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2014년 9월 28일 일요일

6 억년 전 다세포 동물의 조상



 화석상의 기록을 보면 지구상의 생명체는 아주 간단한 박테리아에서부터 시작되었습니다. 어쩌면 당연한 이야기일 수는 있겠지만 이들이 점점 진화하면서 더 복잡하고 다양한 생명체가 생겨났습니다. 그리고 여러 세포들이 모여 하나의 생명체를 만드는 생물학상의 혁명이 발생하면서 지구는 지금처럼 다양한 다세포 동물의 천국이 되었습니다. 물론 인간 같은 지능을 가진 생명체의 탄생은 다세포 동물의 탄생 없이는 불가능한 일이었을 것입니다. 


 따라서 과학자들이 최초의 다세포 동물은 어떤 것이었는가 하는 질문을 가지는 것은 당연합니다. 아마도 그 시기는 캄브리아시기 다세포 생물의 대폭발이 발생하기전 에디아카라기 보다는 이전이었을 것으로 보이지만 문제는 시기가 6 억년 이상으로 너무 오래된 옛날일 뿐 아니라 아마도 초기 다세포 동물은 골격 따위는 가지지 않는 매우 단순하고 작은 생명체라서 화석상의 기록을 남길 가능성이 매우 낮다는 것입니다. 그럼에도 그 높은 과학적 가치 때문에 지금도 많은 고생물학자들이 초기 다세포 동물의 조상을 찾아 지층을 헤메고 있습니다. 


 버지니아 공대의 수하이 샤오 교수 (Shuhai Xiao, a professor of geobiology in the Virginia Tech College of Science) 와 그의 동료들은 중국 구이저우성의 Doushantuo 지층에서 아주 오래된 것이 분명한 세포 덩어리들을 찾아냈습니다. 1 mm 지름도 안되는 작은 세포들의 모임이지만 다세포 동물에서 필요한 세포간 결합, 분화, 프로그램 된 세포사 등 여러가지 특징을 함께 가지고 있어 원시적인 형태의 다세포 동물이거나 혹은 그 배아일 가능성이 높아 보입니다. 가장 중요한 것은 이들이 발견된 지층이 6 억년 이상된 것이라는 사실입니다. 



(A multicelled specimen with dividing dyads. Specimen about 0.7 mm in diameter. Credit: Lei Chen and Shuhai Xiao)



(A multicelled specimen with dividing dyads in the interior and slightly elongate cells in the periphery. Specimen about 0.8 mm in diameter. Credit: Lei Chen and Shuhai Xiao)



(A multicelled specimen with a matryoshka, which is a growing ellipsoidal structure within the specimen. Specimen about 0.7 mm in diameter. Credit: Lei Chen and Shuhai Xiao)


 이 화석을 발견한 과학자들도 이들이 정확하게 어떤 형태의 생물인지 확신하지는 못하고 있습니다. 분명한 것은 여러개의 세포가 하나의 군체를 이루고 있으며 그 내부에는 다양한 세포 분화의 증거가 보이고 있다는 것입니다. 어쩌면 어떤 다세포 동물의 배아 (embryo) 단계일 수도 있습니다. 수정된 직후 세포 분열을 통해서 마치 세포가 모인 공처럼 변하는 것이죠. 아니면 어쩌면 이 자체로 성체일 수도 있습니다. 


 분명한 것은 우리 다세포 동물의 조상이 이 시기부터 활동을 시작했다는 것 정도이겠죠. 아마도 아주 조악한 생물체였겠지만 언젠가 거대한 공룡에서 작은 벌새까지 그 미래는 놀라웠을 것입니다. 그리고 우리 인간으로 진화하기도 했죠. 과연 그 조상님의 모습이 어떤 것이었는지에 대한 연구는 계속될 것입니다. 


 참고 

Journal Reference:
  1. Lei Chen, Shuhai Xiao, Ke Pang, Chuanming Zhou, Xunlai Yuan. Cell differentiation and germ–soma separation in Ediacaran animal embryo-like fossils. Nature, 2014; DOI: 10.1038/nature13766






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