(Side-by-side comparison of Tiktaalik (top) and alligator gar (bottom) showing similarly shaped snouts that may suggest convergence in feeding strategies. Credit: Justin Lemberg (University of Chicago).)
3억 7500만년 전 아직 육지에 척추동물이 없던 시절 육기어류의 일종이 현생 사지류의 조상으로 진화하기 시작했습니다. 아직 육지에 상륙하지는 못했지만, 얕은 물과 호수 환경에 적응해 육지 상륙을 준비하고 있던 초기 사지류의 조상을 대표하는 생물이 바로 틱타알릭 (Tiktaalik roseae)입니다. 틱타알릭 자체는 아직 육지를 걸을 수 없었지만, 얕은 수중 환경에 적응해 지느러미를 다리처럼 사용할 수 있었습니다.
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그런데 육기어류가 사지류로 진화하기 위해서는 지느러미가 다리로 변하는 것은 물론 여러 가지 변화가 일어나야 합니다. 공기 중에서 숨쉬는 것은 물론 먹이도 물밖에서 먹을 수 있어야 합니다. 분명 틱타알릭은 그 중간 단계 어딘가에 있겠지만, 지금까지 어떻게 먹이를 먹었는지에 대한 연구는 부족했습니다.
시카고 대학의 네일 슈빈 교수 (Neil Shubin, Ph.D., the Robert R. Bensley Distinguished Service Professor of Organismal Biology and Anatomy at UChicago)가 이끄는 연구팀은 현생 어류 가운데 틱타알릭과 형태와 생활 방식이 가장 흡사하다고 여겨지는 엘리게이터 가 (Alligator Gar)를 비교 분석했습니다.
엘리게이터 가는 악어가 아니라 원시적인 조기어류의 일종으로 진화계통상 육기어류인 틱타알릭과 완전히 다른 그룹이지만, 비슷한 생활 환경에서 다소 비슷한 골격 구조를 지니게 된 것으로 여겨집니다. 참고로 엘리게이터 가는 악어와 닮은 주둥이 형태 때문에 붙여진 이름으로 몸길이 1.8m (최대 3m)급의 대형 어류입니다.
(엘리게이터 가 - 리버 몬스터)
연구팀은 엘리게이터 가와 틱타알릭의 두개골을 CT로 촬영해 틱타알릭의 섭식 방법을 분석했습니다. 엘리게이터 가는 다른 어류와 마찬가지로 물을 빨아들여서 먹이를 더 손쉽게 잡을 수 있습니다. 하지만 다른 어류와 다른 점은 흡입과 물기를 동시에 할 수 있다는 점인데, 연구팀은 틱타알릭 역시 마찬가지였을 것으로 해석했습니다.
틱타알릭 역시 엘리게이터 가처럼 몸집이 큰 편인데, 좁은 수로에서 먹이를 잡았던 것으로 보입니다. 큰 덩치로 좁은 공간에서 민첩하게 움직이기는 힘들기 때문에 흡입과 물기를 동시에 할 수 있는 기술을 통해 먹이를 더 효과적으로 잡았던 것으로 보입니다. 덕분에 큰 몸집을 유지할 수 있었을 것입니다.
육지로 상륙한 사지류의 조상은 공기 중에서는 굳이 흡입을 할 이유가 없어졌습니다. 그러나 초기 사지류는 아직 물을 떠나지는 않았기 때문에 이는 유용한 기술 중 하나였을 것입니다. 물론 점점 물을 떠나 진정한 육지 생물이 되면서 잊혀진 기술이 되었겠지만, 육지 상륙 전 중요한 중간 단계를 지탱해준 유용한 방법이었음에 틀림없습니다.
참고
https://phys.org/news/2021-02-clues-emerge-early-tetrapods-liveand.html
Justin B. Lemberg el al., "The feeding system of Tiktaalik roseae: an intermediate between suction feeding and biting," PNAS (2021). www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.2016421118
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