(Discovery site of fossil fats: Max Planck researchers found 635 million year-old molecules in rock samples from the Grand Canyon, most likely from predatory plankton. The microorganisms probably prepared the soil for today's ecosystems after the earth thawed again after a phase of complete glaciation. Credit: laurasaman/unsplah)
지금으로부터 대략 7억 년 전 지구는 전체가 거의 얼어붙은 상태인 눈덩이 지구 (snowball earth) 상태에 있었습니다. 이 시기는 적어도 5천만년 이상 지속된 것으로 보이는데, 지구가 다시 녹은 후 6억 3500만년 전 바다에는 기묘한 형태의 생물인 에디아카라 생물군이 번성하게 됩니다. 따라서 눈덩이 지구와 그 해빙 상태가 어떤 형태로든 다세포 생물의 진화에 관여했을 것으로 생각됩니다. 사실 최초의 진핵 세포와 다세포 포식자에 대한 부분은 아직도 풀리지 않은 미스터리가 많습니다. 그 내용은 제 책인 포식자에서도 설명한 바 있습니다.
막스 플랑크 연구소의 레나트 반 말데젬 (Lennart van Maldegem from Max Planck Institute (MPI) for Biogeochemistry)을 비롯한 연구자들은 그랜드 캐년의 6억 3500만년 전 지층에서 고대 생물의 잔해를 찾아냈습니다. 그 결과 포식성 플랑크톤을 구성했던 지방의 흔적을 찾을 수 있었습니다. 물론 화석화된 생물의 흔적은 미네랄로 대체되지만, 일부 유기 분자들은 변형된 상태로 수억 년을 살아남기 때문에 이를 검출할 수 있습니다.
연구팀은 이 오래된 지층에서 25,28-bisnorgammacerane(BNG) 분자를 찾아냈는데, 이 물질은 포식성 플랑크톤 (predatory plankton)에 흔한 물질로 당시에 상당한 양이 포식자가 등장했음을 시사하는 결과입니다. 초기 포식성 플랑크톤은 당시 바다에 흔한 박테리아를 먹으면서 덩치를 키웠을 것입니다. 다른 경쟁 상대도 없었기 때문에 이들은 지금보다 큰 번영을 누렸을 가능성이 큽니다. 얼음이 녹은 후 따뜻해진 바다와 육지에서 씻겨 나온 다양한 영양분들이 바다 생태계에 활력을 불어넣고 최초의 먹이 사슬을 형성했을 것입니다. 그리고 이런 변화가 녹조류 등 단순한 식물의 진화에도 영향을 미쳤을 것입니다.
최초의 포식자가 어떤 생물이었는지 구체적으로 알아내기는 어렵습니다. 하지만 그 기원이 아주 오래되었다는 점은 분명합니다. 아직 다세포 포식자가 진화하기 전 작은 단세포 포식자들이 이 시기에 이미 존재했음은 분명합니다. 포식 활동의 진화와 생태계의 진화를 이해하기 위한 연구는 앞으로 꾸준히 계속될 것입니다.
참고
Lennart M. van Maldegem et al. Bisnorgammacerane traces predatory pressure and the persistent rise of algal ecosystems after Snowball Earth, Nature Communications (2019). DOI: 10.1038/s41467-019-08306-x
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