기본 콘텐츠로 건너뛰기

육지를 넘본 사지형류 - 아칸토스테가와 이크티오스테가





(Acanthostega gunnari, pencil drawing, digital coloring, Nobu Tamura (http://spinops.blogspot.com))

(Ryan Somma - Acanthostega gunnari)


 틱타알릭의 시대로부터 1000만년 정도 후인 3억 6500만년 전의 얕은 강가와 호수에는 보다 양서류에 가까운 사지형류가 등장했습니다. 이들은 현생 양서류와 다소 다르긴 하지만, 몇 가지 유사한 특징을 지녀 슬슬 사지형류가 육지로 상륙을 준비했다는 것을 알려주고 있습니다. 재미있는 것은 이 시기 등장한 아칸토스테가(Acanthostega)와 이크티오스테가(Ichthyostega)가 물속에서 사지 동물의 특징을 진화시켰다는 것입니다. 이들은 제 책인 포식자에서는 설명을 생략했지만, 여기서는 소개해도 무방할 것입니다. 










 아칸토스테가는 20세기 중반에 발견된 사지형류로 몇 가지 흥미로운 특징을 지니고 있습니다. 대략 60cm 정도 되는 몸길이의 중형 사지형류인데, 발가락이 8개라는 점이 이색적입니다. 하지만 이 발가락은 얕은 물가에서 물갈퀴를 이용해서 이동하는데 최적화된 것으로 걷기에는 적합하지 않았습니다. 아칸토스테가의 다리 부분을 보면 앞다리나 뒷다리 모두 손목/발목에 해당되는 관절이 없이 그냥 뼈가 요골과 척골에 붙어 있는 구조입니다. 이는 이 다리를 걷는데 사용하는 것이 아니라 단지 물속에서 헤엄치는 용도로만 사용했다는 증거입니다. 


 여기에 아칸토스테가의 부실해 보이는 갈비뼈 (위의 골격도 참조)와 사지 골격은 육지에서 걷기는 불가능했을 것이라는 추정을 가능하게 합니다. 따라서 아칸토스테가는 평생을 물속에서 살았던 초기 사지형류로 생각됩니다. 하지만 그럼에도 불구하고 아칸토스테가는 폐를 가지고 있었던 것으로 보입니다. 이는 서로 상충되는 부분인 것 같지만, 사실 나름의 이유가 있었던 것으로 보입니다. 


 앞서 설명한 다른 사지형류처럼 아칸토스테가도 산소 농도가 낮은 데본기 후기의 환경에 적응해 폐를 진화시킨 것 같습니다. 이런 능력은 특히 말라가는 작은 웅덩이나 탁한 물속에서 진가를 발휘해 다른 물고기가 숨쉬기 힘든 상황에서도 아칸토스테가는 쉽게 숨쉬면서 사냥을 했을 가능성이 있습니다. 이를 뒷받침하는 다른 증거는 두개골입니다. 


(아칸토스테가의 두개골. 


 아칸토스테가의 머리 골격은 어류보다는 사지 동물을 더 닮았다는 것을 알 수 있습니다. 이빨 배열 역시 당시의 어류와 반대로 안쪽에 작은 이빨이 여러 개 있고 외부에 큰 이빨이 몇 개 있는 구조입니다. 이런 구조는 먹이를 흡입하거나 물과 함께 삼키기보다는 사지동물처럼 입으로 집거나 혹은 물어서 먹는데 유리한 구조입니다. 


 이런 점을 종합하면 아칸토스테가는 얕은 물가나 혹은 늪지, 습지에서 사는 동물로 폐호흡을 할 수 있었기 때문에 말라가는 물에서도 문제 없이 숨쉴 수 있었으며 여기서 움직이기 힘든 다른 생물체를 사냥했을지 모릅니다. 이 방식은 현생 생물에서도 볼 수 있습니다. 걷는 상어라고 불리는 에퍼렛 상어가 그 주인공으로 이들은 조수 간만의 차이를 이용해서 사냥을 합니다. 어쩌면 사지 형류의 중요한 사냥 방법 중 하나였을지도 모릅니다. 



(동영상) 


 물론 이들이 정확히 어떤 방법으로 사냥을 했는지는 알기 어렵지만, 물고기와 다른 여러 가지 골격 구조 및 폐호흡 능력은 사지형류가 일반적인 어류와는 다른 방법으로 사냥을 했음을 시사합니다. 


