다세포 생물의 출현은 높은 산소 농도 때문이 아니다?

 (Artistic reproduction of fauna during cambrian explosion. Credit: CNX OpenStax, CC BY 4.0 , via Wikimedia Commons)

​

​

지구 생명 역사의 대부분은 단세포 생물이 차지하고 있습니다. 최초에 세균과 고세균이 등장한 후 오랜 세월이 지나고 나서 대기 중 산소 농도가 크게 증가한 대산소화 사건이 일어나는데, 이때 높아진 산소 농도가 진핵 생물의 진화를 촉진했다는 가설이 지배적입니다. 다만 이에 대한 반론들도 존재합니다.

​

​

아무튼 이 과정을 거쳐 다세포 생물이 등장한 것은 다시 한참 지난 후인 8억년 전에서 6억 8500만년 전으로 추정됩니다. 이 시기를 캄브리아기 대폭발에 간줄 만한 시기라고 보고 아발론 폭발 (Avalon explosion)이라고 부르고 있습니다.

​

​

아발론 폭발의 원인은 잘 모르지만, 이 시기 산소 농도의 증가가 원인으로 지목되고 있습니다. 산소가 많을 수록 더 많은 에너지를 사용할 수 있기 때문입니다.

​

​

코펜하겐 대학과 다른 여러 연구 기관의 과학자들은 이 가설을 검증하기 위해서 오만 (Oman)의 산맥에서 구한 이 시기 지층의 암석을 분석했습니다.

​

​

분석 결과 연구팀은 당시 산소 농도가 지금보다 5-10배 정도 낮았다는 결론을 얻었습니다. 이 시기 산소 농도가 현재의 에베레스트 산 정상 수준의 농도에 불과했다는 것입니다. 연구팀은 오히려 낮은 농도의 산소가 세포들을 천천히 분화하게 유도해 다세포 동물의 진화를 도왔다고 해석했습니다.

​

​

다만 이 시기는 눈덩이 지구가 나타났던 시기로 중간에 기후 변화가 극심해서 산소 농도 역시 상당한 변화가 있었을 가능성이 있습니다. 따라서 모든 의문이 해결되었다고 보기에는 어려운 연구 결과입니다.

​

​

아무튼 다음 시기인 에디아카라기에는 산소 농도와 온도가 적당해져 눈으로 볼 수 있는 크기의 큰 다세포 생물들인 에디아카라 생물군이 나타나게 됩니다. 그전에 세포들이 뭉쳐 최초의 다세포 생물을 이룬 사연이 궁금합니다.

​

​

참고

​

​

https://phys.org/news/2023-07-assumption-higher-oxygen-multicellular-earth.html

​

Chadlin M. Ostrander et al, Widespread seafloor anoxia during generation of the Ediacaran Shuram carbon isotope excursion, Geobiology (2023). DOI: 10.1111/gbi.12557