(Artistic reconstruction of the Burgess Shale concilitergan Helmetia expansa. Credit: Marianne Collins)
(Holotype of Helmetia expansa USNM 83952, dorsal view. Credit: Jean-Bernard Caron and Sarah Losso)
(Concilitergan diversity and relationships. A,Arthroaspis bergstroemi, MGUH 30382, from the early Cambrian (Stage 3) Sirius Passet, Greenland. B,Helmetia expansa, USNM 83952, from the mid-Cambrian (Wuliuan) Burgess Shale, Canada. C,Kuamaia lata, CJHMD 00064, from early Cambrian (Stage 3) Chengjiang, China. D,Tegopelte gigas, USNM 189201, from the mid-Cambrian (Wuliuan) Burgess Shale, Canada. E, simplified topology based on results from phylogenetic analyses herein which resolved Arthroaspis bergstroemi as an early-branching concilitergan. Credit: Jean-Bernard Caron and Sarah Losso)
고생대 첫 번째 시기인 캄브리아기에는 현생 동물문의 대부분이 등장하며 생물 다양성이 극적으로 증가했습니다. 따라서 이 시기를 캄브리아기 대폭발이라고 부르고 있습니다. 하지만 사실 이 시기에는 현생 동물의 조상 뿐 아니라 정확한 분류를 알기 어려운 기괴한 생물들이 대거 등장했다가 사라지기도 했습니다. 과학자들은 후손 없이 사라진 이 고대 미스터리 동물들이 생물 진화과정에서 어떤 과정에 있는 동물인지 알기 위해 많은 연구를 진행했습니다.
그 가운데 20세기 초 버제스 혈암군에서 처음으로 캄브리아기 생물군을 보고했던 찰스 둘리틀 월컷 (Charles Doolittle Walcott)이 1918년 보고한 헬멧티아 엑스판자(Helmetia expansa)도 있습니다. 이 동물은 아마도 멸종된 초기 절지동물군의 일부로 보고 있지만, 사실 현재까지 상세한 분석이 이뤄지지 않은 캄브리아기의 미스터리 생물입니다.
하버드 대학의 박사후 연구원인 사라 로소(Sarah Losso, postdoctoral fellow in the Department of Organismic and Evolutionary Biology)와 동료들은 헬멧티아 화석 표본 36개를 분석해 5억 800만 년 전에 살았던 이 초기 절지동물의 미스터리를 파헤쳤습니다.
연구팀에 따르면 헬멧티아는 외골격의 석회화가 전혀 이뤄지지 않은 초기 절지동물인 콘칠리터가(Conciliterga)라는 그룹에 속합니다. 이들은 삼엽충과 근연 관계이지만, 고생대 내내 번성한 삼엽충과 달리 초기에 잠시 나타났다가 사라진 원시 절지동물입니다.
이번 연구에서 주목할만한 사실은 탈피 과정 중에 있는 화석 표본이 두 개나 발견되었다는 것입니다. 이들은 납작하고 투명한 몸으로 바다 밑을 기어다녔던 것으로 보이는데, 현생 절지동물만큼 단단한 외피를 지녔던 것은 아니지만, 그럼에도 탈피를 통해 외골격을 벗고 성장하는 기본 과정은 비슷하다는 것을 알 수 있습니다.
흥미로운 부분은 헬멧티아가 탈피를 하면서 투구게 같이 몸이 앞쪽으로 빠져나온 다는 사실입니다. 반면 현생 게들은 대부분 뒤로 몸이 빠져나옵니다. 어느 쪽이 더 좋다기 보다는 아마도 몸 구조와 연관이 있을 것입니다. 이렇게 탈피를 거듭하면서 헬멧티아의 몸은 9-18cm 정도로 커졌는데, 당시 기준으로는 작지 않은 편입니다. 하지만 부드러운 외골격이 문제였는지 결국은 후손 없이 사라진 것으로 보입니다.
하지만 이런 진화적 실험이 없었다면 지금 우리가 알고 있는 대부분의 생물이 진화할 수 없었을 것입니다. 따라서 이들의 진화 과정을 연구하는 것은 오늘 우리와 다른 생물의 탄생 과정을 이해하는 과정이기도 합니다.
참고
https://phys.org/news/2025-04-ancient-fossil-big-evolution-enigma.html
https://en.wikipedia.org/wiki/Helmetia
Sarah R. Losso et al, Helmetia expansa Walcott, 1918 revisited – new insights into the internal anatomy, moulting and phylogeny of Conciliterga, Journal of Systematic Palaeontology (2025). DOI: 10.1080/14772019.2025.2468195
댓글
댓글 쓰기