 비슷한 시기에 아칸토스테가보다 더 대형인 사지형류인 이크티오스테가는 육지에서 몸을 지탱하는 데 더 유리한 구조를 지니고 있었습니다. 몸길이도 1.5m 정도로 현재의 가장 큰 도룡룡과 비슷한 수준인 이크티오스테가는 육지로 점점 가까이 다가서는 사지형류의 모습을 보여주고 있습니다. 


(이크티오스테가의 골격 구조. 




(이크티오스테가의 복원도. 


 이크티오스테가는 7개의 발가락과 좀더 잘 발달된 앞다리를 가지고 있습니다. 갈비뼈 역시 좀 더 튼실하기 때문에 육지에서도 몸을 지탱했을 가능성이 있습니다. 다만 뒷다리의 형태가 다소 부실해 네 발로 걷기는 좀 힘들었을 것으로 보입니다. 하지만 현재의 물개처럼 걷지는 못해도 기어다닐 능력은 충분히 있었을 것으로 보는 의견이 있습니다. 


 아마도 이크티오스테가가 더 덩치가 크기 때문에 늪지나 건기에 말라가는 습지대에서 살아남기 위해 이런 형태로 진화했을 가능성이 있습니다. 이크티오스테가나 아칸토스테가는 상당히 양서류에 근접했기 때문에 양서류 진화 직전 단계의 사지형류의 모습을 보여주는 화석으로 가치가 높습니다. 


 본격적인 양서류 이야기를 하기 전에 흥미로운 곁가지를 설명하고 넘어가겠습니다. 


 참고 


Boisvert, Catherine A. (2005). "The pelvic fin and girdle of Panderichthys and the origin of tetrapod locomotion". Nature. 438 (7071): 1145–1147.

Stephanie E. Pierce; Jennifer A. Clack; John R. Hutchinson (2012). "Three-dimensional limb joint mobility in the early tetrapod Ichthyostega". Nature. 486: 524–527. 

Mosher, Dave (May 23, 2012). "Evolutionary Flop: Early 4-Footed Land Animal Was No Walker?". National Geographic News. Retrieved 4 November 2013.





라벨:

댓글

댓글 쓰기

이 블로그의 인기 게시물

통계 공부는 어떻게 하는 것이 좋을까?

 사실 저도 통계 전문가가 아니기 때문에 이런 주제로 글을 쓰기가 다소 애매하지만, 그래도 누군가에게 도움이 될 수 있다고 생각해서 글을 올려봅니다. 통계학, 특히 수학적인 의미에서의 통계학을 공부하게 되는 계기는 사람마다 다르긴 하겠지만, 아마도 비교적 흔하고 난감한 경우는 논문을 써야 하는 경우일 것입니다. 오늘날의 학문적 연구는 집단간 혹은 방법간의 차이가 있다는 것을 객관적으로 보여줘야 하는데, 그려면 불가피하게 통계적인 방법을 쓸 수 밖에 없게 됩니다. 이런 이유로 분야와 주제에 따라서는 아닌 경우도 있겠지만, 상당수 논문에서는 통계학이 들어가게 됩니다.   문제는 데이터를 처리하고 분석하는 방법을 익히는 데도 상당한 시간과 노력이 필요하다는 점입니다. 물론 대부분의 학과에서 통계 수업이 들어가기는 하지만, 그것만으로는 충분하지 않은 경우가 많습니다. 대학 학부 과정에서는 대부분 논문 제출이 필요없거나 필요하다고 해도 그렇게 높은 수준을 요구하지 않지만, 대학원 이상 과정에서는 SCI/SCIE 급 논문이 필요하게 되어 처음 논문을 작성하는 입장에서는 상당히 부담되는 상황에 놓이게 됩니다.  그리고 이후 논문을 계속해서 쓰게 될 경우 통계 문제는 항상 나를 따라다니면서 괴롭히게 될 것입니다.  사정이 이렇다보니 간혹 통계 공부를 어떻게 하는 것이 좋겠냐는 질문이 들어옵니다. 사실 저는 통계 전문가라고 하기에는 실력은 모자라지만, 대신 앞서서 삽질을 한 경험이 있기 때문에 몇 가지 조언을 해줄 수 있을 것 같습니다.  1. 입문자를 위한 책을 추천해달라  사실 예습을 위해서 미리 공부하는 것은 추천하지 않습니다. 기본적인 통계는 학과별로 다르지 않더라도 주로 쓰는 분석방법은 분야별로 상당한 차이가 있을 수 있어 결국은 자신이 주로 하는 부분을 잘 해야 하기 때문입니다. 그러기 위해서는 학과 커리큘럼에 들어있는 통계 수업을 듣는 것이 더 유리합니다...
댓글 4개
자세한 내용 보기

9000년 전 소녀의 모습을 복원하다.

