(Terminal Ediacaran carbonate rocks in Three Gorges area (Hubei Province), People's Republic of China. These rocks were deposited in a shallow marine environment between 551 and 541 million years ago, and hold a record of the marine environmental changes that occurred at the time they were deposited. Credit: ASU)
지금으로부터 5억 4100만년 전, 에디아카라기가 끝나고 캄브리아기가 시작된 것은 지구 생명의 역사에서 큰 전환점이었습니다. 캄브리아기 대폭발 때 현생 동물문의 거의 대부분이 등장해 현재의 지구 다세포 생물군을 구성했기 때문입니다. 하지만 과연 무엇이 이런 대격변의 원인이었는지는 분명하지 않습니다.
제 책인 포식자에서는 산소 농도의 증가가 그 원인일지 모른다는 이야기를 했는데, 다세포 생물을 유지하는 데 드는 많은 에너지를 감안하면 산소 농도가 진핵생물의 진화와 다양한 다세포 생물의 등장에 큰 영향을 주는 인자였을 가능성이 큽니다.
그런데 최근 애리조나 주립 대학의 연구팀은 중국 후베이성의 에디아카라기 지층에서 에디아카라기와 캄브리아기의 전이층(Ediacaran-Cambrian transition)에 광범위한 저산소 환경이 생겼다는 증거를 발견했습니다. 해양 무산소화 (marine anoxia)는 당시 바닷물에 녹은 산소가 갑자기 크게 감소했음을 보여주는데, 어쩌면 이것이 지구상 첫 대멸종의 원인일지도 모른다는 것이 연구팀의 생각입니다. 연구의 리더인 페이페이 장 (Feifei Zhang)은 이것은 5억 5천만년 동안 가장 심각한 저산소 환경이었다고 설명했습니다.
물론 연구팀의 주장이 옳다고 해도 산소 농도는 에디아카라기의 마지막 시기에 급격히 감소했다가 다음 시기인 캄브리아기에는 이전보다 더 증가하게 됩니다. 그렇지 않았다면 산소를 많이 필요로하는 다세포 생물을 지탱할 수 없을테니 이 부분은 의심의 여지가 없습니다. 다만 문제는 실제로 당시 전지구적인 저산소 환경이었는지 여부입니다. 한 지역에서만 저산소 환경이었다면 대멸종의 원인이 되기는 어렵기 때문입니다.
동시에 이런 저산소 환경의 원인이 무엇이었는지 역시 궁금한 부분 가운데 하나입니다. 과연 당시 무슨 일이 발생한 것일까요? 이 질문에 대한 답을 찾기 위해서 앞으로 더 많은 지층에서 연구가 필요할 것입니다.
참고
Feifei Zhang et al, Extensive marine anoxia during the terminal Ediacaran Period, Science Advances (2018). DOI: 10.1126/sciadv.aan8983
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