5억 3500만 년 전 가장 오래된 환형동물의 조상 발견

 

(A–D, F, Zhangjiagoivermis longicruris, holotype; E, G, Tomopteris. Credit: Zhang Huaqiao)

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(A–C, Kuanchuanpivermis brevicruris, holotype; B–D, Zhangjiagoivermis longicruris, holotype. Credit: Zhang Huaqiao)

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환형동물 (annelids)은 갯지렁이, 지렁이, 거머리 등 수많은 동물을 포함한 동물문으로 오늘날 생태계에서 중요한 역할을 담당하고 있습니다. 환형동물 역시 대부분의 다른 동물문과 마찬가지로 캄브리아기 대폭발 시기 등장했습니다. 하지만 당시 수많은 화석 가운데 환형동물의 초기 진화를 밝혀내기는 쉽지 않았습니다. 수많은 기괴한 초기 동물의 화석들이 섞여 있기 때문입니다.

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전통적으로 환형동물문은 다모강(Polychaeta, 갯지렁이류), 빈모강(Oligochaeta, 지렁이류 및 그 근연종), 거머리강(Hirudinea, 거머리류 및 그 근연종)의 세 강으로 나뉘었습니다. 후자의 두 강은 환대강(Clitellata)라는 분기군을 구성합니다. 다만 실제 진화도 이런 계통을 따라 이뤄졌는지는 잘 몰랐습니다.

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중국과학원 난징지질고생물학연구소(NIGPAS) 연구진이 버지니아 공과대학교, 뮌헨 루드비히 막시밀리안 대학교, 중국 자연자원부 제1해양연구소의 국제 과학자팀은 지금까지 가장 오래된 환형동물의 화석을 발견해 이를 저널 PNAS에 발표했습니다.

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연구팀은 중국의 초기 포르투니안기 관촨푸 지층(Fortunian Kuanchuanpu Formation, 약 5억 3500만 년 전)에서 인산화된 7mm 크기의 화석을 발견했는데, 이 화석들은 몸통 부분의 내골격 형태로 보존되어 있었습니다. 이 화석들의 몸통은 마디로 나뉘어 있으며, 각 마디에는 쌍을 이루는 측면 또는 복측 측면 부속지가 있었습니다.

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연구팀은 이 미세 화석 (microfossil)을 분석해 초기 환형동물이리는 점을 밝혀냈습니다. 이들은 인산염화 과정을 통해 몸의 내부 구조가 정교하게 보존된 오르스텐(Orsten)형 화석 형태로 발견되어, 벌레의 마디 구조와 특징을 상세히 분석할 수 있었습니다. 연구팀은 이를 근거로 각각 쿠안추안피버미스 브레비크루리스 (Kuanchuanpivermis brevicruris)와 장자고이버미스 롱기크루리스(Zhangjiagoivermis longicruris)라는 두 개의 새로운 속과 종을 명명했습니다.

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연구팀은 상세한 분석을 통해 화석이 조류, 소화관 구조(맹장이 있는 중장), 엽족류, 완보동물, 유조동물, 절지동물에 속할 수 있다는 등의 다른 해석을 배제했습니다. 대신, 해부학적 특징은 이 화석이 다모류 환형동물일 가능성이 가장 높다는 것을 시사합니다.

그동안 학계에서는 환형동물의 조상이 지렁이처럼 매끈한 형태(빈모류)였는지, 아니면 갯지렁이처럼 다리와 털이 많은 형태(다모류)였는지를 두고 논쟁이 있었습니다. 이번 5억 3,500만 년 전 화석에서 측각(Parapodia, 옆다리)과 강모(Chaetae, 털)의 흔적은, 환형동물의 조상이 처음부터 복잡한 부속기관을 가진 '다모류' 형태였다는 가설을 지지하고 있습니다.

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따라서 지렁이나 거머리처럼 몸이 단순해진 종류들은 원시적인 형태가 아니라, 육상이나 담수 환경에 적응하면서 부속기관을 퇴화시킨 이차적 단순화의 결과물로 해석됩니다.

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또 발견된 두 종류의 벌레는 각각 바다 밑바닥에서 기어 다니는 저서성(Benthic) 생활과 바닷속을 헤엄치는 표층성(Pelagic) 생활에 적응한 특징을 보였습니다. 쿠안추안피버미스 브레비크루리스 짧은 부속지는 현대 네레이드류와 유사한 저서 생활 방식을 시사합니다. 반면 장자고이버미스 롱기크루리스의 긴 부속지는 이들이 원양 생활을 했음을 시사하며, 이는 가장 초기에 알려진 원양성 환형동물의 사례입니다.

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이번 발견은 몇 mm에 불과한 작은 미세화석에 불과하지만, 많은 과학적 성과를 남긴 발견으로 평가할 수 있습니다.

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참고

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https://phys.org/news/2026-04-cambrian-microfossils-reveal-earliest-worms.html

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Zhang, Huaqiao et al, Polychaete annelids from the earliest Cambrian Period, Proceedings of the National Academy of Sciences (2026). DOI: 10.1073/pnas.2538071123. doi.org/10.1073/pnas.2538071123

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