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▲ 사아노박테리아 덩어리 화석. 공기 방울의 구조가 그대로 남아 있다
일반적으로 화석은 오래전 생물의 사체가 썩지 않고 광물화되어 지층에 남는 것이다. 하지만 이외에도 다양한 흔적 화석이 남을 수 있다. 예를 들어 발자국 화석이 대표적이다. 비록 생물 그 자체는 아니지만, 이런 흔적 화석 역시 고대 생물이 어떻게 살았는지에 대한 중요한 단서를 제공한다. 하지만 미생물이 만든 공기 방울이 화석으로 남는 경우는 과학자들에게도 놀라운 발견이다.
서던 덴마크 대학과 스톡홀름 대학, 스웨덴 자연사 박물관의 연구팀은 인도에서 16억 년 전 지층을 조사하다 놀라운 화석을 발견했다. 당시 얕은 바다에서 열심히 광합성을 하던 미생물 매트(microbial mat·미생물들이 모여 두꺼운 층을 이룬 것)가 화석화된 것을 발견한 것이다. 이는 드물지 않은 일이지만, 당시 이산화탄소를 흡수하고 산소를 배출하면서 생성된 작은 공기 방울이 화석화 과정에서 파괴되지 않고 그대로 보존된 경우는 드문 일이다.
이 공기 방울들은 대부분 지름 1mm를 넘지 않는 작은 크기로 구성 성분의 대부분은 산소였을 것으로 추정된다. 공기 방울 중 일부는 안에 있던 산소가 빠져나가면서 구조가 변형되긴 했지만, 단단한 골격이 없는 약한 미생물과 유기물 덩어리가 이렇게 보존 상태가 좋다는 점은 놀라운 일이다. 이 미생물 매트의 주인공은 오늘날에도 볼 수 있는 광합성 박테리아인 시아노박테리아다. 연구팀은 이들이 오래전 지구를 산소가 풍부한 행성으로 만든 주역이라고 설명했다.
지구가 형성되었을 초기 지구 대기에는 이산화탄소나 메탄이 풍부했으며 산소는 매우 적었다. 그런데 시아노박테리아 같은 광합성 미생물이 등장하면서 이산화탄소를 산소로 바꿨고 그 결과 현재와 같은 대기가 형성될 수 있었다. 사실 이들이 없었다면 현재 산소로 호흡하는 지구의 진핵생물과 다세포 생물은 존재할 수 없었을 것이다. 물론 인간의 진화 역시 산소의 도움을 빼고는 생각할 수 없는 일이다.
따라서 비록 작은 미세 공기 방울이지만, 이들이 지구 생명 역사에 미친 영향력은 절대 작지 않다. 이번 발견은 지구가 산소가 풍부한 대기를 지닌 행성이 된 과정을 연구하는 데 도움이 될 것으로 기대된다.
고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com
