가장 오래된 척추동물의 조상? 윈난노조안

 

(Artistic reconstruction of the yunnanozoan from the Cambrian Chengjiang biota shows basket-like pharyngeal skeletons. Credit: Yang Dinghua)

(The stem vertebrate yunnanozoan. Credit: Zhao Fangchen)

 척추동물은 척삭동물문에 속합니다. 신경관 아래에 몸을 지탱하는 등뼈 (뼈는 아니지만) 같은 척삭이 일생 중 일부나 혹은 평생 나타나는 동물문으로 척추동물아문과 창고기 같은 두삭동물, 멍게 같은 피낭동물이 척삭동물을 구성합니다. 하지만 우리가 가장 관심 있는 부분은 사실 척추동물의 진화일 것입니다. 

 과학자들은 최초의 척추동물이 단단한 뼈가 없는 캄브리아기의 다른 다세포 동물 중에서 어떻게 생겨났는지 알기 위해 많은 화석을 연구했습니다. 이 가운데 상당한 논쟁이 있었던 화석이 5억 1800만년 전 캄브리아기 초반에 살았던 척삭동물의 오랜 조상인 윈난노조안 (yunnanozoan)입니다.

 윈난노조안은 중국의 유명한 캄브리아기 지층인 청장 생물군에서 1995년 발견된 이후 정확한 구조와 진화상의 위치를 두고 상당한 논쟁이 있었습니다. 중국내 여러 기관 (rom Nanjing Institute of Geology and Paleontology, Chinese Academy of Sciences, and the Nanjing University)이 과학자들은 127개의 윈난노조안 화석 표본을 최신 이미징 기술을 이용해 분석했습니다. 

 연구팀이 X-ray microtomography, scanning electron microscopy, transmission electron microscopy, Raman spectrometry, Fourier-transform infrared spectroscopy, energy-dispersive X-ray spectroscopy 같은 최신 기술을 사용해 윈난노조안의 인두궁 (pharyngeal arch)을 상세히 분석했습니다. 

 인두궁은 발달 과정에서 인간을 포함한 모든 척추동물에서 나타나는 구조물로 머리, 목, 구강 등의 형성에 중요한 역할을 합니다. 

 인두궁 : https://terms.naver.com/entry.naver?docId=5842405&cid=63057&categoryId=63057

 연구팀은 윈난노조안의 7개의 인두궁이 모두 비슷한 대나무 같은 체절과 필라멘트를 가진 구조라는 점을 확인했습니다. 이들은 모두 모여 바구니 같은 형태를 형성하고 있었는데, 이는 현생 무악류 같은 매우 원시적인 턱이 없는 어류와 비슷했습니다. 이 시기 바구니 형태로 연결된 인두궁과 분리된 인두궁을 지닌 적어도 두 가지 종류의 초기 척삭동물 그룹이 존재했는데, 이 가운데 윈난노조안은 현생 척추동물의 줄기 그룹 (stem group)에 속했다는 사실을 알 수 있습니다. 

 이상하게 생긴 벌레 같은 동물이 사실은 인류를 포함한 모든 척추동물의 조상일 가능성이 있다는 이야기인데, 앞으로 연구를 통해 과학자들이 아직 밝히지 못한 비밀도 함께 풀어나갈 것으로 기대합니다.

 

 참고 

https://phys.org/news/2022-07-reveals-yunnanozoans-oldest-stem-vertebrates.html

Qingyi Tian et al, Ultrastructure reveals ancestral vertebrate pharyngeal skeleton in Yunnanozoans, Science (2022). DOI: 10.1126/science.abm2708. www.science.org/doi/10.1126/science.abm2708

Tetsuto Miyashita, "Arch"-etyping vertebrates, Science (2022). DOI: 10.1126/science.adc9198. www.science.org/doi/10.1126/science.adc9198