[핵잼 사이언스] ‘살아있는 화석’ 원시물고기 실러캔스 두개골의 비밀

‘살아있는 화석’이라 불릴 정도로 수억 년 간 지구상에 존재해 온 원시 물고기의 비밀이 새롭게 드러났다.

최근 영국 브리스톨 대학 등 국제공동연구팀은 실러캔스의 두개골과 뇌의 진화 과정을 밝힌 연구결과를 유명 과학지 네이처 최신호에 발표했다.

다소 낯선 이름의 실러캔스(Coelacanth)는 100년 이상 사는 것으로 추정되는 원시 물고기다. 특히 실러캔스는 4억 년 전 처음 지구상에 출현해 공룡과 함께 살다가 멸종된 것으로 추정돼 왔으나 지난 1938년 남아프리카 코모로 섬 근해에서 포획돼 세상을 놀라게 했다. 또한 실러캔스는 어류와 포유류 양쪽 모두의 유전자를 가지고 있는 것으로 알려져 육상 척추동물이 어떻게 진화했는지 밝혀주는 살아있는 화석이다.

이번에 연구팀이 주목한 것은 실러캔스의 독특한 두개골 구조와 뇌 크기다. 실러캔스는 원시어류의 화석에서만 관찰되는 두개골내 관절에 의해 두개골이 두 칸으로 갈라져있다. 특히 뇌는 두개골 내에서 단 1%의 공간을 차지할 만큼 콩알만큼 작다. 지금까지 학자들을 아리송하게 만든 것은 실러캔스의 두개골이 어떻게 자라고 뇌는 또 왜 이렇게 작은 지에 대한 이유였다.

이를 알아보기 위해 연구팀은 최첨단 영상장비를 사용해 실러캔스의 내부를 손상시키지 않고 그 안을 시각화했다. 그 결과 실러캔스의 두개골내 관절은 독특한 척삭(Notochord)의 발달과 관계가 깊은 것으로 분석됐다.

척삭은 척수의 아래로 뻗어있는 연골로 된 줄 모양의 물질이다. 실러캔스의 경우 척삭이 뇌와 척수의 아래로까지 확장됐다. 연구를 이끈 존 롱 교수는 "물고기에서는 보통 척삭이 뇌 아래 작은 막대기 수준으로 퇴화한다"면서 "이에반해 실러캔스는 척삭이 뇌보다 무려 50배 이상 극적으로 커졌다"고 설명했다.

이어 "척삭이 퇴화되지 않고 남으면서 실러캔스의 독특한 두개골을 형성한 것 같다"면서 "우리 인간처럼 두뇌가 급격히 팽창하는 영장류에 비하면 실러캔스의 뇌 성장 과정은 매우 이례적"이라고 덧붙였다. 　

박종익 기자 pji@seoul.co.kr