초기 사지류의 조상은 생각보다 오래됐다.

 (The fossil of the Westlothiana lizziae, which was found in the East Kirkton Quarry in West Lothian, Scotland. Credit: National Museums Scotland)

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(An environmental reconstruction of the East Kirkton area some 346 million years ago depicts the Westlothiana lizziae resting on a rock. Credit: Hector Garza)

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1984년 스코틀랜드의 아마추어 고생물학자들은 길이 20cm가 채 되지 않지만 거의 온전한 형태로 화석이 된 도마뱀 같은 화석을 발견했습니다. 웨스트로시아나 리지에 (Westlothiana lizziae)라고 명명된 이 화석은 양서류, 포유류, 파충류, 조류 같은 사지류의 조상으로 여겨져 과학적으로 큰 가치를 지니고 있습니다.

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과학자들은 웨스트로시아나의 화석이 대략 3억 3100만년 전의 것이라고 추정했습니다. 이것이 옳다면 초기 양막류 (파충류, 포유류, 조류)는 매우 짧은 시기에 공통 조상에서 갈라져 나온 것으로 볼 수 있습니다. 다만 이 화석의 연대 측정은 다소 불완전했습니다.

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텍사스 대학 오스틴 캠퍼스 (University of Texas at Austin)의헥터 가자 (Hector Garza)가 이끄는 연구팀은 웨스트로시아나의 화석 연대 추정에 다시 도전했습니다. 연구팀이 선택한 방법은 지르콘 (Zircon) 결정을 이용한 동위원소 연대 측정이었습니다.

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하지만 당시 이 화석이 발견된 지층은 화산 지대로 용암이 굳은 현무암이 많은 곳이었습니다. 여기서는 지르콘 결정이 잘 형성되지 않기 때문에 이는 성공을 장담할 수 없는 방법이었습니다. 지르콘을 얻기 위해 지층에서 엄청난 노력을 기울이고 아무것도 얻지 못할 수 있습니다. 하지만 운 좋게도 화산에서 쏟아져 내린 진흙과 파편들이 호수에 퇴적되어 지르콘 결정을 지층에 남겼고 이 화석도 거기에 있었기 때문에 연구팀은 지르콘 연대 측정에 성공할 수 있었습니다.

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이렇게 얻은 새로운 연대는 3억 4600만년 전이었습니다. 이전에 생각했던 것보다 사지류의 기원이 더 오래되었을 수 있다는 이야기입니다. 흥미롭게도 이 화석은 3억 6000만년 전에서 3억 4500만년 사이 사지류의 화석이 거의 발견되지 않는 시기인 로머의 간극 (Romer's Gap)에 해당되는 화석입니다.

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이 시기 화석이 별로 남지 않은 것은 당시 초기 사지류 자체가 개체 수가 많지 않고 화석화에 좋지 않은 조건이었기 때문으로 생각되는데, 그래도 이 시기 초기 사지류가 진화하고 있었다고 생각하고 있습니다. 이번 발견은 로머의 간극에 대한 구체적인 증거를 제시했다는 점에서 의의가 있습니다.

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로머의 간극 시기에는 아마도 초기 사지류가 매우 제한된 환경에서 진화를 시작하는 중이었을 것입니다. 하지만 이렇게 하나씩 화석을 찾아내면 간극도 결국은 메워질 수 있을 것으로 기대합니다.

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참고

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https://phys.org/news/2025-05-shot-science-age-animal-ancestor.html

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Hector K. Garza et al, New U-Pb constraints and geochemistry of the East Kirkton Quarry, Scotland: Implications for early tetrapod evolution in the Carboniferous, PLOS ONE (2025). DOI: 10.1371/journal.pone.0321714