( The final reconstruction. Credit: Oscar Nilsson )  그리스 아테나 대학과 스웨덴 연구자들이 1993년 발견된 선사 시대 소녀의 모습을 마치 살아있는 것처럼 복원하는데 성공했습니다. 이 유골은 그리스의 테살리아 지역의 테오페트라 동굴 ( Theopetra Cave )에서 발견된 것으로 연대는 9000년 전으로 추정됩니다. 유골의 주인공은 15-18세 사이의 소녀로 정확한 사인은 알 수 없으나 괴혈병, 빈혈, 관절 질환을 앓고 있었던 것으로 확인되었습니다.   이 소녀가 살았던 시기는 유럽 지역에서 수렵 채집인이 초기 농경으로 이전하는 시기였습니다. 다른 시기와 마찬가지로 이 시기의 사람들도 젊은 시절에 다양한 질환에 시달렸을 것이며 평균 수명 역시 매우 짧았을 것입니다. 비록 젊은 나이에 죽기는 했지만, 당시에는 이런 경우가 드물지 않았을 것이라는 이야기죠.   아무튼 문명의 새벽에 해당하는 시점에 살았기 때문에 이 소녀는 Dawn (그리스어로는  Avgi)라고 이름지어졌다고 합니다. 연구팀은 유골에 대한 상세한 스캔과 3D 프린팅 기술을 적용해서 살아있을 당시의 모습을 매우 현실적으로 복원했습니다. 그리고 그 결과 나타난 모습은.... 당시의 거친 환경을 보여주는 듯 합니다. 긴 턱은 당시를 살았던 사람이 대부분 그랬듯이 질긴 먹이를 오래 씹기 위한 것으로 보입니다.   강하고 억센 10대 소녀(?)의 모습은 당시 살아남기 위해서는 강해야 했다는 점을 말해주는 듯 합니다. 이렇게 억세보이는 주인공이라도 당시에는 전염병이나 혹은 기아에서 자유롭지는 못했기 때문에 결국 평균 수명은 길지 못했겠죠. 외모 만으로 평가해서는 안되겠지만, 당시의 거친 시대상을 보여주는 듯 해 흥미롭습니다.   참고  https://phys.org/news/2018-01-te...
댓글 쓰기
자세한 내용 보기

150년 만에 다시 울린 희귀 곤충의 울음 소리

  ( The katydid Prophalangopsis obscura has been lost since it was first collected, with new evidence suggesting cold areas of Northern India and Tibet may be the species' habitat. Credit: Charlie Woodrow, licensed under CC BY 4.0 ) ( The Museum's specimen of P. obscura is the only confirmed member of the species in existence. Image . Credit: The Trustees of the Natural History Museum, London )  과학자들이 1869년 처음 보고된 후 지금까지 소식이 끊긴 오래 전 희귀 곤충의 울음 소리를 재현하는데 성공했습니다. 프로팔랑곱시스 옵스큐라 ( Prophalangopsis obscura)는 이상한 이름만큼이나 이상한 곤충으로 매우 희귀한 메뚜기목 곤충입니다. 친척인 여치나 메뚜기와는 오래전 갈라진 독자 그룹으로 매우 큰 날개를 지니고 있으며 인도와 티벳의 고산 지대에 사는 것으로 보입니다.   유일한 표본은 수컷 성체로 2005년에 암컷으로 생각되는 2마리가 추가로 발견되긴 했으나 정확히 같은 종인지는 다소 미지수인 상태입니다. 현재까지 확실한 표본은 수컷 성체 한 마리가 전부인 미스터리 곤충인 셈입니다.   하지만 과학자들은 그 형태를 볼 때 이들 역시 울음 소리를 통해 짝짓기에서 암컷을 유인했을 것으로 보고 있습니다. 그런데 높은 고산 지대에서 먼 거리를 이동하는 곤충이기 때문에 낮은 피치의 울음 소리를 냈을 것으로 보입니다. 문제는 이런 소리는 암컷 만이 아니라 박쥐도 잘 듣는다는 것입니다. 사실 이들은 중생대 쥐라기 부터 존재했던 그룹으로 당시에는 박쥐가 없어 이런 방식이 잘 통했을 것입니다. 하지만...
댓글 쓰기
자세한 내용 보기