기본 콘텐츠로 건너뛰기

다른 다세포 동물과는 뭔가 다른게 있는 빗해파리 ?



 20 세기 후반부터 과학자들은 화석 및 비교해부학적 지식 뿐 아니라 DNA 를 바탕으로 생물 진화의 족보라고 할 수 있는 계통수를 더 정확하게 그릴 수 있게 되었습니다. 박테리아 이상의 모든 생물들은 DNA 를 유전 정보를 저장하는 물질로 사용하며 (일부 RNA 바이러스를 제외하면 말이죠) 사실상 생명체의 진화 메카니즘의 핵심이 바로 이 DNA 에 의해 결정된다고 할 수 있습니다. 그런 만큼 역으로 DNA 를 조사하면 생명이 어떻게 진화했는지에 대한 중요한 정보를 얻을 수 있습니다.  


 2013 년 12월 13 일 온라인판 사이언스에 실린 한 논문에서는 DNA 시퀀스 분석 결과를 토대로 빗해파리 (Comb Jelly) 가 동물의 계통수에서 다른 다세포 동물들과 다른 위치에 존재해야 한다는 주장이 제기되었습니다. 미국의 국립 인간 게놈 연구소 (National Human Genome Research Institute (NHGRI)) 소속의 앤디 바세바니스 (Andy Baxevanis, Ph.D., senior scientist in NHGRI's Division of Intramural Research)와 그 동료 연구자들은 이 논문에서 30 억개의 염기쌍을 가진 인간의 DNA 를 비롯한 다른 동물의 DNA와 1억 5000 억개의 염기쌍을 지닌 빗해파리의 일종인 Mnemiopsis leidyi 를 비교했습니다. 빗해파리류 가운데서는 처음으로 M. leidyi 의 DNA 가 완전히 해독되어 다른 동물과 비교가 가능해졌기 때문입니다. 




(독특한 생김새를 가진 빗해파리인 Mnemiopsis leidyi 의 사진  This image shows the iridescent comb rows and internal structures of Mnemiopsis leidyi. (Credit: Stefan Siebert, Brown University))


 빗해파리류 (ctenophore) 는 해파리의 일종으로 분류되기도 했지만 실제로는 이들과 좀 다른 그룹으로 알려져 있습니다. 사실 최근 연구에서 빗해파리류는 과연 족보상에서 어느 위치에 있는지가 큰 논란으로 떠오른 그룹입니다. 일단 이들이 여러개의 세포로 구성되어 있으니 후생동물 (Metazoa, 1개 이상의 세포로 구성된 생물을 총칭하는 단어, 즉 다세포 동물) 로 분류하는 것에는 이론의 여지가 없습니다. 하지만 그 이후가 문제입니다. 


 이들을 자우대칭동물군 (Bilateria, 진정 후생동물 가운데 방사 대칭적인 몸구조를 지닌 자포동물과 유즐동물을 제외한 3 배엽 동물) 과 자매그룹으로 볼 것인지 자포동물문 (Cnidaria, 후생동물 가운데 방사대칭이고 2 배엽성 동물로 해파리, 히드라충류, 입방류, 산호충류등) 의 자매 그룹으로 볼 것인지 판형동물문 (Placozoa, 2중의 세포층으로 납작한 몸을 만드는 아메바 비슷하게 생긴 후생동물) 의 자매 그룹으로 볼 것인지 아니면 아예 나머지 동물과 구별되는 별개의 단독 그룹으로 볼 것인지는 많은 논란이 있어왔습니다. 이름은 빗해파리지만 해파리는 아니라는 것이죠. 


 과거 과학자들은 가장 단순한 구조를 지닌 해면 동물이 다른 후생동물과 가장 먼저 분리되었다고 생각해 왔습니다. 해면동물은 쉽게 말해 스펀지밥을 생각하면 되는데 만화의 주인공과는 달리 사실 조직이나 기관이 거의 분화하지 않은 매우 원시적인 동물로 움직일수도 없고 말도 할 수 없습니다. 진정 후생동물에서 볼 수 있는 상피, 근육, 신경, 감각 세포 같은 잘 분화된 조직이나 기관이 없고 매우 원시적이기 때문에 원생동물에서 후생동물로 진화하는 과정에서 분화되었다고 생각해 측생동물이라는 별칭도 가지고 있습니다. 


 하지만 DNA 분석결과 빗해파리가 오히려 해면보다 먼저 공통조상에서 분리되었다는 증거가 나타났습니다. 즉 이들이 가지고 있는 근육 세포와 신경 세포를 구성하는 DNA 가 다른 동물들의 것과 판이하게 달랐던 것입니다. 이것이 의미하는 바는 의미심장한데 근육과 신경 세포의 진화가 한번 일어난 것이 아니라 빗해파리류에서 독자적으로 한번, 그리고 나머지 후생동물그룹에서 다시 한번 일어났다는 것을 뜻하기 때문입니다. 그렇다면 빗해파리류의 신경과 근육 세포는 다른 동물의 세포들과 비교해서 일종의 수렴진화의 사례로 볼 수 있을 것입니다. 이는 DNA 분석을 통하지 않고서는 도저히 도달할 수 없는 결론이라고 하겠습니다. 


