(Sanfordiacaulis model with simplified branching structure for easier visualization. Note that humans are provided for scale but did not exist concurrently with the tree. Credit: Tim Stonesifer)
(Sanfordiacaulis densifolia fossil (Scale is 1 m). Credit: Matthew Stimson)
석탄기에는 이름처럼 나중에 석탄으로 채굴되는 막대한 양의 나무가 화석화되었습니다. 당시 지구 대기 중 산소 농도는 지금보다 높았던 것으로 추정됩니다. 3억 5920만년 전부터 2억 9900만년 전까지 석탄기에는 식물을 먹는 동물은 별로 없고 기후도 식물이 자라기에 적합해 지상에는 빽빽한 숲이 형성되었습니다.
그런 만큼 석탄기 식물의 화석 기록은 충분할 것 같지만, 전부가 충분하지는 못한 것이 사실입니다. 식물이 화석화되면 주로 단단한 줄기와 나무 부분이 화석으로 남고 가지와 가느다란 줄기는 화석화 과정에서 사라지는 것이 대부분입니다. 따라서 전체 식물이 어떠했는지 알아내기가 생각보다 쉽지 않습니다.
콜비 대학의 로버트 가스탈도 (Robert Gastaldo of Colby College in Waterville, Maine)가 이끄는 연구팀은 캐나다 뉴브런즈윅에서 발굴한 3억 5천만 년 전 석탄기 초기 나무 화석에서 나무 전체의 모습을 복원할 수 있는 단서를 찾아냈습니다.
산포르디아카울리스 덴시폴리아 (Sanfordiacaulis densifolia)는 마치 양치식물이나 야자수와 비슷한 외형을 지니고 있으나 야자수의 조상이 등장하기 전 훨씬 전에 나타난 석탄기 고대 식물입니다. 아마도 이 화석은 지진으로 인해 삽시간에 매몰된 나무가 잎과 작은 가지가 썩기 전 완전히 보존되면서 통채로 화석화된 것으로 보입니다.
화석을 면밀히 분석한 과학자들은 줄기 주변으로 250개의 잎이 남아 있다는 것을 확인했습니다. 이렇게 3차원 적으로 나무 전체가 화석화되는 일은 사실 드문일입니다. 연구팀은 줄기에서 1.75m나 뻗어 있는 큰 잎을 발견했는데, 사실 거기서 끝이 아니라 잘려 있어 전체 길이는 1m 이상 더 길었을 것으로 추정됩니다. 따라서 이 나무의 전체 둘레는 5m가 넘었을 수 있습니다. 높이는 4.5m 정도였던 것으로 보입니다.
산포르디아카울리스의 형태는 현재의 식물과 비슷한 듯 하면서도 상당히 다릅니다. 이 시기에는 초식 동물을 걱정할 필요 없이 식물끼리의 경쟁만 어느 정도 있었을 것이고 아직은 석탄기 초기라 식물도 상대적으로 많지 않아서 현재처럼 치열한 경쟁을 벌이지는 않았을 것으로 추정됩니다. 따라서 자신을 방어할 필요 없이 큰 잎을 늘어뜨리는 방식으로 진화한 것이 아닌가 생각합니다.
아무튼 나무도 이렇게 통채로 화석화되는 경우가 있다는 사실이 흥미롭습니다.
참고
https://phys.org/news/2024-02-rare-3d-fossils-early-trees.html
Enigmatic fossil plants with three-dimensional, arborescent-growth architecture from the earliest Carboniferous of New Brunswick, Canada, Current Biology (2024). DOI: 10.1016/j.cub.2024.01.011. www.cell.com/current-biology/f … 0960-9822(24)00011-3
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