다세포 동물의 진화는 훨씬 단순하게 이뤄졌다?

(Graphic showing where multicellularity arose in evolutionary history. Credit: Sebé-Pedrós et at/Developmental Cell 2016)

 단세포 생물이 다세포 동물로 진화하는 과정은 생명의 역사에서 가장 중요한 장면 가운데 하나입니다. 다만 이 과정이 화석으로 남기는 어렵기 때문에 과학자들은 현재 존재하는 생물체와 그 유전자로부터 단서를 찾고 있습니다. 

 스페인 진화 생물학 연구소의 이냐키 루이즈-트릴로(Iñaki Ruiz-Trillo, an evolutionary biologist at the Institute of Evolutionary Biology in Barcelona, Spain)와 그의 동료들은 단세포 동물에서 다세포 동물로 넘어가는 과정이 생각보다 훨씬 복잡하지 않게 이뤄졌을 가능성이 있다는 연구 결과를 발표했습니다. 

 이 과정은 대략 8억년전에 이뤄진 것으로 보이는데, 사실 작은 세포 덩어리에 불과한 초기 동물의 화석은 거의 남아있지 않아서 이 과정을 직접 추적하는데는 어려움이 있습니다. 연구팀은 초기 다세포 동물과 매우 유사한 단세포 아메바인 캅사스포라 속 (Capsaspora owczarzaki)의 유전자를 현생 다세포 동물과 비교했습니다. 

 이 단세포 생물은 필요에 따라 군체를 이루는 생물로 군체를 이룰때는 각기 역할 분담이 이뤄지는 특징이 있습니다. 연구팀에 따르면 이 단세포 생물이 세포 분화를 일으키거나 조절하는 유전자가 현생 다세포 동물과 상당히 유사하다고 합니다. 

 예를 들어 세포내 신호 경로에 관련된 tyrosine-kinase 신호 시스템이 다세포 동물에서 볼 수 있는 것과 유사한 구조를 지니고 있습니다. 이는 생각해보면 타당한 이야기로 다세포 동물로 진화하는 과정에서 완전히 새로운 유전자를 만들기보다는 기존의 유전자를 기반으로 필요한 부분을 만드는 것이 훨씬 간단하기 때문입니다. 

 연구팀은 이를 근거로 다세포 동물의 진화가 생각보다 짧은 시간에 더 단순하게 이뤄졌을 가능성이 있다고 보고 있습니다. 

 물론 더 많은 연구가 필요하지만, 다세포 생물의 진화 역시 과거 단세포 생물 시절 가진 자산을 바탕으로 이뤄졌을 것입니다. 하늘아래 새로운 것이 없다는 이야기처럼 새로운 진화 역시 기존의 유전자를 기반으로 이뤄진 것일 가능성이 큽니다. 

 참고 

Developmental Cell, Sebé-Pedrós et al.: "High-Throughput Proteomics Reveals the Unicellular Roots of Animal Phosphosignaling and Cell Differentiation" www.cell.com/developmental-cell/fulltext/S1534-5807(16)30644-X , dx.doi.org/10.1016/j.devcel.2016.09.019 

http://phys.org/news/2016-10-short-single-celled-ancestors-animals.html#jCp