기본 콘텐츠로 건너뛰기

미생물에 의해 완벽하게 보존된 익룡의 날개 뼈


 (그래픽 초록. Grice K, Poropat S, Schwark L et al. Multi-staged mineralization and biomarker preservation in a 113-million-year-old pterosaur bone via redox shifts in diagenesis, iScience, 2026; 0)

​

​

​

익룡의 뼈는 잘 보존되지 않습니다. 무게를 극단적으로 줄이기 위해 속이 빈 가벼운 뼈를 지니고 있다보니 쉽게 화석화되지 않는 것입니다. 기껏 화석화되어도 작은 개체가 아닌 다음에는 부서진 뼈 조각들만 발견되는 경우들이 많습니다. 하지만 예외적으로 잘 보존된 화석이 가끔식 발견됩니다.

​

호주 커튼 대학의 클리티 그라이스 (Kliti Grice)와 동료들은 익룡의 날개 뼈 한 조각을 연구했습니다. 이 화석은 안항구에리드 익룡(anhanguerid pterosaur) 의 왼쪽 날개 일부로, 브라질 아라리페 분지(Araripe Basin) 북서부의 시티우 바이샤 그란지(Sítio Baixa Grande) 지역에서 발굴되었습니다. 발굴 지점은 예외적으로 잘 보존된 척추동물 화석, 특히 다양한 익룡 화석으로 세계적으로 유명한 로무알도 층(Romualdo Formation)의 일부입니다.

​

하지만 고해상도 CT 스캔을 통해 이 화석을 살펴본 결과 과학자들은 놀라운 사실을 확인했습니다. 1억 1300만년 전 화석의 내부 구조가 놀랄만큼 잘 보존되어 있었던 것입니다. 연구팀은 고해상도 CT 스캔과 미네랄 분석을 통해 화석이 어떻게 보존되었는지 그 과정도 규명했습니다.

​

우선 첫 번째 과정은 미생물에 의한 초기 인산염 광물화 (Fluorapatite 형성) 입니다. 고대 해저에 가라앉은 뼈가 썩는 과정에서 미생물이 조직을 분해하며 주변 퇴적물의 화학적 환경을 변화시켰습니다. 이로 인해 산소가 부족한 환경에서 황산염을 사용하는 세균 등이 활동하며 산성을 띤 산화 조건이 조성되었습니다.

​

이 환경에서 플루오로아파타이트(Fluorapatite)라는 인산염 광물이 뼈 내부와 주변에 빠르게 형성되었습니다. 이 광물은 뼈의 섬세한 미세 구조(영양분을 운반하던 미세한 관 등)를 안정화시키는 데 결정적인 역할을 했습니다. 주변에서 바라이트(Barite)와 셀레스타이트(Celestite) 같은 광물의 발견은 미생물의 황산염 생성 활동이 보존 과정에 관여했음을 보여주는 증거입니다.

​

두 번째 과정은 후기 탄산염 광물화 (Calcite 층 형성)입니다. 인산염 광물화가 완료된 후, 지방 조직의 분해에서 나온 탄소가 원천이 된 탄산칼슘(Calcite)이 뼈 표면과 내부에 여러 층으로 서서히 침전되었습니다. 그리고 미세한 입자의 탄산염 층 → 거친 입자의 탄산염 층 → 큰 결정의 탄산염 층 순으로 형성되며 뼈의 빈 공간을 채웠습니다. 다층의 미네랄 장벽은 뼈 내부에 갇힌 유기 화합물이 수백만 년 동안 화학적으로 분해되는 것을 막는 '지질학적 금고(Geological Vault)' 역할을 했습니다.

​

이 금고 안에서 연구팀은 놀라운 발견을 했습니다. 스테란(Steranes)이라는 물질의 분자적 흔적이 검출됐는데, 이는 세포에 존재하던 스테로이드 지질(콜레스테롤 등)에서 유래한 것입니다. 연구팀에 따르면 익룡 화석에서 스테로이드 바이오마커(Stroid Biomarkers) 가 보고된 세계 최초의 사례입니다.

​

덕분에 연구팀은 탄소 동위 원소를 분석해서 익룡의 식단 추정할 수 있게 됐습니다. 콜레스테롤에서 유래한 화합물의 탄소 동위원소(δ13C) 분석 결과, 이 익룡이 주로 물고기나 오징어류(두족류)와 같은 해양 동물을 먹었음을 확인할 수 있었습니다. 이는 해당 종의 이빨과 두개골 형태가 어류나 두족류 포식에 적합하다는 기존 추측과 일치합니다. 추측으로만 짐작한 식단을 직접 증명했다는데서 적지 않은 성과입니다.

