인간을 포함한 모든 동물의 조상의 화석을 발굴하다

 

이카리아 와리우티아의 상상도 출처 : 동아사이언스

 

최초 좌우대칭 벌레구멍의 존재 확인하다

 

지구상의 모든 움직이는 생명체 즉 동물의 조상이자 동시대에 살았던 디킨소니아와 같이 에디아카라 동물군에 속한다. 디킨소니아에서는 동물세포만이 가지고 있는 콜레스테롤을 검출할 수 있어서 동물로 인정받았다면 이카리아는 3D 레이저 스캐너를 통해 입과 항문을 이어주는 위장관을 직접 발견함으로써 좌우대칭 동물임을 인정받았는데 이를 통해 캄브리아 시대 이전에 최초의 동물이 탄생했음을 알 수 있다. 2020년 3월 24일 리버사이드 캘리포니아 대학교의 고생물학자 스콧 에번스 박사가 이끄는 연구팀이 호주 남부에서 발굴된 약 5억 5천만년 전 에디아카라기 벌레 구멍 화석 인근에서 이카리아 와리우티아 화석을 발견하였다. 이카리아 와리우티아라는 이름은 지역명을 따왔으며 앞면 뒷면을 가진 가장 오래된 생물이다. 캄브리아기 대폭발 이전에 있던 생물이자 최초의 좌우대칭동물이다. 몸길이는 2~7mm 폭은 1~2. 5mm 정도로 쌀알만한 크기이며 원통형 몸과 뚜렷한 형태의 머리와 꼬리 그리고 입과 항문 심지어 내장까지 갖추고 있고 좌우대칭의 복잡성도 갖추고 있다. 화석에서 발견된 V자 형태의 흔적으로 보아 몸을 수축시키며 이동했다는 걸 알 수 있었다. 이러한 특징과 둥근 생김새로 보아 굴을 파는데 아주 적합했던 것을 알 수 있었다. 이러한 습성으로 이카리아는 다른 생명체보다 더 오래 자신들의 후손이 충분히 진화할 수 있을 때까지 오래 살아남았을 것이다. 한편 인간을 포함해 모든 동물의 조상인 쌀알 크기의 작은 화석이 발굴돼 드디어 학계에 보고되었다. 이카리아 와리우티아 라는 학명이 부여된 이 동물은 양 측면이 대칭을 이루고 앞 뒤 끝의 구멍이 장과 연결돼 있는 최초의 좌우대칭 동물로 나타났다. 동물의 진화에서 좌우 대칭은 목적을 갖고 몸을 움직일 수 있는 능력을 부여하는 것으로 벌레나 곤충부터 공룡이나 인간에 이르기까지 모두 이를 기본으로 삼고있다. 에디아카라 생물군의 해면이나 조류 매트와 같은 초기 다세포 생물의 화석이 이카리아보다 더 오래되기는 했으나 입이나 장과 같은 동물의 특징을 갖고 있지는 못하다. 미국 리버사이드 캘리포니아대학에 따르면 이 대학 고생물학자 스콧 에번스 박사가 이끄는 연구팀은 호주 남부 닐페나에서 발굴된 약 5억5천500만년 전 에디아카라기 벌레 구멍 窟 화석 인근에서 이카리아 화석을 찾아내 분석한 결과를 미국 국립과학원 회보 PNAS 최신호를 통해 발표했다. 이 벌레 구멍 화석은 15년 전에 발견된 이후 좌우대칭 동물이 파놓은 것이라는데 과학자들의 의견이 일치했지만 이를 판 동물이 발견되지 않아 추정만 해오다 이번 연구를 통해 확실한 증거를 확보하게 됐다. 진화 생물학자들은 모든 좌우대칭 동물의 최초 조상이 원시적인 감각기관을 가진 작고 단순한 동물이었을 것으로 분석했지만 이를 화석으로 발견하는 것이 불가능하지는 않더라도 매우 어려울 것으로 여겨왔다.

 

연구팀은 벌레 구멍 인근에서 타원형 흔적을 발견한 뒤 3차원 3D 레이저 스캐너를 통해 독특한 머리와 꼬리에다 원통형 몸에 희미한 홈이 파진 근육조직을 가진 벌레의 형체를 찾아냈다. 크기는 길이 2~7㎜ 폭 1~2. 5㎜로 벌레 구멍 화석에 딱 들어맞는 것으로 나타났다. 에번스 박사는 우리는 이 동물이 존재했을 것으로 생각은 했지만 이를 찾아내는 것은 어려울 것으로 이해해 왔다 면서 그러나 3D 스캔을 통해 중대한 발견을 했다는 것을 알게 됐다 고 했다. 연구팀은 이카리아의 벌레 구멍이 가장 낮은 층에 형성돼 있으며 이런 복잡한 형태의 생물이 만들어낸 화석으로는 가장 오래된 것으로 분석했다. 이카리아는 상대적으로 단순하게 생겼지만 에디아카라 생물군의 다른 화석과 비교하면 진화한 형태를 띠고 있다. 특히 이카리아는 해저 바닥에서 유기물을 찾아 산소가 있는 얇은 모래층에 굴을 뚫어 기초적인 감각 능력을 갖추고 있었던 것으로 분석됐다. 이와 함께 벌레 구멍에 가로로 v형 홈이 남아있어 이카리아가 벌레처럼 근육을 수축시켰다가 펴는 연동운동으로 움직인 것으로 나타났다. 또 구멍 내 침전물 이동이나 땅속에 묻힌 유기물을 먹은 흔적 등은 이카리아가 입과 항문 장 등을 갖고 있었다는 것으로 보여주는 것으로 분석됐다. 논문 공동 저자인 UCR 지질학과의 메리 드로서 교수는 이는 진화 생물학자들이 예측해오던 것으로 우리가 발견한 것이 그들의 예측과 꼭 들어맞는 것이 매우 흥미롭다고 했다.

