플랑크톤 관찰

연못물 10 L를 플랑크톤 그물로 걸러 10 mL로 진하게 모았다. 이 가운데 0.10 mL를 슬라이드에 올려 현미경으로 보니 길쭉한 돌말이 46마리 보였다. 접안렌즈 안의 눈금자로 재니 돌말 하나가 24칸에 걸쳤다. 그런데 이 눈금 한 칸이 실제로 몇 μm인지는 대물렌즈의 배율에 따라 다르다고 한다. 돌말의 실제 길이는 얼마일까? 그리고 처음 연못물 1 L에는 돌말이 몇 마리 있었을까?

1.1.1눈금을 실제 길이로 바꾸기

접안렌즈 안에 넣은 접안 마이크로미터는 상과 함께 확대되지 않고 늘 같은 크기로 보인다. 그래서 대물렌즈를 바꾸면 한 칸이 가리키는 실제 길이가 달라진다. 이 길이를 정하려면 받침대에 한 칸이 정확히 10 μm인 대물 마이크로미터를 놓고, 두 눈금이 겹치는 곳을 찾는다. 접안 40칸이 대물 10칸, 곧 100 μm와 겹치면 접안 한 칸은 2.5 μm이다. 이 값은 그 대물렌즈를 쓸 때만 맞으므로, 배율마다 따로 정해 두어야 한다.

배율을 높이면 같은 물체가 더 많은 접안 칸에 걸치므로 한 칸의 길이는 작아진다. 대물렌즈 10배에서 한 칸이 10 μm였다면 40배에서는 약 2.5 μm이다. 돌말처럼 작은 생물은 높은 배율에서 재야 칸 수가 많아 상대 오차가 작다. 반으로 갈라진 칸을 어림하는 오차가 0.5칸이면, 24칸을 잴 때 약 2%이다.¹

1.1.2세어서 전체를 어림하기

연못의 플랑크톤은 아주 묽게 퍼져 있어서 물 한 방울에서는 거의 보이지 않는다. 그래서 많은 양의 물을 그물로 걸러 진하게 모은 뒤 일부만 센다. 센 수는 세어 본 부피에 대한 것이므로, 진하게 모은 전체 부피로 늘리고, 다시 처음 거른 물의 부피로 나누어 1 L당의 수로 바꾼다. 한 번만 세면 플랑크톤이 고르게 섞이지 않아 결과가 흔들리므로, 잘 흔든 뒤 여러 번 덜어 세어 평균을 낸다.

1.1.3예제 풀이

접안 한 칸은 \(10 \times 10\ \mu\mathrm{m} / 40 = 2.5\) μm이므로 돌말의 길이는 \(24 \times 2.5 = 60\) μm이다. 10배 대물렌즈에서는 배율이 4분의 1이어서 한 칸이 약 10 μm이므로, 같은 돌말은 6칸에 걸친다. 칸 수가 적어 0.5칸의 어림 오차가 8%가 되므로, 높은 배율에서 재는 편이 정확하다.

0.10 mL에 46마리이면 농축액 10 mL에는 \(46 \times 100 = 4600\)마리가 있다. 이것이 연못물 10 L에서 모은 것이므로 1 L당 460마리이다. 세 번 덜어 세어 46, 39, 52마리를 얻었다면 평균 45.7마리로 1 L당 약 460마리이고, 흩어짐이 15% 안팎임을 함께 적는다. 즉 현미경 관찰은 눈금을 보정해 크기를 재고, 부분을 세어 전체를 어림하는 두 가지 셈으로 정량적인 결과가 된다.

아래 탐구 카드에서 연못물의 플랑크톤을 관찰하여 크기를 재고, 물 1 L당 개체 수를 어림해 보자.

1. 돌말은 규산으로 된 유리 같은 껍데기를 가진 조류이다. 바다와 민물의 돌말은 지구 전체 광합성의 약 5분의 1을 맡는 것으로 어림되며, 껍데기의 무늬가 아주 정교하여 예전에는 현미경 렌즈의 성능을 시험하는 데 쓰였다.