​

이번 연구 결과는 단순히 뼈의 '모양'만 보는 것을 넘어, 화석에 담긴 '화학 및 분자적 지문'을 읽어내어 고생물의 생리, 생태, 사후 변성(taphonomy) 과정을 재구성했다는 데 큰 의의가 있습니다. 또 적절한 조건(초기 빠른 광물화 및 밀폐된 환경) 하에서, 생명의 분자적 흔적이 1억 년 이상 동안 생존할 수 있음을 입증했습니다. 앞으로분석 기술의 발전과 함께, 향후 다른 고대 생물의 화석에서 고대 DNA 단편이나 다른 분자 잔여물을 검출할 가능성도 열었다는 점에서 미래가 주목됩니다.

​

​

참고

​

​

https://theconversation.com/microbes-destroyed-an-ancient-pterosaurs-wingbone-then-preserved-it-for-100-million-years-281528

​

  1. Grice K, Poropat S, Schwark L et al, Multi-staged mineralization and biomarker preservation in a 113-million-year-old pterosaur bone via redox shifts in diagenesi, iScience, 2026; 0

​

라벨:

댓글

댓글 쓰기

이 블로그의 인기 게시물

몸에 철이 많으면 조기 사망 위험도가 높다?

 철분은 인체에 반드시 필요한 미량 원소입니다. 헤모글로빈에 필수적인 물질이기 때문에 철분 부족은 흔히 빈혈을 부르며 반대로 피를 자꾸 잃는 경우에는 철분 부족 현상이 발생합니다. 하지만 철분 수치가 높다는 것은 반드시 좋은 의미는 아닙니다. 모든 일에는 적당한 수준이 있게 마련이고 철 역시 너무 많으면 여러 가지 질병을 일으킬 수 있습니다. 철 대사에 문제가 생겨 철이 과다하게 축적되는 혈색소증 ( haemochromatosis ) 같은 드문 경우가 아니라도 과도한 철분 섭취나 수혈로 인한 철분 과잉은 건강에 문제를 일으킬 수 있습니다. 하지만 높은 철 농도가 수명에 미치는 영향에 대해서는 잘 알려지지 않았습니다.   하버드 대학의 이야스 다글라스( Iyas Daghlas )와 임페리얼 칼리지 런던의 데펜더 길 ( Dipender Gill )은 체내 철 함유량에 영향을 미치는 유전적 변이와 수명의 관계를 조사했습니다. 연구팀은 48972명의 유전 정보와 혈중 철분 농도, 그리고 기대 수명의 60/90%에서 생존 확률을 조사했습니다. 그 결과 유전자로 예측한 혈중 철분 농도가 증가할수록 오래 생존할 가능성이 낮은 것으로 나타났습니다. 이것이 유전자 자체 때문인지 아니면 높은 혈중/체내 철 농도 때문인지는 명확하지 않지만, 높은 혈중 철 농도가 꼭 좋은 뜻이 아니라는 것을 시사하는 결과입니다.   연구팀은 이 데이터를 근거로 건강한 사람이 영양제나 종합 비타민제를 통해 과도한 철분을 섭취할 이유는 없다고 주장했습니다. 어쩌면 높은 철 농도가 조기 사망 위험도를 높일지도 모르기 때문입니다. 그러나 임산부나 빈혈 환자 등 진짜 철분이 필요한 사람들까지 철분 섭취를 꺼릴 필요가 없다는 점도 강조했습니다. 연구 내용은 정상보다 높은 혈중 철농도가 오래 유지되는 경우를 가정한 것으로 본래 철분 부족이 있는 사람을 대상으로 한 것이 아니기 때문입니다. 낮은 철분 농도와 빈혈이 건강에 미치는 악영향은 이미 잘 알려져 있기 때문에 철...
댓글 쓰기
자세한 내용 보기

렘 수면이 식이 패턴에 영향을 준다?

