기본 콘텐츠로 건너뛰기

최초의 꽃은 어떤 것이었을까?


​
 식물의 역사에 있어 가장 획기적인 사건 가운데 하나는 씨앗과 꽃의 진화일 것입니다. 속씨식물과 겉씨식물을 합친 종자식물문(Spermatophyte)의 조상이 진화한 것은 고생대였고 이중에서 꽃을 피우는 현화식물(flowering plant) 혹은 속씨식물(angiosperm)이 진화한 것은 1억 4000만 년 전 정도였을 것으로 생각되고 있습니다.
​
​
 속씨식물은 현재 식물에서 가장 중요한 위치를 차지하고 있으며, 우리가 흔히 보는 꽃을 피우는 식물은 모두 여기에 속한다고 할 수 있습니다. 따라서 그 진화는 식물을 연구하는 과학자들에게 매우 중요한 연구 과제입니다.
​
​
 인디애나 대학의 고식물학자인 데이비드 딜처(Indiana University paleobotanist David Dilcher)와 그의 동료들은 저널 PNAS에 1억 2,500만년 전에서 1억 3,000만년 전에 살았던 아주 초창기 속씨식물의 꽃의 화석을 발표했습니다.
​
​


(Illustrations based on fossilized remains show long- and short-leaved forms of the plant and a single seed. Credit: Oscar Sanisidro )  
​
​
​

(​A large intact specimen of the fossil, Montsechia. Usually only small fragmentary pieces of the fossil are found. Credit: David Dilcher )
​
​
 이 식물의 정체는 Montsechia vidalii으로 중생대에 살았던 수생식물입니다. 사실 스페인의 대리석 지층에서 100년 전 발견되었으나 현재까지 상세하게 연구가 되지 않았던 화석이었다고 합니다. 연구팀은 1000개 이상의 식물 화석을(위의 사진) 상세하게 연구한 결과 이 식물이 아주 원시적인 현화식물의 조상이라는 사실을 알아냈다고 합니다. 이 분석에는 스테레오 현미경, 광학 현미경, 주사 전자 현미경(stereomicroscope, light microscope and scanning electron microscope)이 모두 동원되었습니다.


 딜처에 의하면 이 화석 자체는 현화식물이라고 말하기는 어렵다고 합니다. 복원도에서 보듯이 꽃잎에 해당하는 부위는 물론 꿀을 생산하는 부위도 없기 때문입니다. 하지만 동시에 속씨식물의 특징적인 씨앗의 형태를 가지고 있어 초기 현화 식물의 조상으로 생각됩니다. 진정한 꽃은 아니지만 여기서 우리가 아는 꽃이 진화했다는 것이죠.
​
​
 이 발견 이전에 거의 같은 시기의 중국에서 발견된 고대 속씨식물인 Archaefructus sinensis 과 비교하면 Montsechia vidalii는 수생 식물로 속씨식물이 수생식물로부터 진화했다는 과거의 가설을 지지하는 결과로 보입니다.
​
​
 아무튼 초기 꽃을 피우는 식물의 조상은 꽃이라고 할만한 것을 갖추지 못했을 것입니다. 아직 꿀벌이나 나비도 없던 시절이니까요. 그러다가 열매를 탐하는 곤충을 이용해서 꽃가루를 수정하는 방법을 개발한 현화식물이 나오면서 현재의 꽃이 본격적으로 진화하게 되었을 것입니다. 
​
​
 화석에서 보이는 투박한 식물은 바로 그 이전 단계라고 할 수 있습니다. 예쁘지는 않지만, 훗날 만개하게 될 속씨식물의 조상인 셈이죠.
​
​
 참고
​
​

​



   
​
​
​

댓글

이 블로그의 인기 게시물

100 테슬라급 자기장 도달

 미국의 로스 알라모스 국립 연구소 (Los Alamos National Laboratory) 에서 과학자들이 지금까지 인간이 개발한 가장 강력한 자기장을 발생시키는 장치 개발에 도전하고 있습니다. 자기장의 세기를 나타내는 방법으로 자기력선의 밀도를 나타내기 위해 단위 면적당 자기력선의 수를 표시하는 단위인 테슬라 (T) 가 있습니다. (1T = 1Wb/㎡  웨버 (Wb) 는 자속의 단위)   의료용으로 사용되는 초전도체를 이용한 MRI 의 경우 1.5 - 3 테슬라급의 강력한 자기장으로 인체 내부를 볼 수 있게 만들지만 과학 연구용으로 이보다 더 강력한 자기장이 필요할 수 있습니다. 최근에 등장한 90 테슬라급 자기장에 이어 이번에 로스 알라모스 국립 연구소에서는 100 테슬라급인 100.75 T 를 실현 했다고 합니다.   이를 구현한 것은 18000 파운드 (8.16 톤 정도) 의 코일과 여기에 에너지를 공급할 1200 메가줄 (Megajoule) 급 모터 제네레이터등의 설비입니다.  (   The 1,200-megajoule motor generator that powers the magnetic pulse.  )  이와 같은 연구를 통해 알아내고자 하는 것은  Quantum Phase transitions and new ultra high field magnetic states Electronic Structure determination Topologically protected states of matter  로 요약할 수 있다고 합니다.   아무튼 수 T 급 MRI 만 해도 자기장의 힘이 엄청난데 100 T 라니 엄청난 자기장이네요. 이는 지구 자기장 세기보다 200만배 강력한 (물론 좁은 범위에서 작용하는 자기장이라 지구 전체...

고대 양서류 이야기 (2) - 악어를 닮은 거대 양서류들

  페름기에는 다양한 양막류가 진화해서 앞서 소개한 육상형 템노스폰딜리는 점차 설 자리를 잃게 됩니다. 하지만 양서류는 본래 자신의 서식지인 물과 습지에서 여전히 번성을 누렸습니다. 당시에는 악어류 같은 대형 양서형 파충류도 없던 시절이었기 때문에 이와 비슷한 생태학적 지위는 여전히 양서류의 몫이었습니다. 이들에 대한 이야기는 제 책인 포식자에서 비교적 간단히 다뤘는데, 오늘은 여기에 대한 보충 설명입니다.  책 정보:  http://book.naver.com/bookdb/book_detail.nhn?bid=13347200 Yes 24:  http://www.yes24.com/24/goods/58772859 11번가:  http://books.11st.co.kr/product/SellerProductDetail.tmall?method=getSellerProductDetail&prdNo=1977867160 알라딘:  http://www.aladin.co.kr/shop/wproduct.aspx?ItemId=134877825 교보문고:  http://www.kyobobook.co.kr/product/detailViewKor.laf?ejkGb=KOR&mallGb=KOR&barcode=9788970447988&orderClick=LAG&Kc= 인터파크 :  http://book.interpark.com/product/BookDisplay.do?_method=detail&sc.prdNo=279593764&sc.saNo=003002003&bid1=search_auto&bid2=detail&bid3=prd_img&bid4=001 영풍문고:  http://www.ypbooks.co.kr/book.yp?bookcd=100843205&gubun=NV ...

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...