환경 변화에 적응한 고대 생물 - 빨리 크고 빨리 죽었다?

(A specimen of Lystrosaurus from the Albany Museum in Grahamstown, South Africa. Credit: Ken Angielczyk )​

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 급격한 환경 변화는 많은 생물들을 멸종으로 몰아넣습니다. 하지만 동시에 생물들은 다양한 환경변화에 적응해서 생존의 길을 모색합니다.생명의 강인함과 진화가 생물체를 극적으로 변화시키는 것이죠. 최근 고생물학자들은 그런 사례를 추가로 발견했습니다.

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 유타 대학 산하 유타 자연사 박물관의 고생물학자 아담 후텐로커 (Adam Huttenlocker of the Natural History Museum of Utah )와 그의 동료들은 페름기말에서 대멸종의 시기를 살았던 포유류형 파충류인 리스트로사우루스(Lystrosaurus)의 화석의 변화를 연구했습니다.

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 리스트로사우루스는 단궁아강 수궁목(Therapsida)에 속하는 동물로 페름기말의 대멸종에서 생존해 트라이아이스 초기 시대를 지배한 생물입니다. 이 시기 등장하는 척추동물 화석 중 대부분이 리스트로사우루스일 만큼 이들은 트라이아이스기 초기 번성했습니다. 그리고 이들 수궁류 그룹은 포유류의 조상과 연관이 있다고 알려져 있습니다.

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 그런데 시간에 따른 리스트로사우루스의 진화를 연구한 과학자들은 흥미로운 사실을 발견했습니다. 뼈의 미세구조 및 크기 변화를 살펴보면 이들이 당시 생물종의 99%가 멸종했던 페름기말 대멸종을 기점으로 크기가 매우 작아졌을 뿐 아니라 빨리 크고 말리 죽었다는 것입니다.

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 본래 리스트로사우루스는 페름기말에는 피그미 하마만한 크기였습니다. 가장 큰 개체는 2.5m에 달할만큼 컸습니다. 그러다가 대멸종을 겪으면서 크기가 대형견 수준으로 작아집니다. 동시에 자라는 속도도 빨라진 것으로 보입니다.

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 사실 보통 대멸종에서 살아남는 것은 작은 동식물입니다. 일단 크기가 작은 만큼 개체수가 많기 때문이죠. 쥐 1만 마리와 코끼리 1마리를 상상하면 이해가 쉽습니다. 하지만 이번 연구는 생명체가 빠르게 적응해서 크기를 줄이는 전략을 취할 수 있다는 것을 보여줍니다. 동시에 성장 속도가 매우 빨라지는 것은 성체가 되는 시간을 줄여서 빨리 자손을 얻는 전략으로 보입니다.

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 연구팀에 의하면 페름기 대멸종 이전 리스트로사우루스는 나이가 13-14년 정도 된 것으로 보이는 반면 대멸종 이후 등장한 리스트로사우루스들은 2-3년에 불과할 정도로 짧다고 합니다. 대신 크기가 매우 작아졌습니다. 덕분에 급격한 환경변화에서도 생존해서 자손을 남길 가능성이 커진 것입니다. (물론 동시에 페름기 말 산소 농도가 낮아진것도 영향을 미쳤을 것이라는 가설도 존재합니다. )

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 이번 연구에서 가장 흥미로운 부분은 현재 인류세의 동식물의 적응과의 비교입니다. 연구팀은 리스트로사우루스의 진화 전략을 대서양 대구(cod)의 변화와 비교했습니다. 인간에 의해 산업적인 규모로 대구 어업이 이뤄지자 큰 크기의 대구는 거의 자취를 감출만큼 개체수가 감소했습니다.

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 이는 강력한 진화압으로 작용해 대구의 평균 크기가 작은 쪽으로 이동하게 만들었습니다. 덕분에 현재의 대구는 크기가 작고 빨리 성숙해 짝짓기를 하는 방향으로 진화하고 있습니다. 충분히 클때까지 기다리면 살아남기 어려울 가능성이 커졌기 때문입니다.  

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 많은 생물학자이 현재 지구가 인류에 의한 6번째 대멸종의 위기를 맞이하고 있다고 보고 있습니다. 확실히 많은 생물들이 위기에 직면했지만, 이런 변화에서 살아남기 위한 변화 역시 처절하게 진행되고 있습니다. 이 변화에 적응한 생존자들은 아마도 인류가 사라진 후 지구의 생태계에서 번영을 누릴 것입니다.

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 참고

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Botha-Brink, J. D. Codron. A. K. Huttenlocker, K. D. Angielczyk, and M. Ruta. 2016. Breeding young as a survival strategy during Earth's greatest mass extinction. Scientific Reports 6. DOI: 10.1038/srep24053                                        

  http://phys.org/news/2016-04-fast-die-young-life-history.html#jCp    

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