(Schematic illustration of the four vertebral ossification patterns examined in the present study. (A) Pleurocentrum ossification. (B) Neural arch ossification. (C) neural arch fusion. (D) neuro central fusion. Credit: Scientific Reports (2022). DOI: 10.1038/s41598-022-24983-z)
척추동물은 5억 년에 달하는 진화 과정에서 매우 다양한 형태로 분화했습니다. 3억년이 넘는 역사를 지닌 사지 동물 역시 그 형태의 다양성은 일일히 다 말하기 어려울 지경입니다. 하지만 그 기본이 되는 척추 자체의 석회화는 거의 비슷하게 진행됩니다.
베를린 자연사 박물관과 베를린 훔볼트 대학의 과학자들은 3억 년 전 살았던 최초의 수생 파충류인 메소사우루스 테누이덴스 (Mesosaurus tenuidens)의 청소년기 개체를 발견해 여기에서 척추 진화에 대한 중요한 정보를 발견했습니다.
사실 파충류는 양막류 가운데서 처음으로 물 속의 삶에서 완전히 벗어나 육지 생활에 적응한 그룹 중 하나이지만, 사실 수중 생활이 여전히 생물체에게 유리했기 때문에 파충류는 물론이고 포유류나 조류까지 수중 생활로 다시 돌아갔습니다.
메소사우루스는 이 가운데 첫 번째 타자로 육지 상륙 후 얼마 되지 않은 시점에 헤엄치는데 유리한 긴 꼬리와 물 속에서 저항을 줄일 수 있는 긴 주둥이를 진화시켜 수중 생활로 다시 돌아갔습니다.
연구팀은 이 보존 상태가 우수한 메소사우루스 척추뼈가 머리에서 꼬리까지 지퍼가 닫히듯 순차적으로 척추궁이 닫히면서 척추가 완성된다는 사실을 발견했습니다. 적어도 3억 년 이상 사지동물이 형태적 다양성에도 불구하고 연골 생기고 여기에 석회화가 되면서 골화 (ossification) 과정을 거쳐 뼈가 되는 순차적인 형태는 변함이 없다는 것입니다. 이는 모든 사지 동물이 하나의 공통 조상에서 유래되었음을 시사하는 것입니다.
물론 타조, 공룡, 악어에서 인간까지 모두 최초로 육지에 상륙한 사지동물의 초기 형태에서 진화했다는 사실 자체는 새삼스럽지 않습니다. 하지만 수억 년에 걸쳐 생물은 매우 다양하게 진화했어도 우리가 모두 한 가지에서 나았다는 사실이 새삼 흥미롭습니다.
참고
https://phys.org/news/2022-12-vertebral-column-modern-animals-million.html
Antoine Verrière et al, Regionalization, constraints, and the ancestral ossification patterns in the vertebral column of amniotes, Scientific Reports (2022). DOI: 10.1038/s41598-022-24983-z
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