질소비료 발명과 비만 당뇨의 폭발

비만 당뇨의 근본적인 원인은 과잉 영양입니다.  수렵 채집 시절에는 아마 비만 당뇨가 없었을 겁니다. 그 당시에는 수렵에 의한 육식, 채집에 의한 식물의 전분, 여름에나 얻을 수 있는 과일로부터의 과당 정도가 생존에 유일한 영양소였습니다. 오로지 오늘내일의 식량이 생존의 필수였던 시절입니다. 직접 몸을 움직여서 먹을 것을 얻을 수밖에 없었을 테니 몸에 지방이 남아날 리 없고 늘 움직여야 했던 근육이 먹지 않고 남길 혈당도 별로 그렇게 남아 있지 않았을 겁니다. 

영양분 4대 원소, 탄소, 산소, 수소, 질소

탄수화물,최소단위 단당류	단백질, 최소단위 아미노산	지방, 최소단위 지방산
Cn(H2O)n	H2N-CH(R)-COOH	CH3 (CH2)nCOOH CH3(CH2)nCH=CH(CH2)nCOOH

실제로 3대 영양소인 탄수화물, 단백질, 지방의 가장 작은 단위를 살펴보면 결국 탄소, 산소, 수소, 질소입니다.  식물은 모든 생명의 에너지 원천을 만듭니다. 바로 태양과 공기, 물만으로 말이죠. 식물이 광합성으로 얻은 에너지로 공기중 이산화탄소 호흡 중 탄소를 잡아내서 전분 등의 탄수화물을 만듭니다. 이 것을 섭취한 동물은 산소 호흡으로 탄수화물을 이용해 에너지를 만들고 나머지를 저장합니다.  하지만 단백질의 필수 원소인 질소는 식물 스스로 잡아내지 못합니다. 지구 대기중에 산소보다 더 많은 질소지만,  이것을 식물이 잡아내기 위해서는 누군가 이 질소가스를 암모니아 형태로 공급해줘야 합니다. 그 누군가가 누구이냐? 바로 미생물 아니면 동물입니다.  식물은 뿌리에 기생하는 미생물이 질소가스를 암모니아로 변환해 주면 그것을 이용할 수 있습니다. 또는 동물이 옆에 와서 분변을 뿌려줄 때 거기에서 나온 암모니아를 이용할 수 있습니다. 즉 이렇게 해야만 영양분으로 전환 가능한, 즉 단백질에 들어갈 수 있는 질소를 포집해서 아미노산을 만들 재료로 활용합니다.

단백질의 최초 원료, 공기 중 질소 가스

신석기 시대 이후로 농경을 할 수 있게 된 계기는 무엇이었을지 모르겠으나, 여하튼 수렵생활과 달리 농경생활은 보다 안정적인 식량 공급을 가능하게 했습니다. 이로써 인간은 좀 더 에너지 효율이 좋은 탄수화물을 더 많이 섭취할 수 있게 되었지만, 그래도 인간역사를 통틀어 배고픔의 역사는 지속되었습니다.   농작물이 풍년을 이루려면 생육이 좋아야 하는데, 식물이 햇빛만 보고 물만 먹어도 잘 자라는 것 같지만 사실 암모니아가 많은 비옥한 토양이 뒷받침돼야 했던 것입니다.  식물은 아직도 질소가스를 활용할 만큼 진화가 이루어지지 않았기 때문이죠.  따라서 인간이나 동물의 분변 같은 것으로 인위적으로 암모니아를 공급해줘야 했습니다.  아니면 땅을 한 시즌 두 시즌 놀려서 동물분변 대신 토양 내 미생물에게 맡기는 방법을 써왔습니다. 미생물이 자생해서 토양에 암모니아를 공급하도록 기다렸던 것입니다. 그러니 식량이 풍부하지는 않았던 것이겠지요. 

https://www.khanacademy.org/science/biology/ecology/biogeochemical-cycles/a/the-nitrogen-cycle,  Image credit: modified from  Nitrogen cycle  by Johann Dréo ( CC BY-SA 3.0 ); the modified image is licensed under a  CC BY-SA 3.0  license,

질소비료의 발명과 비만 역사의 시작 

그러나 19세기 중반에  대량의 질소 공급책이 알려졌는데,  페루나 칠레 등 남미의 바닷새 배설물로 생성된 구아노( 해조분(海鳥糞), 조분석(鳥糞石) 였습니다. 여기에는 인산, 질소 등이 풍부해서 유럽에서는 이를 대량 수입하여 농작물 수확량에 큰 덕을 보았다고 합니다.  더군다나 질소 함유량이 많아 폭약 제조로도 많이 쓰였는데, 1차 대전이 일어나서 이 공급원이 끊기는 바람에 독일에서는 아예 공기 중의 질소를 포집해서 암모니아를 만드는 기술을 개발했고 (하버 보슈법:  독일 화학자 프리츠 하버와 칼 보슈가 개발해 낸 공기 중 질소가스 로부터의 암모니아 합성방법), 이로 인해 질소 비료가 대량 공급되는 계기가 되어 전 세계적으로 식량증대가 이루어지면서 기아가 해결되고, 점차 영양도 과잉되는 현상이 생기기 시작하게 되었다고 합니다. 최근에도 러시아 우크라이나 전쟁 때문에 우크라이나에서 공급되던 질소비료가 공급이 달려서 아예 새똥을 구해다가 비료로 쓰려는 농부들도 있다고 합니다.

구아노(결국 새똥)로 뒤덮힌 바위섬

구아노 산지, 페루의 친차(Chincha)섬. 위키피디아

이러한 시대의 변화와 함께 사탕수수를 통한 단순당 공급도 증가했고,  아마도 이런 모든 현상들이 인간의 비만과 당뇨 걱정거리를 만들게 한 배경이었을 것입니다.