얼마 전 필리핀에서 화산이 폭발했다. 화산이 폭발하면 분출되는 화산재가 하늘을 가려 암흑천지가 된다. 지구에서 5번의 생명체 대멸종이 있었는데, 최악의 화산 폭발 때문인 것으로 알려져 있다. 특히 생물종 90%가 사라진 페름기 대멸종은 약 2억 5200만년 전 엄청난 넓이의 시베리아에서 용암이 분출되고 화산재가 광범위하게 퍼지면서 발생한 일이다. 화산재가 빛을 차단했고 그로 인해 식물의 광합성이 불가능해졌기 때문이다.사람은 다른 생물을 먹어야 살 수 있다. 사람은 육식동물, 초식동물, 식물 등 어떤 것이든 먹는다. 육식동물은 초식동물을 먹고 초식동물은 식물을 먹는다. 결국 인간은 식물로부터 에너지를 얻는 것이다. 그런데 식물은 빛에서 에너지를 얻는다. 다시 말해 식물이 빛에너지를 이용해 다른 생물들이 먹을 수 있는 화학에너지로 전환되기 때문에 사람을 포함한 지구상의 거의 모든 생물이 살아갈 수 있는 것이다.

식물이 얻는 빛에너지는 지구에 도달하는 태양에너지에서 얻는다. 지구에 도착한 태양에너지는 대부분 반사돼 우주로 나가거나 땅, 바다, 대기에 흡수돼 열로 전환된다. 그리고 남은 1%만 광합성에 의해 화학에너지로 바뀌는 것이다. 이 양은 지구상의 거의 모든 생물을 먹여 살리기에 충분하다. 식물의 광합성 색소들은 녹색을 제외한 모든 가시광선과 약간의 자외선을 흡수해 사용한다. 식물이 녹색으로 보이는 것도 광합성 색소들이 녹색을 흡수하지 못하기 때문이다. 가을이 되면 녹색을 띠는 광합성 색소들이 분해돼 녹색에 가려 있던 노랑, 빨강 등의 색이 노출되면서 잎의 색이 달라진다.

우리가 무지갯빛 가시광선을 볼 수 있듯 생물에 따라 볼 수 있는 빛의 파장은 다르다. 벌이 볼 수 있는 빛은 자외선을 포함하는 더 짧은 파장이고 새들은 빨간색 쪽으로 치우친 긴 파장의 빛을 더 잘 본다. 빛의 파장이 짧을수록 에너지가 크다. 세균을 죽이는 살균기가 짧은 파장의 자외선을 사용하는 이유다. 그렇기 때문에 자외선램프가 위에 달려 있는 살균기에서 컵을 뒤집어 놓거나 겹쳐 놓거나 옆으로 뉘어 놓으면 멸균 효과를 기대할 수 없다.

식물은 안테나처럼 빛에너지를 많은 색소로 받아들여 엽록소에 전달한다. 우리가 흔히 광합성이라고 부르는 것은 빛에너지를 이용해 화학에너지인 ATP와 NADPH2를 만들고 부산물로 산소를 만든다. ATP와 NADPH2는 또 다른 화학에너지인 당을 합성하는 데 쓰이고 산소는 우리의 호흡 재료로 사용된다.

최초의 광합성은 세균들에 의해 수행됐다. 육지가 거의 없던 초창기 지구에서부터 이 세균들은 광합성을 통해 산소를 늘렸고 물속에서 만들어진 산소는 철을 산화시키고 물속에 퍼지다가 급기야 대기로 확산된 것이다. 약 27억년 전부터 22억년 전까지 산소가 전무했던 대기는 그 덕분에 산소가 2% 정도로 늘어났고 이후 약 6억년 전부터 식물성 플랑크톤, 식물들의 진화로 대기 중 산소 농도는 현재와 같은 20%까지 늘어나 푸른 지구를 가능케 했다.

종종 브라질의 아마존 숲이 훼손되고 있다는 소식을 들을 수 있다. 아마존 숲이 훼손된다는 것은 인간이 이용할 수 있는 화학에너지가 그만큼 사라졌다는 것이다. 자연, 특히 식물의 감소를 막고 보호해야 하는 이유는 우리가 생존하는 데 절대적인 먹거리와 산소가 직결돼 있기 때문임을 잊지 말아야 한다.