절하는 사자 등과 같은 최종 소비자의 역할을 수행한다.
흰개미가 섭취하는 것은 나무의 섬유소로서 내장에서는 강한 혐기성 편모충인 원생동물 발견되었는데, 이들은 향후 섬유소를 분해하여 에너지원으로 사용하는 바이오 연료 생산에 중요한 역할을 할 것으로 기대된다. 흰개미의 내장에 기생하는 수많은 박테리아와 아케아(고세균, Achaebacteria) 군집은 흰개미를 위해 영양분을 생산하고 있으며, 박테리아가 없다면 박테리아를 먹고 사는 원생동물은 물론 흰개미도 생존하지 못하게 된다.
박테리아는 식물에도 모든 부위에 서식하는데 식물 내부에도 서식하는 것으로 보고되고 있으며, 식물은 공생 박테리아가 생산한 식물호르몬의 도움을 받아서 성장하고 벌레를 퇴치하는 무기인 피톤치드(phytoncide)와 같은 방향성 물질을 분비하기도 한다.
4. 생존의 필수적 존재, 미생물
만약에 미생물이 존재하지 않았다면 초식동물은 굶어 죽는다. 왜냐하면 장내 미생물이 없으면 섬유질을 분해할 수 없어 영양분을 공급받지 못했을 것이기 때문이다. 또한 귀찮기만 한 존재인 흰개미와 같은 곤충이 사라진다면 이들을 통해 단백질을 섭취하는 동물은 사라지게 될 것이며 우리 생태계의 한축이 붕괴될 것이다. 이렇듯 징그럽기만 하다고 여겨지는 곤충은 동물들에게 훌륭한 단백질 공급원이면서 식물을 분해하는 중요한 역할도 수행하는 소중한 존재들이다. 곤충에게 세균이 없었다면 먹이에 결핍된 영양소를 보충할 수 없으므로 진딧물, 매미 등 식물의 수액만을 빨아먹는 곤충은 모두 멸종하게 되었을 것이다.
현미경적인 와편모조류와 다양한 세균에 절대적으로 의존하는 원시적인 동물인 산호는 세균이 존재하지 않는다면 영양섭취가 어려워져 사멸하게 되는데 해양의 적조를 발생시키는 원인도 세균과 밀접한 관계를 있을 것으로 추정되고 있다.
미생물이 없었다면 인간사회는 쓰레기가 산더미처럼 쌓이고 가축사육이 불가능했을 것이며 질소를 공급하는 미생물이 없었다면 농작물 재배가 심각한 타격을 받아 지구는 비참한 기아상태를 맞이하게 되었을 것이다. 결국 미생물이 사라지면 지구 생태계의 먹이사슬은 최종적으로 붕괴되고 결국 인간마저도 생존할 수 없는 세상이 될 것이다.
미생물은 미완성 상태인 생물체를 완성시키는데 결정적인 역할을 한다.
최근 실험동물로 많이 쓰이는 제브라 피시(zebrafish) 등 특정 어류들을 무균상태로 사육하면 생존은 하지만 매우 허약한 상태가 되는데 세균을 보충해 주어야만 정상적으로 성장할 수 있다. 장내 미생물이 없다면 소화관이 발달하지 않고 융모가 짧아지며, 내벽에 균열이 생기며, 혈관망이 엉성해지며, 장 표면의 복구가 느리게 된다. 이것은 정상 미생물총을 보충하여 해결될 수 있으므로 세균의 존재가 얼마나 중요한지 알 수 있다.
무균동물은 야생 환경에서는 당장 죽지는 않더라도 오래 살 수는 없고 미생물과 함께 살아가야만 훨씬 더 건강하고 튼튼하게 자랄 수 있을 것이다.
공생이란 자신의 주요 기능 중 일부를 다른 종에게 아웃소싱을 주는 것이다. 동물이 지구상에 처음 등장했을 때 이미 미생물은 수십억 년 동안 꾸준한 진화를 통해 발전하고 번식해 오면서 원주민으로서 지구를 지배하고 있었던 것이다.
해면동물은 깃편모조류(Choanoflagellata)의 다세포 군집이라 할 수 있는데, 이 깃편모조류에 공생하는 한 종의 세균에 의해 깃편모조류의 로제트(rosette, 다세포 군집)를 복구한다고 알려져 있다. 그 요인은 세균이 분비하는 ‘지질 유사분자’로 알려지고 있다.
일부 패류의 부착기 유생들은 부착기질 표면에 붙어 세균과 접촉하면서 부착과 변태를 하게되며 홍합, 따개비, 멍게, 산호, 굴 등은 바이오필름의 차이가 부착여부를 결정하게 된다고 한다. 바이오 필름은 고형표면이 존재하는데, 미생물 생존에 필요한 충분한 영양소를 함유하여 미생물의 생존력을 높여주는 보호막의 역할을 한다. 해양의 균괴(菌塊) 또는 Detritus(유기퇴적물)도 일종의 바이오필름으로서 초기 어패류 유생이나 치어에게 초유(初乳)와 같은 귀중한 역할을 하게 된다.
많은 동물의 취선에는 세균이 존재하는데 세균은 지방과 단백질을 발효 분해하여 페로몬과 같은 냄새분자를 형성한다. 이집트 땅 메뚜기의 장내 미생물은 페로몬의 일부를 만들어 의사전달을 함으로써 메뚜기 떼를 형성케 한다고 한다. 격렬한 스포츠인 미식축구를 하는 두 팀의 선수들은 경기하는 동안 피부미생물을 공유하여 일시적으로 같아지기도 한다고 한다.
부모와 자녀가 같은 공간에 생활하다보면 미생물이 자연스럽게 전달되어 시어머니와 며느리 혹은 딸이 같은 종류의 세균을 공유하게 된다. 음식의 ‘손맛의 비밀’은 알고 보면 집안 대대로 내려오는 특정 미생물이 만드는 맛이라고 할 수 있다. 타인과 악수하면 그에게서 받은 미생물을 또 다른 타인에게 전달하게 되는데 우리는 부지불식 간에 공기처럼 느끼지 못하는 가운데 세균과 자연스럽게 접촉하고 있으며 모든 사회생활이나 가정생활도 알고 보면 상호간에 균을 주고받는 관계로 형성되어 있다.
강장동물, 히드라는 피부나 껍데기도 없고 보호막이 전혀 없어 취약한 환경에 노출된 엉성한 상피조직에 불과한데도 세균들의 감염에 시달리지 않는 이유는 이들이 독특한 고유 미생물 군집을 보유하여 외피를 보호하고 있기 때문이다.