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캄브리아기 중기의 괴상한 별 모양 화석은 사실 화석이 아니다?



 (Brooksella shapes are variable: typical Brooksella have approximately six lobes (A, B); twinned Brooksella can also occur (C); others can have multiple indistinct lobes (D) or lobes that are completely embedded in a concretion (E). Concretions (F–K) also vary in shape, but are mostly round to oblong and many have fossils fragments or whole trilobites embedded in them. Scale bars = one cm. Brooksella figured: (A) UGA 1; (B) UGA WSL2.AL2; (C) UGA WSL2.AL16; (D) UGA WSL2.AL4; (E) UGA LSV1.AL2; concretions figured: (F) UGA 40; (G) UGA 69; (H) UGA 25; (I) UGA 73; (J) UGA 136; (K) UGA 22. Credit: PeerJ (2023). DOI: 10.7717/peerj.14796/fig-5)

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고생대 첫 번째 시기인 캄브리아기는 대폭발이라는 별칭이 붙을 정도로 온갖 기이하게 생긴 생물체들이 나타났다가 사라졌습니다. 현생 동물문의 거의 대부분이 이 시기에 등장했는데, 5억 년 전이다보니 현재와는 형태가 많이 달라 과학자들은 아직도 화석의 정확한 분류와 진화 계통학적인 위치를 확인하는데 애를 먹고 있습니다.

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캄브리아기의 기이한 생물체를 처음 보고한 찰스 두리틀 윌콧 (Charles Doolittle Walcott)은 유명한 버제스 혈암군 화석 이외에도 앨라배마주에 있는 캄브리아기 중기 지층인 코나사가 지층 (Conasauga Formation)에서도 화석을 보고했습니다.

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대략 5억 1400만년 전 지층에서 발견된 가장 기이한 화석 중 하나는 브룩셀라 (Brooksella)입니다. 그냥 보기에는 팔이 여섯 개인 불가사리처럼 생겼지만, 실제로는 불가사리와 다른 기이한 구조를 지닌 화석으로 과학자들은 어떻게 분류할지를 두고 100년 이상 논쟁을 벌여 왔습니다. 현생 동물군과 전혀 다른 멸종 동물인지, 아니면 육방해면 (hexactinellid)의 일종인지 논쟁이 있었고 심지어는 덩어리 조류나 혹은 가스 기포가 화석으로 남았다는 주장도 있어 왔습니다.

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버지니아 공대의 모리스 놀란 (Morrison Nolan, Department of Geosciences, Virginia Tech)이 이끄는 연구팀은 고해상도 마이크로 CT 스캔을 통해 브룩셀라의 외형 뿐 아니라 내부 구조를 세밀하게 분석했습니다. 그 결과 일반적인 해면 혹은 다른 종류의 생물 화석과 다른 형태를 지니고 있다는 점을 발견했습니다. 예를 들어 외부로 향한 관의 방향이 아래 쪽이라서 여과 섭식을 하기에 매우 불리한 구조로 실제로 먹는 데 사용했을 것 같지가 않은 형태였습니다.

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연구팀은 가장 가능성 있는 해석으로 규산염 응결체 (silica concretion)을 들었습니다. 광물 덩어리가 화석 처럼 보였다는 것입니다. 사실 해면이나 불가사리, 해파리 화석은 오랜 세월에 걸쳐 지층에 눌리기 때문에 납작한 형태로 발견됩니다. 브룩셀라처럼 입체적인 형태는 사실은 이런 종류의 화석이 아니라는 증거입니다.

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다만 그렇다고 해서 브룩셀라의 형성 과정에 생물학적 영향이 없었다고 단정지을 순 없습니다. 규산염 응결체라고 해도 이렇게 특이한 외형을 지닌 것을 볼 때 생물에 의한 흔적 화석 등의 가능성도 배제할 수 없습니다. 앞으로 그 실체를 알아내기 위한 후속 연구가 필요할 것입니다. 100년이 넘는 논쟁에 종지부를 찍을 연구 결과가 언제 나오게 될 지 궁금합니다.

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참고

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https://phys.org/news/2023-02-middle-cambrian-brooksella-hexactinellid-sponge.html

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Morrison R. Nolan et al, Is the middle Cambrian Brooksella a hexactinellid sponge, trace fossil or pseudofossil?, PeerJ (2023). DOI: 10.7717/peerj.14796

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