 연구의 주저자인 요셉 라이언 (Joseph Ryan, Ph.D) 은 이 연구가 '빗해파리류가 다른 동물그룹과 자매 그룹 (ctenophores might be the sister group to the rest of the animals)' 이라는 이전 연구 결과를 지지하는 것이라고 주장했습니다. 사실 이 연구 이전에도 미토콘드리아 DNA (사실 Mnemiopsis leidyi 는 mtDNA 와 핵 DNA 의 시퀀싱이 모두 이뤄진 첫번째 빗해파리임) 비교 연구에서 이 동물이 다른 동물과 뭔가 상당히 다르다는 사실이 지적되었기 때문에 빗해파리가 동물의 족보에서 가장 먼저 나온 큰가지라는 주장은 타당성이 있습니다. 


 물론 앞으로 더 연구가 진행되야 겠지만 최근의 연구 결과들은 뜻밖에도 빗해파리의 조상이 5 억년도 더 전에 다른 후생동물과 분리되었음을 시사하고 있습니다. 당시 빗해파리의 조상이 지금같은 해파리 모양이었는지는 알수 없지만 화석상의 기록은 (물론 젤리 같은 모양의 생명체라 화석화가 어렵다는 문제점이 있지만) 5억 2500 만년전에도 빗해파리 같은 생명체가 있었음을 시사하고 있습니다. 과연 그 시기 진짜 어떤 일이 있어는지는 그리고 동물의 족보인 진화 계통도의 진짜 모습은 어떤 것인지는 앞으로의 연구 과제라고 하겠습니다. 


 참고 


Journal Reference:
  1. J. F. Ryan, K. Pang, C. E. Schnitzler, A.-D. Nguyen, R. T. Moreland, D. K. Simmons, B. J. Koch, W. R. Francis, P. Havlak, S. A. Smith, N. H. Putnam, S. H. D. Haddock, C. W. Dunn, T. G. Wolfsberg, J. C. Mullikin, M. Q. Martindale, A. D. Baxevanis. The Genome of the Ctenophore Mnemiopsis leidyi and Its Implications for Cell Type Evolution.Science, 2013; 342 (6164): 1242592 DOI:10.1126/science.1242592



     
라벨:

댓글

댓글 쓰기

이 블로그의 인기 게시물

통계 공부는 어떻게 하는 것이 좋을까?

 사실 저도 통계 전문가가 아니기 때문에 이런 주제로 글을 쓰기가 다소 애매하지만, 그래도 누군가에게 도움이 될 수 있다고 생각해서 글을 올려봅니다. 통계학, 특히 수학적인 의미에서의 통계학을 공부하게 되는 계기는 사람마다 다르긴 하겠지만, 아마도 비교적 흔하고 난감한 경우는 논문을 써야 하는 경우일 것입니다. 오늘날의 학문적 연구는 집단간 혹은 방법간의 차이가 있다는 것을 객관적으로 보여줘야 하는데, 그려면 불가피하게 통계적인 방법을 쓸 수 밖에 없게 됩니다. 이런 이유로 분야와 주제에 따라서는 아닌 경우도 있겠지만, 상당수 논문에서는 통계학이 들어가게 됩니다.   문제는 데이터를 처리하고 분석하는 방법을 익히는 데도 상당한 시간과 노력이 필요하다는 점입니다. 물론 대부분의 학과에서 통계 수업이 들어가기는 하지만, 그것만으로는 충분하지 않은 경우가 많습니다. 대학 학부 과정에서는 대부분 논문 제출이 필요없거나 필요하다고 해도 그렇게 높은 수준을 요구하지 않지만, 대학원 이상 과정에서는 SCI/SCIE 급 논문이 필요하게 되어 처음 논문을 작성하는 입장에서는 상당히 부담되는 상황에 놓이게 됩니다.  그리고 이후 논문을 계속해서 쓰게 될 경우 통계 문제는 항상 나를 따라다니면서 괴롭히게 될 것입니다.  사정이 이렇다보니 간혹 통계 공부를 어떻게 하는 것이 좋겠냐는 질문이 들어옵니다. 사실 저는 통계 전문가라고 하기에는 실력은 모자라지만, 대신 앞서서 삽질을 한 경험이 있기 때문에 몇 가지 조언을 해줄 수 있을 것 같습니다.  1. 입문자를 위한 책을 추천해달라  사실 예습을 위해서 미리 공부하는 것은 추천하지 않습니다. 기본적인 통계는 학과별로 다르지 않더라도 주로 쓰는 분석방법은 분야별로 상당한 차이가 있을 수 있어 결국은 자신이 주로 하는 부분을 잘 해야 하기 때문입니다. 그러기 위해서는 학과 커리큘럼에 들어있는 통계 수업을 듣는 것이 더 유리합니다. 잘 쓰지도 않을 방법을 열심히 공부하는 것은 아무래도 효율
댓글 4개
자세한 내용 보기

