지금으로부터 약 6600만 년 전 거대한 소행성이 멕시코 유카탄에 충돌하면서 현재 남아메리카 열대우림을 변화시켰다는 연구 결과가 사이언스지에 발표됐다. ⓒ게티이미지뱅크
지금으로부터 약 6,600만 년 전, 지구로 접근한 소행성은 멕시코 유카탄 반도를 강타했다. ‘칙술루브(Chicxulub) 충돌구’를 만든 이 사건으로 공룡 대부분이 멸종하고, 지구 식물과 동물 70% 이상이 사라졌다. 백악기와 신생대 제3기인 팔레오세 사이에 일어난 이 사건을 ‘K-Pg(백악기-팔레오세) 멸종’이라 부른다.
최근 남아메리카 열대우림 탄생에 관한 해석이 제기됐다. 파나미 스미소니언 열대연구소 고생물학자인 카를로스 자라밀로 박사 연구진은 “백악기 남아메리카 숲은 칙술루브 충돌로 지금의 열대우림으로 바뀌게 되었다”라고 밝혔다.
연구진은 칙술루브 충돌 지점에서 남쪽으로 약 1,500km 떨어진 곳에서 콜롬비아 K-Pg 경계에 걸친 꽃가루 화석 5만개와 잎 화석 6,000개를 분석했다. 그리고 혜성 충돌 전후인 백악기 후기 마스트리히트세(Maastrichtian, 7,450만~6,640만 년 전)와 팔레오세(Paleocene Epoch, 6,500만~5,500만 년 전) 식물상을 비교 해석했다. 이 연구는 국제학술지 사이언스(Science) 2일자에 게재됐다.
충돌 전후 캐노피 구성하는 식물상 변화
칙술루브 충돌 전후의 남아메리카는 두시기 모두 덥고 습한 기후였다. 하지만 식물상과 숲 형태는 차이를 보였다. 당시 화분과 나뭇잎 화석기록에 따르면 백악기 말에 속씨식물이 서식했지만, 숲을 구성하는 주요 식물은 겉씨식물과 양치류였다.
지금으로부터 5800만~6000만 년 전으로 추정되는 팔레오세 대극과(spurge) 계통의 잎 화석. ⓒMonica Carvlho, STRI(stri.si.edu)
특히, 침엽수가 많아 빛을 이용할 수 있는 캐노피(Canopy, 숲 나뭇가지들이 지붕 모양으로 우거진 상태) 밀도가 낮았다. 화석기록에 따르면 카우리 소나무(학명 Agathis australis), 남양삼나무과(Araucariaceae) 계통의 침엽수가 주요 수종을 이뤘다.
하지만 K-Pg 멸종 이후 숲을 대표하던 침엽수는 사라지고 꽃 피는 속씨식물이 그 자리를 대신했다. 잎 넓은 상록활엽수와 관목, 초본 식물 등이 크게 번식하고, 그늘이 생기면서 여러 형태의 음지 및 반음지 식물이 자리 잡았다. 연구진은 현대 열대우림처럼 다양한 식물이 계층화된 분포가 발생한 것으로 추정했다.
숲의 구성원은 바뀌었지만, 다양성을 회복하는 데는 오랜 시간이 걸렸다. 자라밀로 박사는 “충격 후 1,000만 년 동안은 회복되지 못했다”고 말했다. 멸종의 여파를 짐작할 만하다.
공룡‧침엽수 멸종, 토양 비옥화 등…현대 열대우림 탄생 요인
침엽수가 주를 이뤘던 숲이 어떻게 단 한 번의 소행성 충돌로 현재의 열대우림으로 바뀌게 됐을까. 연구진은 꽃가루와 잎의 증거를 바탕으로 세 가지 가설로 설명했다.
현재 콜롬비아 열대우림. 연구진은 공룡멸종, 침엽수 소멸, 토양성분 변화 등이 지금의 열대우림으로 바뀌게 된 요인이라고 해석했다. ⓒ게티이미지뱅크
우선 공룡 멸종이 원인이라는 점이다. 백악기 말에는 대부분 초식성이었던 공룡이 숲을 밟거나 나뭇잎과 가지 등을 섭취하면서 식물의 서식지를 교란, 캐노피 밀도를 낮췄다. 캐노피 밀도가 낮으니 식물 간 햇빛에 관한 부족함은 없었을 것이다. 하지만 캐노피 밀도를 방해하던 공룡이 사라지면서 식물들 사이에는 ‘빛 경쟁’이 시작됐고, 다양한 빛 환경에 생존하는 식물이 출현했다는 해석이다.
또 토양 영양분에 변화가 일어났다는 가설이다. 칙술루브(Chicxulub) 충격으로 발생한 화산재는 토양에 인(P)을 제공했을 것이라는 점이다. 인은 식물 성장에 필수적인 성분으로 풍부한 토양 비옥도를 제공해 식물의 번식력을 높였다. 또 이 과정에서 질소를 고정하는 콩과식물의 번식을 견인하고 콩과식물 증가는 질소순환에 큰 영향을 미쳤을 것이다. 연구진은 K-Pg 경계의 고토양(Paleosol, 과거에 만들어져 현재까지 유지되어 온 토양) 분석과 동위원소 측정을 통해 알아냈다.