 

한편 마찬가지로 엄청난 시간동안 살아있는 화석 수염벌레도 존재

상세한 부분까지 보존되어 있는 한 특별한 벌레 화석이 발견되었다. 이 화석 벌레는 가장 오래된 연대로 추정되고 있었지만 오늘날 동일한 모습으로 살아있는 벌레에서 유전적 손상은 일어나있지 않았다. 이 벌레는 천 번 이상 멸종해야했지만 분명 한 번도 멸종하지 않았다.  리투아니아와 러시아의 깊은 구멍에서 발견된 수염벌레 화석은 5억5천만 년 전의 연대로 추정되고 있었다. 그런데 문제는 이 화석 벌레는 오늘날의 바다에서 살고 있는 수염벌레와 동일하게 보인다는 것이다. 그들은 키틴과 단백질로 만들어진 얇은 관을 가지고 오늘날처럼 그때에도 살고 있었다. 오늘날 살아있는 수염벌레는 대양 바닥의 구조물이나 퇴적물에 자신의 칼집모양의 관 sheaths 을 부착하고 살아간다. 최근 스웨덴과 프랑스의 연구자들은 고생물학회지에 그들이 발굴한 화석 벌레는 현대의 소위 수염벌레와 너무도 일치하여 살아있는 화석 living fossil 의 자격을 얻게 되었다고 쓰고 있었다.  그러나 유전적 손상을 고려해볼 때 이 벌레가 5억 년이 넘는 장구한 기간 동안 동일한 몸체 형태로 살아가는 것이 가능할 수 있을까? 이 벌레는 매 세대마다 DNA의 정확한 염기서열들을 복제해야 했기 때문에 5억5천만 년이라는 장구한 기간 동안 이 벌레의 유전자들에서 어떠한 돌연변이 복제 오류 도 일어나지 않았어야만 한다. 그러나 바이러스 박테리아 회충 요각류 제브라피쉬 생쥐 심지어 인간은 포함한 여러 생물들에 대한 유전자 연구에 의하면 유전자들에는 꾸준히 지속적으로 손상이 발생되고 있다. 조직화된 시스템에서 무질서도는 계속 증가한다는 우주적 경향이 생물학적 시스템에서도 역시 적용되고 있는 것이다. 

 

DNA 손상들이 일정량 이상 축적되면 그 결과는 멸종이다. 합리적인 유전자 붕괴 속도를 가정해볼 때 어떠한 생물이 5억5천만 년의 장구한 기간 동안 유전적 손상 없이 살아올 수 있었다고 어떤 과학자가 감히 말할 수 있단 말인가? 바늘 구멍이 나있는 물이 가득한 양동이처럼 그러한 장구한 세월 후에는 결국 DNA의 완전성은 파괴될 것이다. 두 연구자는 사람의 H1N1 독감 바이러스의 유전적 붕괴 역사를 추적했고 예상되는 DNA 손상에 기인하여 2009년에 그 바이러스의 멸종을 도식화했다. 또 다른 연구자는 사람의 신경계에 대한 돌연변이의 손상 영향을 지적하면서 따라서 사람의 지적 능력은 감퇴될 것임을 보고했다. DNA 손상은 작은 생물이건 대형 동물이건 발생한다. 오늘날 유전자 붕괴를 거스르는 어떠한 힘도 관측된 적이 없다. 그렇다면 동일한 열역학 제2법칙 무질서도 증가의 법칙 이 과거에도 적용되지 않았겠는가? 진화론적 시간 틀로 추정하는 5억5천만 년 동안 매 세대마다 일어났을 DNA 복제 오류는 천문학적으로 많이 축적되었을 것이다. 그 기간의 일부분의 기간에서도 변화 없이 살아남을 생물 종은 없을 것이다. 전 지질시대를 걸쳐서 조금도 변화 없이 살아있는 이 경이로운 벌레에 대한 솔직한 설명은 그 생물이 수억 년 전의 생물이 아니라 수천 년 전의 생물이기 때문이라는 것이다. 만약 이 수염벌레 화석이 단지 수천 년 전에 퇴적된 것이라면 그들이 유전자 손상 없이 오늘날의 수염벌레와 동일한 모습으로 살아가는 것에 대해 놀랄 필요가 전혀 없는 것이다.

 

 

출처 : 동아사이언스, 한국창조과학회 그 외