150년 만에 다시 울린 희귀 곤충의 울음 소리

  ( The katydid Prophalangopsis obscura has been lost since it was first collected, with new evidence suggesting cold areas of Northern India and Tibet may be the species' habitat. Credit: Charlie Woodrow, licensed under CC BY 4.0 ) ( The Museum's specimen of P. obscura is the only confirmed member of the species in existence. Image . Credit: The Trustees of the Natural History Museum, London )  과학자들이 1869년 처음 보고된 후 지금까지 소식이 끊긴 오래 전 희귀 곤충의 울음 소리를 재현하는데 성공했습니다. 프로팔랑곱시스 옵스큐라 ( Prophalangopsis obscura)는 이상한 이름만큼이나 이상한 곤충으로 매우 희귀한 메뚜기목 곤충입니다. 친척인 여치나 메뚜기와는 오래전 갈라진 독자 그룹으로 매우 큰 날개를 지니고 있으며 인도와 티벳의 고산 지대에 사는 것으로 보입니다.   유일한 표본은 수컷 성체로 2005년에 암컷으로 생각되는 2마리가 추가로 발견되긴 했으나 정확히 같은 종인지는 다소 미지수인 상태입니다. 현재까지 확실한 표본은 수컷 성체 한 마리가 전부인 미스터리 곤충인 셈입니다.   하지만 과학자들은 그 형태를 볼 때 이들 역시 울음 소리를 통해 짝짓기에서 암컷을 유인했을 것으로 보고 있습니다. 그런데 높은 고산 지대에서 먼 거리를 이동하는 곤충이기 때문에 낮은 피치의 울음 소리를 냈을 것으로 보입니다. 문제는 이런 소리는 암컷 만이 아니라 박쥐도 잘 듣는다는 것입니다. 사실 이들은 중생대 쥐라기 부터 존재했던 그룹으로 당시에는 박쥐가 없어 이런 방식이 잘 통했을 것입니다. 하지만 신생대에 박쥐가 등장하면서 플로팔랑곱
댓글 쓰기
자세한 내용 보기

9000년 전 소녀의 모습을 복원하다.

( The final reconstruction. Credit: Oscar Nilsson )  그리스 아테나 대학과 스웨덴 연구자들이 1993년 발견된 선사 시대 소녀의 모습을 마치 살아있는 것처럼 복원하는데 성공했습니다. 이 유골은 그리스의 테살리아 지역의 테오페트라 동굴 ( Theopetra Cave )에서 발견된 것으로 연대는 9000년 전으로 추정됩니다. 유골의 주인공은 15-18세 사이의 소녀로 정확한 사인은 알 수 없으나 괴혈병, 빈혈, 관절 질환을 앓고 있었던 것으로 확인되었습니다.   이 소녀가 살았던 시기는 유럽 지역에서 수렵 채집인이 초기 농경으로 이전하는 시기였습니다. 다른 시기와 마찬가지로 이 시기의 사람들도 젊은 시절에 다양한 질환에 시달렸을 것이며 평균 수명 역시 매우 짧았을 것입니다. 비록 젊은 나이에 죽기는 했지만, 당시에는 이런 경우가 드물지 않았을 것이라는 이야기죠.   아무튼 문명의 새벽에 해당하는 시점에 살았기 때문에 이 소녀는 Dawn (그리스어로는  Avgi)라고 이름지어졌다고 합니다. 연구팀은 유골에 대한 상세한 스캔과 3D 프린팅 기술을 적용해서 살아있을 당시의 모습을 매우 현실적으로 복원했습니다. 그리고 그 결과 나타난 모습은.... 당시의 거친 환경을 보여주는 듯 합니다. 긴 턱은 당시를 살았던 사람이 대부분 그랬듯이 질긴 먹이를 오래 씹기 위한 것으로 보입니다.   강하고 억센 10대 소녀(?)의 모습은 당시 살아남기 위해서는 강해야 했다는 점을 말해주는 듯 합니다. 이렇게 억세보이는 주인공이라도 당시에는 전염병이나 혹은 기아에서 자유롭지는 못했기 때문에 결국 평균 수명은 길지 못했겠죠. 외모 만으로 평가해서는 안되겠지만, 당시의 거친 시대상을 보여주는 듯 해 흥미롭습니다.   참고  https://phys.org/news/2018-01-teenage-girl-years-reconstructed.html
댓글 쓰기
자세한 내용 보기