이빨이 다시 진화한 개구리

 (CT scans of Gastrotheca guentheri skulls revealed what appeared to be identical rows of teeth on both the upper and lower jaws, which researchers later confirmed through dissection. Credit: Florida Museum/Daniel Paluh)

 개구리는 2억년 전 진화 과정에서 이빨을 잃어버리고 큰 턱과 혀를 이용해 곤충 같은 작은 먹이를 잡아 먹는 방향으로 진화했습니다. 파충류나 포유류 같은 다른 사지류와의 경쟁에서 밀려 양서류가 쇠퇴하고 멸종하던 시기에도 개구리는 여전히 생존할 수 있었던 비결입니다. 

 이빨이 없는 덕분에 큰 혀를 발사하기 편해졌을지는 모르지만, 이빨이 없으면 종종 불편할 때가 있습니다. 씹는 대신 삼키기 때문에 음식을 씹을 수 없다는 점은 문제되지 않지만, 필사적으로 달아나려는 먹이를 잡기 힘들기 때문입니다. 이런 이유 때문에 일부 개구리는 이빨 같이 보이는 엄니 (fang)을 지니고 있으나 이는 사라진 이빨이 다시 난 것이 아니라 다른 부분이 진화한 것입니다. 

 이는 돌로의 법칙 (Dollo's Law)으로 알려져 있습니다. 진화 과정에서 퇴화한 부분이 다시 생겨나지 않으며 대신 필요하면 다른 부분이 진화해 그 역할을 대신한다는 것입니다. 예를 들어 아가미가 사라진 사지 동물은 다시 물에 들어온다고 해도 아가미가 다시 생기진 않습니다. 대신 고래처럼 폐가 커져서 그 기능을 대신하게 됩니다. 

 하지만 모든 법칙엔 예외가 있기 마련입니다. 남미에서 발견된 멸종 위기 개구리 중 하나인 구엔터 유대류 개구리 (Gastrotheca guentheri, Guenther's marsupial frog, dentate marsupial frog)는 완전한 형태의 이빨을 지니고 있습니다. 참고로 유대류 개구리라는 명칭은 육아낭과 비슷한 등 위의 움푹 파인 홈에서 새끼를 보호하기 때문에 붙은 명칭입니다. 

 플로리다 대학의 다니엘 팔루 (Daniel Paluh, a doctoral candidate in the University of Florida's department of biology)는 구엔터 유대류 개구리의 이빨을 연구했습니다. 여기에는 한 가지 큰 문제가 있었는데, 그것은 1996년 이후 이 개구리가 더 야생에서 포착되지 않았다는 것입니다. 박물관들이 보관하고 있는 표본들은 매우 귀하게 다뤄지고 있어 여기에 손상이 갈 수 있는 연구는 허용되지 않았습니다. 

 결국 연구팀은 표본을 고해상도 CT로 스캔해 3차원 이미지를 얻었습니다. 해부하는 것이 가장 정확하긴 하겠지만, 최신 이미징 기술의 도움으로 연구팀은 이 개구리의 아래턱 이빨이 진짜 상아질(dentine)과 법랑질(enamel)을 지닌 이빨이라는 것을 확인했습니다. 외형상 비슷할 뿐 아니라 실제 구조도 유사한 것입니다. 

 구엔터 유대류 개구리가 어떻게 이빨을 다시 진화시켰는지는 아직 미스터리이지만, 자연계에서 보기 드문 사례라는 것은 분명합니다. 이 과정을 밝히기 위해선 역시 살아 있는 상태에서 발생 과정을 조사하고 유전 정보를 확인할 있습니다. 이 개구리가 어딘가 생존해 있기를 기대합니다. 

 참고 

 Daniel J. Paluh et al, Re‐evaluating the morphological evidence for the re‐evolution of lost mandibular teeth in frogs, Evolution (2021). DOI: 10.1111/evo.14379

https://phys.org/news/2021-11-species-extinct-frog-true-teeth.html

https://en.wikipedia.org/wiki/Gastrotheca_guentheri