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2016년 10월 21일 금요일

어류에서 시작된 턱의 기원


(Life reconstruction of Qilinyu along with Guiyu and Entelognathus in Silurian waters. Credit: Dinghua Yang)


 우리는 턱을 이용해서 음식을 먹고 생활을 영위할 수 있습니다. 턱과 같은 구조물은 다양한 동물문에서 확인할 수 있지만, 척추동물의 경우 무악류에서부터 원시적인 턱을 가진 어류를 거쳐 현재의 사지 동물에서 볼 수 있는 턱이 진화한 것으로 알려져 있습니다. 


 중국과 스웨덴의 과학자들은 중국에서 발견된 다양한 실루리아기 어류의 화석을 통해서 이 과정을 좀 더 자세히 규명해 사이언스에 발표했습니다. 


 현생 어류 가운데 상어 같은 연골 어류는 발생 과정 중에 연골에서 바로 턱이 자라납니다. 하지만 경골 어류에서 인류에 이르는 그룹에서는 치골(dentary), 전상악골(premaxilla), 상악골 (maxilla) 이 연골 밖에서 자라나 턱과 치아를 만들게 됩니다. 


 척추동물에서 최초로 턱을 만든 어류는 지금은 멸종한 그룹인 판피어강 (placoderm)으로 이들은 현재의 경골어류나 연골어류와는 다소 다른 방식으로 턱을 발생시켰습니다. 2013년 보고된 엔텔로그나투스(Entelognathus)와 이번에 중국에서 발견된 퀼리뉴(Qilinyu) 덕분에 과학자들은 4억 2,300만년전 원시적인 턱이 어떻게 진화했는지 알 수 있었습니다. 


(Diagram showing the dermal jaw bones from fish to human. Credit: Brian Choo and Min Zhu)

(Diagram showing the evolution of dermal jaw bones. Credit: Brian Choo, Flinders University)


 이에 따르면 새로 발견된 실루리아기 판피어류는 과거 판피류와 경골 어류의 중간적인 모습을 지니고 있습니다. 상악골이 점차 경골 어류의 그것을 닮아가던 이 판피어류는 아마도 나중에 등장하는 경골 어류의 조상그룹과 연관이 있을 것입니다. 이들이 살았던 시기 좀 후에 어류는 이들과 연관이 있는 경골 어류와 상어의 조상 그룹인 연골 어류 그룹으로 나눠졌습니다. 


 흥미로운 사실은 시간적 순서로 봤을 때 연골 어류가 이 판피어류보다 더 오래된 그룹이 아니라 뼈로 된 부분을 잃어버린 새로운 그룹에 속한다는 것입니다. 연골어류의 진화에 대해서는 더 상세한 연구가 필요하겠지만, 척추 동물 진화의 가장 흥미로운 부분에 하나라는 점은 의심의 여지가 없어 보입니다. 


 척추동물은 뼈로 이뤄진 단단하고 튼튼한 턱을 이용해서 바다와 육지를 지배하고 있습니다. (물론 조류처럼 비행을 위해서 부리로 대체한 그룹도 있지만) 턱의 진화는 척추동물과 사지동물의 성공을 이해하는 중요한 과정입니다. 


 참고 


"A Silurian maxillate placoderm illuminates jaw evolution," science.sciencemag.org/cgi/doi/10.1126/science.aah3764 

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