5억 3500만 년 전부터 ‘꿈틀꿈틀’ 가장 오래된 환형동물의 조상 발견 [다이노+]

고대 그리스의 철학자 아리스토텔레스는 지렁이를 ‘대지의 창자’라고 부르며 극찬했다. 지렁이 같은 환형동물은 지구 생태계의 모든 곳에 존재하며 자원 순환에 핵심적인 역할을 담당한다. 비록 거머리처럼 인간에게 환영받지 못하는 환형동물도 있긴 하나, 전체 생태계에서 환형동물의 중요성은 의심의 여지가 없다.

환형동물은 피부로 숨을 쉬며 몸속에 복잡한 혈관과 신경계가 발달해 있고, 근육을 수축시키며 꿈틀거리는 독특한 방식으로 움직이는데, 바다부터 민물, 땅속에 이르기까지 지구 곳곳에서 유기물을 분해하거나 다른 생물의 먹이가 되며 생태계의 건강을 유지하는 중요한 역할을 담당한다.

과학자들은 환형동물의 조상이 적어도 5억 년 전 고생대 캄브리아기에 등장했다고 보고 있다. 하지만 캄브리아기 초기 환형동물에 대해서는 알려진 내용이 별로 없다. 환형동물이 부드러운 몸을 지닌 탓에 잘 보존된 화석이 거의 없기 때문이다.

최근 중국과학원 난징 지질 고생물학 연구소(NIGPAS)를 중심으로 한 국제 공동 연구팀은 최근 세계적인 학술지 PNAS에 지금까지 발견된 것 중 가장 오래된 환형동물 신종 화석 2종을 발표해 이들의 기원에 대한 중요한 사실을 밝혀냈다.

이번에 발견된 ‘쿠안추안피버미스 브레비크루리스’(Kuanchuanpivermis brevicruris)와 ‘장자고이버미스 롱기크루리스’(Zhangjiagoivermis longicruris)’는 약 5억 3500만 년 전인 포르투니안기 지층에서 발굴되었으며, 이는 기존에 알려진 가장 오래된 환형동물 화석보다 약 1700만 년 더 오래된 것이다.

그동안 발견된 대부분의 초기 환형동물 화석은 납작하게 눌린 2차원 형태였으나, 연구팀은 중국 관촨푸 지층에서 인산염화 과정을 통해 내부 구조가 정교하게 보존된 3차원 ‘오르스텐’(Orsten)형 미세 화석을 찾아내는 데 성공했다.

불과 수 밀리미터(㎜) 크기에 불과한 이 화석들은 몸통 마디마다 쌍을 이룬 부속지가 선명하게 보존돼 있었으며, 특히 부속지 끝이 두 개의 엽(lobe)으로 갈라진 형태는 현대 갯지렁이류의 ‘측각’(parapodia) 구조와 놀라울 정도로 흡사했다.

이러한 발견은 환형동물의 조상이 원래 어떤 모습이었는지를 둘러싼 학계의 오랜 논쟁에 중요한 실마리를 제공한다. 그간 환형동물의 조상이 지렁이처럼 매끈한 형태였는지, 아니면 다리와 털이 많은 갯지렁이 형태였는지를 두고 의견이 갈렸으나, 이번 화석 증거는 환형동물이 진화 초기부터 이미 복잡한 다리와 털을 가진 ‘다모류’ 형태였음을 강력하게 시사하기 때문이다.

따라서 지렁이나 거머리처럼 몸 구조가 단순한 종류들이 원시적인 형태가 아니라, 육상이나 담수 환경에 적응하는 과정에서 부속기관을 퇴화시킨 ‘이차적 단순화’의 결과물일 가능성이 높아졌다.

한 가지 더 중요한 발견은 두 초기 환형동물이 서로 다른 환경에 적응했다는 점이다. 짧은 부속지를 가진 쿠안추안피버미스는 바다 밑바닥을 기어 다니는 저서 생활을 했던 것으로 보이는 반면, 상대적으로 긴 부속지를 가진 장자고이버미스는 현대의 부유성 갯지렁이와 유사한 구조를 갖추고 있어, 바닷속을 헤엄치며 생활한 가장 오래된 원양성 환형동물로 여겨진다.

이번 연구는 환형동물이 캄브리아기 대폭발 초기부터 이미 놀라운 생태적 다양성을 확보하고 있었으며, 이들의 진화 역사가 우리가 알던 것보다 훨씬 더 이전 시기로 거슬러 올라갈 수 있음을 보여준다. 태곳적부터 이들은 바다를 꿈틀거리며 생태계를 뒷받침해왔던 셈이다

고든 정 과학 칼럼니스트 jjy0501@naver.com