척추동물의 조상은 고생대 초기인 캄브리아기에서부터 그 기원을 찾을 수 있습니다. 이전에 소개한 메타스프리기나 (Metaspriggina) 가 거의 최초의 척추동물아문에 속하는 동물들로 여겨지고 있습니다. ( http://jjy0501.blogspot.kr/2014/06/505-million-years-old-fossil-reveals-the-origin-of-jaw.html 참조) 척추 동물은 잘 발달된 중추 신경계와 내골격을 이용해서 오늘날 대형 다세포 동물계의 강자가 되지만 그렇게 되기까지는 오랜 시간의 진화가 필요했습니다.
최근 중국의 콴티층 (Kuanti formation) 발견된 한 화석은 캄브리아 시기에서 거의 1 억년이 지난 시점에서 1 미터까지 거대해진 척추동물의 증거를 보여줬다고 합니다. 캄브리아기와 오르도비스기의 다음에 오는 고생대의 세번째 시기인 실리루아기인 4억 2300 만년전 살았던 이 생물체의 이름은 큰입과 뭉툭한 이빨이라는 뜻의 메가마스탁스 암블리오두스 (Megamastax amblyodus) 로 이 시기까지 발견된 턱을 가진 척추 동물 가운데는 가장 거대한 것입니다.
(메가마스탁스의 삶을 재구성한 상상도. 잡아먹히는 작은 물고기들은 턱이 없는 갑주어인 Dunyu longiforus. Megamastax life reconstruction: In the sea of the Late Silurian, an exceptional one-meter-length predatory fish consumes the jawless armoured fish Dunyu longiforus. This 423-million-year-old creature from southern China indicates a considerable degree of trophic specialisation among early bony fishes, and prompts scientists to rethink palaeoatmospheric modelling. Credit: Brian Choo )
이들이 살았던 시기는 척추동물에서 가장 원시적인 종류인 무악강의 어류들이 유유히 바다를 헤엄치던 시기였습니다. 그러나 점차로 턱을 지닌 어류들이 진화하는 시기이기도 했습니다. 이 시기 메가마스탁스는 1 미터에 달하는 큰 크기와 턱에 있는 이빨들로 인해 가장 무서운 포식자였을 것입니다. 이 원시 어류의 턱에는 두가지 종류의 이빨이 나 있는데 하나는 먹이를 잡는 역할을 하고 다른 하나는 먹이의 단단한 껍질을 부수는 데 이용했던 것 같습니다.
(메가마스탁스의 화석 Fossils of Megamastax amblyodus gen. et sp. nov. (A–E) Holotype mandible (IVPP V18499.1) in (A) lateral, (B) lingular, and (C) dorsal views; close-up of prearticular bone, showing surface ridges (D), and close-up of the marginal dentition in lingual view (E). (F–H) Partial mandible (V18499.2) in (F) lateral, (G) lingular, and (H) dorsal views. (I) Right maxilla (V18499.3) in lateral view. (J) Reconstruction of (i1) Guiyu oneiros alongside hypothetical silhouettes of (J2–3) Megamastax with superimposed fossil outlines. The (J2) smaller fish is based on the V18499.1 and V18499.3, the (J3) larger on V.18499.2. Credit, Min Zhu)
지금까지 알려져 있기로 이들이 살았던 실루리아기의 산소 농도는 아직 낮은 편이었습니다. 연구팀은 그런 산소 농도에서는 이런 대형 척추 동물이 생존하기 힘들기 때문에 어쩌면 과거의 산소 농도 추정이 잘못되었을 가능성도 제기하고 있습니다. 참고로 던클레오스테우스(Dunkleosteus) 처럼 데본기 후기에 살았던 거대 갑주어들은 10 미터에 달하는 것들도 있었습니다. 이런 거대한 동물이 제대로 진화하려면 아마도 이전 세대 보다 높은 대기중/수중 산소 농도가 바탕이 되었을 것입니다.
아무튼 실루리아기의 지금의 남중국해에는 몸길이 1 미터에 턱의 길이만 16 cm에 달하는 당시 기준으로 몬스터 같은 대형 어류가 살았던 셈입니다. 그리고 그 시기에서 다시 6000 - 7000 만년이 흐르면 이제는 이 메가마스탁스를 한입에 덥썩 물수 있는 대형 어류가 진화하게 되었던 것이죠.
참고
Scientific Reports 4, Article number: 5242 DOI: 10.1038/srep05242
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