절지동물 아가미의 진화 과정을 보여주는 5억 2천만 년 전 화석

 

(Credit: University of Manchester)

 절지동물은 현생 동물군 가운데서 가장 크고 다양한 그룹입니다. 그런 만큼 역사도 오래되어 이미 캄브리아기에 다양한 숫자의 절지동물과 근연 그룹이 존재했습니다. 그런데 당시 동물들은 모두 물에서 살았기 때문에 물속에서 호흡할 수 있는 능력을 지녀야 했습니다. 몸집이 작은 경우 큰 문제가 없지만, 몸집이 점점 커지고 복잡해지면서 결국은 아가미 같이 호흡을 위해 표면적을 늘릴 수 있는 전문적인 기관이 필요합니다. 

 과학자들은 캄브리아기에 살았던 절지동물의 조상 혹은 그 근연 그룹에서 초기 아가미의 흔적을 발견했습니다. 예를 들어 이 시기에 가장 큰 생물체였던 아노말로카리스의 경우 배 아래에 붙은 날개 같은 플랩 (flap) 에 아가미 같은 구조물이 있었습니다. 하지만 현생 절지동물의 경우 움직이거나 헤엄치기 위한 다리와 그 사이의 아가미 다리가 있는 이지형 다리 (biramous limb)를 지니고 있습니다. 그러나 정확히 어떤 시기에 플랩에서 다리로 진화했는지는 명확하지 않습니다. 

 맨체스터 대학의 연구팀은 중국, 스웨덴, 스위스의 과학자들과 함께 중국 청장의 화석 발굴 지역 (Chengjiang Fossil Site)에서 발견된 신종 화석인 에라투스 스페라레 (Erratus sperare)에서 그 단서를 발견했습니다. 왜냐하면 이 작은 절지동물 화석에서 다리와 플랩을 동시에 발견했기 때문입니다. 

 초창기 절지동물은 다리 없이 플랩을 이용해서 헤엄쳤을 것입니다. 다리 같은 부속지는 먹이를 사냥할 때 사용하는 것 정도가 전부였습니다. 하지만 다리를 이용하면 헤엄을 치거나 바닥을 기어다니는 등 여러 가지 동작이 가능하기 때문에 어느 시점에 관절이 있는 다리를 지닌 절지동물이 대세가 된 것으로 보입니다. 에라투스는 그 중간 과정을 보여준다는 점에서 흥미로운 화석입니다. 

 기괴하게 생기긴 했지만, 이런 절지동물 조상 그룹이 없었다면 우리가 지금 보는 다리가 있는 절지동물 역시 없었을지 모릅니다. 

 참고 

https://phys.org/news/2022-02-fossil-reveals-arthropod.html

Dongjing Fu et al, The evolution of biramous appendages revealed by a carapace-bearing Cambrian arthropod, Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences (2022). DOI: 10.1098/rstb.2021.0034