인간 턱의 기원 밝혀주는 고대 유악어류 4종 중국 남부서 발굴

中연구진 '네이처'에 논문 4편 발표, 유악류 진화사 공백 메워

약 4억1천900만 년 전부터 6천만 년간 이어진 고생대의 네 번째 지질시대인 데본기는 ‘어류의 시대’로 불릴 만큼 턱을 가진 유악어류가 폭발적으로 늘어난다.

턱이 없는 고대 무악어류는 물론 판피류로 불리는 초기 유악어류, 연골어류와 경골어류의 조상 등 다양한 화석이 발굴됐는데, 그 이전 지질시대인 실루리아기에 턱의 출발점이 된 유악류의 조상이 출현했을 것으로 추정돼왔다.

하지만 화석 증거가 불충분해 인간을 비롯해 현대 척추동물의 99.8%를 차지하는 유악류의 진화사를 재구성하는 것이 어렵던 상황에서 중국 연구진이 실루리아 초기 지층에서 가장 오래된 유악어류 4종의 화석을 발견해 진화사 공백을 메울 수 있게 됐다.

중국과학원과 외신 등에 따르면 과학원 산하 ‘척추고생물학·고인류학연구소'(IVPP)의 척추고생물학자인 주민 교수가 이끄는 연구팀은 중국 남부의 4억3천600만년 전과 4억3천900만년 전 지층에서 각각 두 종씩 발견한 고대 유악어류를 분석한 결과를 과학 저널 ‘네이처'(Nature)에 네 편의 논문으로 발표했다.

지금까지 가장 오래된 유악류 화석은 약 4억2천500만 년 전 어류였다.

중국 남서부 충칭 인근의 4억3천600만년 전 지층에서는 ‘시우샤노스테우스 미라빌리스'(Xiushanosteus mirabilis)라고 명명한 약 3㎝ 길이의 유악어류 20여 마리의 화석이 발굴됐다. 판피류라는 갑주(甲胄)어류의 일부로 앞 절반이 둥근 골판으로 덮여있고 뒷부분은 어류의 꼬리 형태를 갖추고 있다.

같은 지층에서 발견된 비슷한 크기의 상어 근연종인 ‘셰나칸투스 베르미포르미스'(Shenacanthus vermiformis)는 어깨 부위가 골판으로 덮였는데, 현대 상어 종과는 달리 이빨이 없는 약한 턱을 가져 작은 먹잇감만 사냥한 것으로 추정됐다.

구이저우성 스첸현의 4억3천900만년 전 지층에서는 ‘키아노두스 두플리키스'(Qianodus duplicis)와 ‘판징샤니아 레노바타'(Fanjingshania renovata) 등 두 종의 상어 근연종 유악어류가 발굴됐다. 각각 10㎝와 15㎝에 불과하지만 상어의 가장 오래된 조상으로 분석됐다.

특히 키아노두스는 이빨을 가진 가장 오래된 척추동물 화석으로 기록됐다.

판징샤니아는 외부의 골판과 함께 등판의 지느러미를 두 개나 가진 것으로 확인됐다.

어류는 약 5억2천만년 전에 처음 출현했지만, 초기 어류는 칠성장어나 먹장어처럼 턱이 없었다.

새로 발굴된 유악어류가 살던 시기에는 약 2.5m에 달하는 바다 전갈이 가장 큰 포식자 역할을 하던 때로 턱의 발달은 유악어류가 바다를 지배하고 더 나아가 양서류와 파충류, 조류, 포유류 등으로 분화하고 진화하는 출발점이 된 것으로 여겨지고 있다. 진화적 혁신 중 하나였던 셈이다.

주 교수는 “유악류의 기본적인 몸 구조(body plan)는 인간이 가진 거의 모든 장기의 기원이 최초의 유악어류로 거슬러 올라가는 것처럼 출현 직후에 설정됐다”면서 “이는 기원을 추적하고 되짚어가는 것이 중요한 이유”라고 설명했다.

논문 공동저자인 스웨덴 웁살라대학의 페르 알베르그는 “턱은 척추동물이 처음으로 능동적인 사냥꾼이 되는 것을 허용했다는 점에서 중요하다”고 강조하면서 “하지만 턱의 출현이 진화 시점에서는 척추동물 몸 구조 변화에서 작은 부분에 불과했다는 점도 이해해야 한다”고 덧붙였다.

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