(Tristychius had a circular mouth pushed forward at the end of its muzzle like a modern-day nurse shark. Its ability to control this opening provided it with access to previously untapped food resources, such as prey taking refuge in shallow burrows or otherwise difficult to capture schools of shrimp or juvenile fish. Credit: Kristen Tietjen, UChicago)
고생대 데본기는 물고기의 시대로 불릴 만큼 다양한 어류가 등장해 생태계를 풍요롭게 만들었습니다. 이 시기 사지류의 조상이 물에서 육지로 진출했으며 경골 어류는 물론 다양한 연골 어류가 등장해 다양하게 적응 방산했습니다. 그 다음 시기인 석탄기에도 현생 어류의 조상이 되는 다양한 어류가 번성해 바다를 채웠는데, 상어류의 조상 역시 예외가 아니었습니다.
상어류는 고생대부터 지금까지 큰 번성을 누린 어류 집단으로 역사상 가장 성공적인 척추동물 무리라고 할 수 있지만, 연골 어류라는 특징상 이빨 이외에는 제대로된 화석이 없는 경우가 많아 연구에 많은 어려움을 겪었습니다. 하지만 다른 동물과 마찬가지로 상어 역시 이빨 만이 아니라 연골과 나머지 연조직이 한꺼번에 화석화되는 경우도 있습니다.
시카고 대학의 생물학자인 마이클 코아테스 교수(Michael Coates, Ph.D., professor of organismal biology and anatomy at the University of Chicago)가 이끄는 연구팀은 1837년 처음 보고된 고대 상어인 트리스티치우스 아르쿠아투스 (Tristychius arcuatus)가 현재 흔한 섭식 방식 중 하나인 흡입 섭식 (suction feeding)을 사용했다는 사실을 밝혀냈습니다. 연구팀은 예외적으로 잘 보조된 화석을 CT 스캔을 통해 3차원적으로 분석해 이들의 섭식 방법을 복원했습니다.
먹이를 흡입해 삼키는 방식은 물속에서 사는 생물에게만 가능한 섭식 방법으로 현재의 수염 상어류인 너스 상어 (nurse shark)나 여러 경골 어류에게 볼 수 있지만, 고생대에는 보기 힘든 방식이었습니다. 연구팀은 1978년 스코틀랜드에서 발견된 암석 속에 있는 트리스티치우스의 골격을 고해상도 CT 스캔을 통해 복원해 이들이 작은 갑각류 등을 한번에 흡입해 잡아먹었다는 사실을 확인했습니다. 이 화석은 3억 3500만년 전의 것으로 흡입 섭식의 기원이 5000만년 이전이라는 점을 보여주고 있습니다. 당시에는 흡입 섭식을 하는 어류가 없었으므로 상대적으로 경쟁이 덜했을 것이고 이것이 이 고대 어류에게 큰 장점이었을 것입니다.
이번 발견은 이미 고생대 후기에 상어의 다양성이 상당히 진행되었다는 점을 보여주고 있습니다. 이는 물고기의 시대로 불린 데본기에 수많은 고대 어류가 등장했다가 사라지면서 다양성을 축적한 결과일 것입니다. 인간을 포함한 사지 동물 역시 그 다양성의 결과라고 할 수 있습니다.
참고
"High-performance suction feeding in an early elasmobranch" Science Advances (2019). advances.sciencemag.org/content/5/9/eaax2742
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