마지막 가설은 선택적 식물의 소멸과 관련이 있다. 백악기 말 주요 수종으로 추정되는 침엽수인 남양삼나무과 계통은 다양하지 않았지만, 당시 캐노피 환경을 구성하는 주요 수종이었다. 하지만 서식 범위가 좁아 멸종 충격에 취약했을 것이라는 점이다. 반면 배수체 빈도가 높은 속씨식물 계통은 멸종에 강한 저항성을 띠었고, 결국 K-Pg 멸종은 개화 식물에 유리하게 작용했을 것이라는 해석이다. 연구진은 이런 여러 가설이 현재 열대우림 구성에 복합적으로 작용했을 것이라고 설명했다.
공동 연구자인 모니카 카르발류 박사는 “열대우림 생태계는 급격한 교란으로 이뤄진 것이 아닌, 오랜 시간 생태계들이 교체되는 과정으로 여기까지 온 것”이라고 말했다.
(1163)
로그인후 이용 가능합니다.
울산과학기술원(UNIST)은 나사 풀림 위험을 감지하거나 내·외부 물리적 변형 요인을 구분할 수 있는 지능형 금속 부품을 개발했다고 26일 밝혔다. UNIST에 따르면 기계공학과 정임두 교수 연구팀은 3D 프린팅 적층제조기술과 인공지능 기술을 이용해 '인지 가능한 스테인리스 금속 부품'을 개발하는 데 성공했다. 또 인공지능 기술과 증강현실 융합기술로 금속 부품 단위의 디지털 트윈(Digital Twin)을 구현했다.
원자력발전소의 배기가스나 산업체·병원 등에서 유출될 수 있는 극위험물질 '방사성 요오드'를 고습 환경에서도 효과적으로 제거할 수 있는 기술이 개발됐다. 한국화학연구원 황영규·홍도영 박사 연구팀은 현재 쓰이는 탄소계 흡착제보다 280배 높은 방사성 요오드 제거 성능을 보이는 다공성 흡착제를 개발했다고 26일 밝혔다.
절단된 신경을 수술용 봉합실 없이 홍합에서 추출한 단백질을 이용해 이어붙일 수 있는 기술이 나왔다. 포항공대(포스텍)는 화학공학과 차형준 교수·정호균 박사 연구팀과 이화여대 화공신소재공학과 주계일 교수, 가톨릭대 서울성모병원 성형외과 전영준 교수·이종원 교수·재활의학과 이종인 교수 연구팀이 공동으로 홍합접착단백질 기반 의료용 하이드로젤 접착제를 개발했다고 26일 밝혔다.
한국과학기술원(KAIST)은 물리학과 김용현 교수 연구팀이 수천 년 동안 해결되지 않은 난제 가운데 하나인 마찰전기 발생 원리를 규명했다고 26일 밝혔다. 연구팀은 두 물질을 마찰시킬 때 경계면에서 발생하는 열에 의해 전하가 이동할 수 있다는 아이디어를 바탕으로 마찰전기의 작동원리를 찾아냈다. 마찰전기와 관련한 가장 대표적인 두 가지 현상이 마찰열과 전기적 성질을 띠는 대전현상인데, 연구팀은 마찰전기를 '마찰열에 따른 대전현상'으로 설명하기 위해 미시적 열전효과(열과 전기의 상관 현상)에 주목했다.
한국의 첫 지구 관측용 민간 위성인 한글과컴퓨터(이하 한컴) 그룹의 '세종1호'(Sejong-1)가 한국 시간 26일 오전에 궤도에 안착하는 데 성공했다. 한컴에 따르면 세종1호는 발사 후 예정된 궤도에 안착했으며, 한국 시간으로 오전 11시 11분에 지상국과의 교신이 성공적으로 완료됨에 따라 궤도 진입의 성공이 확인됐다.
종양 내부에 발생하는 저산소증만 감지해 암을 진단할 수 있는 신개념 조영기술이 개발됐다. 한국기초과학지원연구원(KBSI) 바이오융합연구부 홍관수 박사 연구팀은 미국 텍사스대 세슬러 교수 연구팀과 공동으로 종양의 저산소증에 반응해 신호를 내는 감응성 바이모달(MRI·광학 혼합) 이미징 프로브를 개발했다고 25일 밝혔다.
인공지능(AI) 기술이 국가안보에도 중대한 영향을 미치는 상황에 우리나라가 대응해 필수적인 AI 기술을 중점 육성해야 한다는 제언이 나왔다. 24일 학계에 따르면 소프트웨어정책연구소가 최근 펴낸 '국가안보를 위한 인공지능과 3대 전략 기술'보고서는 우리 정부가 보호·육성해야 할 AI 기술로 ▲ 지능형 반도체 ▲ 자율무기 ▲ 생성적 적대 신경망(GAN) 등 3가지를 제시했다.