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화석은 동식물의 잔해가 썩지 않고 지층에 남아 광물화되어 영구적으로 보존되는 것이다. 하지만 생물 자체가 아니라 생물이 남긴 흔적도 귀중한 정보를 알려주는 흔적 화석이 될 수 있다. 예를 들어 발자국 화석은 동물이 어떻게 걸었는지에 대한 결정적인 증거를 제시한다.
과거 공룡은 꼬리를 끌고 걸어 다니는 도마뱀 같은 생물로 묘사되었으나 발자국 화석에서 꼬리를 끈 흔적이 없어 실제로는 꼬리를 들고 다녔다는 사실을 밝혀낸 바 있다. 또 동물이 남긴 배설물이 단단하게 굳은 후 광물화된 분석(coprolite) 역시 이 동물이 무엇을 먹고살았는지, 기생충 감염은 없었는지에 대한 결정적인 증거를 제시해 과학적으로 가치가 높다.
하지만 지금으로부터 5억 년 전인 캄브리아기의 분석은 발굴도 어렵고 설령 발굴하더라도 어떤 동물의 배설물인지 확인하기도 어렵다. 이 시기에는 작은 무척추동물이 해양 생태계를 지배했고 육지에는 동물이 없었기 때문에 배설물이 화석화될 기회가 별로 없었을 것이다. 그런데 우연한 기회에 미국 캔자스 대학의 과학자들은 캄브리아기 중기 지층에서 분석과 화석을 찾는 데 성공했다.
이 화석의 주인공은 '히올리스'(hyolith)라는 벌레처럼 생긴 동물로 바다 밑에 10cm 정도 되는 구멍을 파고 여기에 숨어 지나가던 먹이를 잡아먹었다. 당시 생태계에서는 그렇게 작지 않은 포식자로 과학자들은 현재의 왕털갯지렁이(Bobbit worm)과 유사한 방식으로 생활했다고 보고 있다. 히올리스는 굴을 파고 사냥을 하다 사냥감이 떨어지면 다시 이동해서 새로운 굴을 파고 사냥했을 것이다.
따라서 볼 일을 보기 위해 굴 밖으로 나와서 자신의 위치를 노출하는 대신 그 안에서 배설물을 그대로 처리했을 것이다. 연구팀은 우연한 기회에 히올리스 무리가 굴속에서 한꺼번에 화석화된 지층을 발견했다. 아마도 피할 틈도 없이 한 번에 매몰된 것으로 보이는데 덕분에 과학자들은 해석에 어려움 없이 이 분석이 히올리스의 것이라는 점을 쉽게 확인할 수 있었다.
이 분석을 세밀하게 분석한 결과 삼엽충처럼 고생대에 크게 번성한 생물의 잔해를 발견할 수 있었다. 그런데 생각보다 삼엽충 이외에 다양한 생물의 잔해가 섞여 있어 당시 바다 밑에는 매우 다양한 형태의 생물체가 살았음을 알 수 있었다. 연구팀은 이를 근거로 이미 5억 년 전에 해양 생태계가 복잡하고 다양한 먹이 사슬을 가지고 있었다고 주장했다.
보통 배설물이라고 하면 좋은 의미로 사용되지는 않는다. 하지만 동물의 배설물은 토양을 기름지게 하고 자원의 순환을 돕는 귀중한 자원이다. 동시에 화석으로 남는 경우 다른 방법으로는 알 수 없는 정보를 제공하는 귀중한 화석이 된다. 세상에 필요 없는 물건은 없는 법이다.
고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com
