[와우! 과학] 5억년 전 삼엽충도 위(胃)가 있었다

예나 지금이나 먹고사는 문제는 가장 큰 문제다. 스스로 영양분을 생산할 수 없는 동물은 일단 먹어야 생명을 유지할 수 있기 때문이다. 따라서 튼튼한 턱과 이빨 같은 다양한 사냥 수단은 물론 먹은 것을 소화하는 소화기관 역시 진화를 거듭해 먹는 음식에서 최대한 영양분을 흡수할 수 있게 발전했다. 먹이가 아무리 많아도 소화를 못 하면 사실 의미가 없기 때문이다.

먹고 사는 문제의 중요성을 생각하면 대부분 동물에서 가장 큰 내장 기관이 소화기관이나 소화를 돕는 기관이라는 점은 당연하다. 하지만 최초의 소화기관이 어떻게 발전했는지에 대해서는 모르는 부분이 많다. 아쉬운 일이지만, 부드러운 소화기관이 화석으로 남는 경우가 별로 없기 때문이다.

미국 자연사박물관과 중국의 연구팀은 중국에서 발견된 오래된 삼엽충 화석 가운데 소화기관의 흔적이 남아있는 화석을 조사했다. 삼엽충은 고생대를 대표하는 화석종으로 단단한 외골격과 엄청나게 많은 개체 수 덕분에 수많은 화석이 보존되어 있다.

물론 아무리 삼엽충 화석이 많아도 소화기관이 보존된 것은 극히 드물다. 연구팀은 270종의 삼엽충 화석을 면밀히 검토해 매우 드물게 소화기관의 흔적이 남은 것을 조사했다. 붉은색의 철성분이 많은 광물로 치환된 삼엽충의 소화기관은 5억 년 전 최초의 위장이 어떻게 진화했는지를 알려주는 귀중한 자료다. (사진)

연구팀에 따르면 삼엽충의 소화기관은 크게 두 가지 형태로 나눌 수 있다. 긴 튜브 같은 단순한 구조에 소화액 등을 분비하는 큰 소화샘(digestive gland) 달린 형태와 위장이라고 부를 수 있는 주머니 같은 구조물에 튜브 같은 소화관이 있는 구조다. 전자가 후자보다 먼저 발견되기 때문에 과학자들은 단순한 튜브 형태에서 더 복잡한 위가 진화했다고 생각해왔다.

그러나 연구팀은 5억 1400만 년 전 삼엽충 화석까지 조사해서 이미 5억 년 전에 위를 지닌 삼엽충이 존재했다는 사실을 발견했다. 따라서 더 복잡한 소화기관의 진화가 이미 삼엽충 진화의 초기에 일어났으며 소화기관의 진화가 생각보다 복잡한 과정을 거쳤을 가능성이 있다고 주장했다. 어쩌면 이 둘은 독립적으로 진화된 것일지도 모른다. 그리고 다른 그룹의 삼엽충이 서로 다른 먹이를 먹었을 가능성 등 더 복잡한 경우의 수를 생각해야 한다.

진실을 알기 위해서는 더 많은 연구가 필요하겠지만, 이 연구는 먹고 살기 위한 노력이 지금이나 5억 년 전이나 다른 바 없다는 사실을 보여준다. 생각보다 오래전부터 복잡한 소화기관을 진화시킨 것은 살아남기 위해 필요했기 때문일 것이다.

삼엽충이 진화시킨 위는 현재 우리가 가진 위와 직접 연관은 없지만, 치열한 환경에서 살아남기 위해 만들어진 자연의 작품이라는 공통점을 가지고 있다.

고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com