고생대 캄브리아기 괴생물체 ‘브룩셀라’의 정체는? [와우! 과학]

지금으로부터 5억 4000만 년 전 고생대의 첫 번째 시기인 캄브리아기가 시작됐다. 괴상하게 생긴 다세포 동물들이 갑자기 대거 등장한 시기로 사실 이 생물들은 인간을 포함한 현생 동물의 조상이다. 현생 동물문의 대부분이 이 시기에 등장했다.

하지만 5억 년이 넘는 영겁의 세월 전에 등장한 초기 동물들은 현재 동물과는 생김새가 너무 달라 과학자들도 정확히 파악하는 데 애를 먹고 있다. 이들 가운데 상당수는 후손을 남기지 못하고 사라진 멸종 동물 그룹이라 분석이나 비교가 쉽지 않다.

그 가운데 100년 넘게 과학자들 사이에서 논쟁을 불러일으키는 화석이 브룩셀라(Brooksella)다. 캄브리아기 화석을 대거 발견한 고생물학자인 찰스 두리틀 월콧이 앨라배마주 캄브리아기 중기 지층에서 발견한 화석으로 대략 5억 1400만 년 전의 화석이다.

브룩셀라의 외형은 언뜻 보기에 불가사리처럼 보인다. 하지만 사실 이 시기에는 현재 우리가 아는 불가사리는 없었다. 윌콧은 처음에 해파리의 일종으로 여겼고 후세의 과학자들은 육방해면(hexactinellid)의 화석으로도 생각했지만, 조사할수록 여기에 해당하는 특징이 없었다.

버지니아 공대 모리스 놀란과 그 동료들은 고해상도 CT 스캔으로 부룩셀라의 내부 구조를 상세히 조사해 놀라운 사실을 알아냈다. 바로 브룩셀라의 내부 구조가 어떤 현생 동물과도 연관이 없다는 것이었다. 연구팀에 따르면 브룩셀라의 외형적 유사성에도 불구하고 그 내부 구조는 해면과는 완전히 달랐으며 오히려 규산염 응결체(silica concretion) 같은 형태가 의심됐다.

더구나 해면이든 해파리든 아니면 불가사리이든지 간에 영겁의 세월 동안 지층에 눌리면서 납작하게 눌리는 것이 보통인데 브룩셀라는 단단한 껍데기도 없으면서 입체적 형태를 그대로 유지하고 있다. 처음부터 부드러운 동물의 몸이 아니라고 생각하면 당연한 결과다.

사실 생명체처럼 생긴 흔적 화석이나 무생물이 지층에 남아 과학자에게 혼동을 준 경우는 종종 있어왔다. 하지만 화석 내부의 미세 구조까지 들여다볼 수 있는 최신 기술 덕분에 과학자들은 진짜와 가짜를 더 확실하게 구분할 수 있게 됐다.

다만 연구팀은 브룩셀라가 유사한 형태로 여러 개 만들어진 이유가 특정 생물과 연관이 있을 가능성은 배제하지 않았다. 어떤 생물의 흔적 화석이나 미생물에 덩어리에 의한 2차 구조일수도 있다. 어떻게 이렇게 감쪽같은 가짜 화석이 자연적으로 생성될 수 있는지 밝히는 것도 흥미로운 연구 주제 중 하나다.

고든 정 과학 칼럼니스트 jjy0501@naver.com