기본 콘텐츠로 건너뛰기

5억 2000만년 전의 신경계



(Complete specimen of Chengjiangocaris kunmingensis from the early Cambrian Xiaoshiba biota of South China. Credit: Jie Yang (Yunnan University, China) )

 지금으로부터 ​5억년 전인 캄브리아 시기는 우리가 알고 있는 대부분의 생물문의 조상이 등장했던 시기입니다. 이 시기 갑자기 다양한 생물들이 등장했기 때문에 생물학에서는 이 시기를 캄브리아 폭발기라고 부르기도 합니다. 이 시기 다양한 동물들이 등장해 진화상의 실험을 진행했는데, 신경계나 순환계 같이 중요한 계통이 진화한 것도 이 시기였습니다.
 보통 신경계 같은 내장 장기는 화석으로 남기가 어려운데, 최근에 화석 분석 기술의 발전과 잘 보존된 화석의 발견으로 5억년 전 초기 신경계의 발달을 연구할 수 있는 기회가 늘어나고 있습니다.
 최근 독일, 중국, 영국의 과학자들은 중국에서 발견된 Chengjiangocaris kunmingensis의 화석에서 가장 잘 보존된 캄브리아기 신경계를 발견했습니다. 복잡한 이름을 가진 이 생물체는 5억 2000만년 전에 살았던 fuxianhuiid 라는 종류의 생물로 현재의 절지 동물의 조상격으로 생각되고 있습니다. 전체적인 생김새는 새우나 랍스터 같은 갑각류의 모양입니다.
 흥미로운 것은 이 화석에 중추 신경계가 예외적일만큼 잘 보존되어 있다는 것입니다. 연구의 공저자인 캠브리지 대학의 재비어 오르테가-헤르난데스(Javier Ortega-Hernández, of the University of Cambridge's Department of Zoology)에 의하면 이 화석은 캄브리아기의 가장 완벽한 중추신경계 (It's the most complete example of a central nervous system from the Cambrian period)에 해당된다고 합니다.


 
(Magnification of ventral nerve cord of Chengjiangocaris kunmingensis. Credit: Yu Liu (Ludwig-Maximilians-University, Germany) )
 현대의 절지동물과 비슷하게 C. kunmingensis는 머리 앞쪽의 뇌와 더불어 몸의 앞뒤로 길게 뻗은 신경을 가지고 있습니다. 각 신경에는 신경절(ganglion)이 존재하는데 이는 양 다리와 체절을 조절하는 역할을 담당합니다. 놀랍게도 연구팀은 여기서 5마이크로미터에 불과한 각 신경 다발을 확인하는데 성공했다고 합니다.
 분석 결과에 따르면  C. kunmingensis 일부 신경은 현재의 새예동물(priapulids)이나 유조동물(onychophorans)과 비슷해서 절지 동물과 이들의 진화적 연관성을 엿볼 수 있는 증거를 제시합니다. 하지만 일부 특징은 현생 동물에서 볼 수 없는 것이라서 이들이 어쩌면 후손을 남기지 않고 멸종했거나 진화 과정에서 없어진 특징이 있음을 시사하고 있습니다.
 아마도 고생대 초기 캄브리아기에는 다양한 디자인의 생물이 서로 경합을 벌이면서 빠른 진화를 이룩했을 것입니다. 이 시기 승리한 디자인은 이후 지구 생태계를 지배했습니다. 따라서 이 시기 정확히 어떤 일이 발생했는지를 이해하는 것은 생물 진화를 이해하는데 매우 중요한 단서를 제공합니다. 앞으로도 더 많은 연구를 통해 정확한 생물 진화의 모습이 드러날 것으로 생각합니다.
 참고
   ​Proceedings of the National Academy of Sciences (2016). DOI: 10.1073/pnas.1522434113                                         


댓글

이 블로그의 인기 게시물

벨 V-280 Valor 시험 비행 성공

( The V-280 Valor flew for the first time at Bell Helicopter's Amarillo Assembly Center in Texas(Credit: Bell Helicopter/YouTube) )  앞서 소개드린 V-280 발러가 첫 번째 비행 테스트에 성공했다는 소식입니다. V-22 오스프리의 소형화 버전이라고 할 수 있는 V-280 발러는  미 육군의 차세대 헬기 사업인 Future Vertical Lift (FVL)에 입찰을 시도하는 틸트로터기로 현재 미 육군이 주력으로 사용하는 블랙호크 헬기와 비슷한 체급입니다. 다만 틸트로터기인 만큼 최고 속도나 항속 거리면에서 더 유리합니다. 스펙은 이전 포스트를 참조해 주시기   이전 포스트:  https://blog.naver.com/jjy0501/221115245986  (동영상)   V-280 발러는 틸트로터기의 더 대중화 될 수 있을지를 검증하는 중요한 무대가 될 것입니다. V-22 오스프리의 경우 복잡한 구조로 인해 가격이 너무 비싸져서 사실 미국은 몰라도 그 동맹국에 널리 도입되기는 어려운 부분이 있습니다. V-280 역시 가격이 아주 저렴할 것 같지는 않지만, 좀 더 합리적인 대안은 될 수 있을 것 같습니다. 만약 성공적인 결과가 나오면 한국을 포함한 미국의 동맹국에서 도입을 검토할 수 있을지 모르겠다는 생각입니다.   참고  https://newatlas.com/bell-v-280-valor-maiden-flight/52663/

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 ...