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2019년 8월 31일 토요일

4억년 전 식물의 구성물질을 밝히다



(A, photograph of Armoricaphyton chateaupannense preserved in 2D as carbonaceous thin films. B, SEM image of a transverse section of an axis of a specimen of A. chateaupannense preserved in 3D showing the radially aligned tracheids. Credit: Canadian Light Source)

(A, part of a reconstructed 3D block of A. chateaupannense preserved in 3D. B, organic structure of the P-type tracheid cells. Credit: Canadian Light Source)


 화석은 과거 생물의 모습을 알 수 있는 결정적 단서이지만, 살아 있을 때 모습 그대로 남는 건 아닙니다. 화석화 과정에서 본래 있던 유기물은 광물로 대체되기 때문에 대부분 사라진지 오래입니다. 극도로 보존 상태가 좋은 영구 동토의 화석에는 유기물은 물론 DNA까지 보존된 경우도 있지만, 매우 예외적인 경우입니다. 특히 수억 년전 화석이라면 유기물의 흔적이 남아 있을 가능성은 희박합니다. 


 하지만 예외도 있습니다. 비록 본래의 모습과는 거리가 있지만, 석탄의 경우 탄소 이외에 다양한 유기물을 지니고 있습니다. 또 논란의 여지는 있지만 오래된 공룡 화석에서 유기물의 흔적을 보고한 연구들도 있습니다. 캐나다 서스캐처원 대학 (University of Saskatchewan)의 크리스틴 스튤루-데리언 박사 (Dr. Christine Strullu-Derrien)와 그 동료들은 4억년 전 식물 화석에서 유기물의 흔적을 조사했습니다. 


 이 시기는 데본기로 이제 막 육상 식물과 동물이 육지로 상륙하던 시기였습니다. 따라서 현재와 같은 발달된 식물은 없었지만, 이미 이 시기에 나무와 비슷한 형태를 지닌 초기 육상 식물의 화석이 발견되고 있습니다. 연구팀은 2차원은 물론 3차원 구조가 보존된 가장 오래된 식물인 Armoricaphyton chateaupannense를 강력한 싱크로트론으로 분석했습니다. 


 그 결과 연구팀은 식물에서 가장 질긴 섬유질 준 하나인 리그닌(lignin)의 흔적처럼 보이는 유기물을 확인했습니다. 아마도 데본기 초기의 육상 식물은 중력을 이기고 자라기 위해 리그닌 같은 물질을 진화시켰을 것입니다. 그리고 머지 않아 석탄기에 이르면 거대한 크기의 나무들이 지구의 육지를 뒤덥게 됩니다. 그 시작은 이렇게 원시적인 형태의 리그닌이었을 것입니다. 


 아무튼 4억년이나 된 것치고 미세구조까지 이렇게 잘 보존된 걸 보면 상당히 놀랍다는 생각입니다. 


 참고 


 Christine Strullu‐Derrien et al. On the structure and chemistry of fossils of the earliest woody plant, Palaeontology (2019). DOI: 10.1111/pala.12440

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