과학

막는 자와 뚫는 자…5억 년 전부터 시작된 생태계 군비 경쟁 [핵잼 사이언스]

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▲ 5억 1700만 년 된 라프워셀라 파스키쿨라타의 껍데기. 미국 자연사박물관과 뉴잉글랜드대, 맥쿼리대 연구팀은 고생대 캄브리아기 생물의 일종인 라프워셀라에 난 구멍을 분석해 진화적 군비 경쟁의 시초를 추정했다. / 연구팀 제공


무엇이든 뚫을 수 있는 창과 무엇이든 막을 수 있는 방패, 무기 개발의 역사는 공존할 수 없는 이 두 가지 요구를 충족시키기 위한 과정이었다고 해도 지나치지 않다. 강력한 공격 무기와 강력한 방어 수단이 끊임없이 개발되면서 군사 기술은 크게 진화했다.

이런 군비 경쟁은 생명체 사이에서도 볼 수 있다. 피식자가 더 단단한 껍데기로 무장하면 포식자는 더 크고 날카로운 이빨로 발전시키는 것이 대표적 사례다. 군비 경쟁을 하듯 포식자의 공격 수단과 피식자의 방어 수단이 함께 진화하는 것을 진화적 군비 경쟁이라고 한다.

진화적 군비 경쟁은 생명의 역사만큼이나 오래되었을 것이다. 다세포 동물 간 진화적 군비 경쟁이 본격화된 것은 5억 년 전인 캄브리아기로 추정된다. 이 시기에 이르러 다양한 무기와 단단한 껍데기를 지닌 생물이 본격적으로 나타났기 때문이다.

미국 자연사박물관의 러셀 빅넬 박사와 호주 뉴잉글랜드대학·맥쿼리대학의 과학자들은 모래알 크기의 작은 껍데기에서 가장 오래된 진화적 군비 경쟁의 증거를 발견했다.

연구팀은 멸종된 캄브리아기 생물인 토모티드(tommotiid)의 일종인 라프워셀라 파스키쿨라타(lapworthella fasciculata)의 껍데기 화석을 조사하던 중 한 가지 특징을 확인했다. 이 껍데기에 작은 구멍이 나 있던 것이다.

이 구멍은 껍데기를 뚫고 내용물을 먹는 포식자에 의한 것으로 추정되는데, 현재도 비슷한 구멍들을 볼 수 있다. 연구팀이 주목한 부분은 200개 껍데기를 조사해보니 새로운 것일수록 두께가 증가하는 양상을 보였다는 것이다.

이는 라프워셀라가 천적에 대응해 껍데기 두께를 늘리는 방식으로 방어력을 높인 것으로 풀이할 수 있다. 하지만 천적 역시 껍데기를 뚫는 수단을 같이 진화시켜 두꺼운 껍데기에도 구멍이 났다. 이 화석은 5억 1700만 년 전의 것으로 가장 오래된 진화적 군비 경쟁의 증거라고 할 수 있다.

이후 진화적 군비 경쟁은 5억 년 넘게 생물 진화에 영향을 미쳐 날카로운 이빨을 지닌 사자나 날쌘 다리를 지닌 초식동물처럼 다양한 생물체가 진화하는 원동력이 됐다. 하지만 이 경쟁에는 패자나 승자가 없다. 이기고 지는 승패보다 경쟁을 통해 함께 진화하고 공존하는 것이 자연의 섭리이기 때문이다.

고든 정 과학 칼럼니스트 jjy0501@naver.com
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