가시상어, 생명체에게 '턱'을 주다

 

여러분, 꼼장어라는 거 먹어보셨나요.

꿈틀꿈틀 징그럽죠. 정식명칭은 먹장어지요. 그럼 아나고는요? 그것은 갯장어입니다.

 

이 둘은 둘 다 장어라고 불리지만, 사실 엄청나게 다른 생물입니다. 꼼장어는 무악류입니다. 턱이 없는 어류죠. 그런데 아나고는 턱이 있습니다. 꼼장어가 훨씬 더 원시적인 어류입니다. 이렇듯 턱이 있고 없고에 따라서 생명체의 진화 시계는 엄청난 차이가 있습니다.

 

자, 이 점을 염두에 두고, 이 턱이 있는 어류가 출현한 시기를 특정하는 것이 얼마나 중요한 일인지, 한번 알아보도록 합시다. 기사를 함께 보시겠습니다.

 

아래 위로 이가 달린 턱은 사람을 포함해서 척추동물의 무려 99.8%가 공유하는 형질입니다. 

그렇다면 어떤 생물이 최초의 턱 달린 생물이었을까요. 드디어 그 시원을 알 수 있는 화석을 찾았다고 합니다.

중국에서 고생대 실루리아기 초 화석을 분석한 결과, 지금은 멸종한 '가시 상어'일 가능성이 제시되었습니다. 아주 완벽한 상태로 발견되었다고 하네요.

 

 

아시다시피, 최초의 척추동물은 어류였습니다. 고생대 데본기(4억 2000만년~3억 6000만년 전)에는 머리에 갑옷 같은 뼈를 두른 다양한 고대 물고기가 살았습니다. 가히 물고기의 시대였죠.

 

이때 물고기가 폭발적으로 다양해졌으니, 그 기원은 더 오래 전일 것입니다. 분자생물학에서 DNA를 통해 계산한 턱 달린 척추동물의 기원 시기는 약 4억 5천만년 전입니다. 그러나 이 화석의 발견으로 인해서 그 시기가 더 앞당겨지게 되었습니다.

중국 과학아카데미 척추동물 고생물학 연구소는 "중국 남부 충칭과 귀저우에서 예외적으로 잘 보존된 실루리아기 초 물고기 화석 산지 2곳을 발견해 진화의 역사를 다시 쓰게 됐다"고 29일 밝혔습니다. 이날 과학저널 '네이처'에 4편의 논문으로 발표한 결과 턱 달린 물고기는 이미 4억 4천만 년 전 이미 번성하고 있었음이 분명해졌습니다.

4억 3900만년 전 귀저우 지층에서 발견된 고대 상어인 판징샤니아 레노바타는 지금까지 알려진 턱이 있는 가장 오래된 물고기보다 1500만년이나 앞서는 것으로 밝혀졌습니다. 한마디로, 턱이 있는 물고기가 생각보다 엄청 일찍 출현한 것이지요.

이 화석을 보면, 몸에는 여러 개의 지느러미가 가시처럼 돋아있고 지느러미를 뼈 갑옷으로 둘러싼 물고기였습니다.

 

연구진은 보도자료에서 "판징샤니아는 몸의 해부구조가 밝혀진 가장 오래 된 턱 달린 물고기"라며 "이로부터 척추동물의 중요한 진화인 턱, 감각계, 쌍으로 이뤄진 다리가 어떻게 진화하는지 알 수 있다"고 말했습니다.

 

이번 발견은 매우 중요한 발견입니다. 왜냐하면, 초기 척추동물의 진화 시기를 다시 쓸 수 있는 자료이기 때문입니다. 연구에 참여한 이반 샌섬 버밍햄대 박사는 "턱없는 조상에서 턱 달린 물고기가 출현하는 기간이 알려진 것보다 훨씬 압축됐음을 가리킨다"며 "초기 척추동물의 진화 속도를 다시 계산해야 할 것"이라고 말했습니다.

자, 그리고 또 하나 중요한 화석을 소개해 드리겠습니다.

4억 3600만년 전 지층에서 발견된 턱 없는 담수어의 화석은 이번에는 팔 다리의 진화 기원을 알 수 있는 흔적을 보여주었습니다. 투지아아스피스 비비두스로 이름 지어진 이 물고기는 큰 두개골에서 양쪽으로 두 개의 지느러미가 뻗쳐 있는데요. 이 지느러미는 팔과 다리의 원시적인 형태라고 합니다.

바로 저런 물고기의 다리로부터, 양서류, 파충류를 거쳐 지금 이렇게 타이핑하고 있는 인간의 손으로 진화를 한 것이죠.

참 기적과 같습니다.

 

이제까지 척추동물에서 가슴과 배지느러미가 각각 팔과 다리로 진화한 것으로 추정되었는데요. 바로 이 화석이 그 증거를 제시했다고 연구자들은 밝혔습니다. 시뮬레이션으로 실험한 결과 지느러미가 달린 이 고대 물고기의 지느러미 두개골은 근육의 도움 없이도 떠오르는 힘을 제공했다고 합니다.

 

연구에 참여한 조지프 키팅 박사는, "이 고대 물고기의 양쪽 지느러미는 나중에 배와 가슴 부위로 분리되었고 마침내 근육과 골격의 도움으로 더 잘 헤엄칠 수 있었다"며 "투지아아스피스가 이룬 진화적 혁신은 나중에 새, 고래, 박쥐, 사람 같은 다양한 동물이 이동하는 근거가 됐다" 고 말했습니다.

참 이렇게 진화란 너무나 신기하네요. 우리 인류도 턱을 가지고 있죠. 턱을 가진 어류의 등장이 없었으면, 우리 인간과 같은 해부학적 구조도 불가능했을 것입니다.

이 전 우주적인 기적을 한번 생각해 보시기 바랍니다. 가슴이 벅차올 것입니다^^