  ( Using a techniqu e called optogenetics, the activity of cells in the brain can be specifically suppressed with light pulses. Credit: Pascal Gugler / Insel Gruppe )  수면 중 빠른 안구 운동이 발생하는 렘 (REM) 수면은 아직도 그 기능이 완전히 밝혀지지 않았지만, 수면에서 매우 중요한 부분이라는 사실은 확실합니다. 렘 수면은 꿈과 관련이 깊으며 전체 수면 시간이 부족하지 않더라도 렘 수면 시간이 짧으면 다음날 집중력이 떨어지고 많이 피곤하게 됩니다. 아마도 렘 수면 시간 동안 여러 가지 기능과 작업이 이뤄짐을 시사하는 결과입니다.   베른 대학교 ( University of Bern )의 과학자들은 쥐를 이용한 동물 모델을 통해서 렘 수면이 식이 패턴에 미치는 영향을 조사했습니다. 연구팀은 렘 수면이 외측 시상하부 ( lateral hypothalamus)에 영향을 주어 식욕을 조절할 수 있다는 증거를 발견했습니다. 외측 시상하부는 모든 포유류에서 볼 수 있는 시상하부의 작은 핵으로 식욕을 조절하는데 중요한 역할을 하는 것으로 생각됩니다. 과거 과학자들은 렘 수면 동안 외측 시상하부가 활성화되는 것을 확인했지만, 렘 수면이 실제 식욕을 조절하는지에 대해서는 알지 못했습니다. 렘 수면 동안 외측 시상하부만 차단할 방법이 없었기 때문입니다.   연구팀은 빛으로 살아있는 세포를 조절하는 기술인 광유전학 (optogenetic) 방식으로 렘 수면 중인 쥐의 외측 시상하부 활동을 차단했습니다. 그 결과 쥐의 식욕이 저하되는 것을 확인할 수 있었습니다. 불과 하루 간 차단만으로도 4일 정도 효과가 지속될 정도로 식욕에 대한 영향이 컸습니다. 이는 렘 수면이 식욕을 적절하게 유지하는 데 도움을 준다는 점을 시사합니다.   사실 최근에 다이어트에 대한 수요가 폭발해서 ...
댓글 쓰기
자세한 내용 보기

비타민 D - 우울증 예방 효과는 없다

   다른 비타민과 마찬가지로 비타민 D는 사람이 살아가는데 반드시 필요한 비타민입니다. 비타민 D가 부족한 경우 뼈에 심각한 문제가 생길 수 있습니다. 그런데 한 가지 더 흥미로운 사실은 여러 질병에서 비타민 D 부족이 관찰된다는 것입니다. 예를 들어 우울증의 경우에도 비타민 D 부족이 보고된 바 있습니다. 일부 연구자들은 햇빛을 받아 생성되는 비타민 D 부족이 계절성 우울증 장애 (seasonal affective disorder)의 원인일지 모른다고 생각해왔습니다.   하지만 하버드 의대와 메사추세스 종합 병원(MGH)의 연구팀은 비타민 D3 (cholecalciferol) 보충제를 사용한 대규모 임상 시험에서 비타민 D 복용이 우울증 예방에 특별한 효과가 없다는 사실을 확인했습니다. 이 연구는 종합 비타민제 혹은 단독으로 사용되는 비타민 D 보충제가 질병 예방에 효과가 있는지를 알아보기 위한 것으로 평균 67세의 건강한 성인 남녀 18,353명을 대상으로 진행되었습니다. 연구 참여자들은 두 그룹으로 나뉘어 콜레칼시페롤 (비타민 D3) 2000 IU 혹은 위약을 받아 5년간 복용했습니다. 우울증의 정도는 8-item Patient Health Questionnaire depression scale [PHQ-8]로 측정했습니다.   이 연구에서는 분명한 비타민 D 결핍증이 있는 경우는 제외했는데, 의학적으로 보충이 필요한 정도의 결핍이라면 치료를 하는 게 맞지 위약을 5년이나 주는 것은 윤리적으로 문제가 있기 때문입니다. 따라서 연구의 목표는 비타민이 부족하지 않은 건강한 사람에서 비타민 보충제가 혹시 우울증 예방에 효과가 있는지를 알아보려는 것입니다.   연구 결과 실험군과 대조군 사이에는 통계적으로 유의한 차이가 없었습니다. 우울증 발생률은 두 그룹에서 별로 차이가 없었으며 연구 시작과 종료 시점에 그룹 내에서도 별 차이가 없었습니다. 따라서 비타민 D가 부족하지 않...
댓글 쓰기
자세한 내용 보기