5차 대멸종 이후, 생명체 기록 발견
5차 대멸종 이후, 생명체 기록 발견
  • 함예솔
  • 승인 2019.11.06 08:00
  • 조회수 3760
  • 댓글 1
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6천 6백만년 전 공룡을 사라지게 소행성 충돌은 육지 생물 뿐만 아니라 해양 생물을 모두 초토화시켰는데요. 공룡과 익룡, 심지어 여러 대멸종을 거치면서도 살아남은 암모나이트 조차도 이 시기에 멸종했다고 합니다. 이렇게 지옥 같았던 5차 대멸종은 중생대 백악기와 신생대 제 3기 경계에서 발생했습니다. 그렇다면 그 후에 살아남은 생명체는 어떻게 삶을 이어 나갔을까요? 

오늘날 설치류와 닮은 고대 포유류의 한 종인 타에니올라비스(Taeniolabis). 출처: University of Washington
오늘날 설치류와 닮은 고대 포유류의 한 종인 타에니올라비스(Taeniolabis). 출처: University of Washington/HHMI Tangled Bank Studios

최근 과학자들이 특별한 화석들을 무더기로 발견했다고 합니다. 이 화석은 5차 대멸종 사건 이후 첫 백 만년 동안 예외적으로 보전된 수천 개의 동물과 식물 화석이었는데요. 전례없던 이 발견은 어떻게 생명체가 지구의 가장 최악의 시기에서 벗어나오게 됐는지 밝히는 데 도움을 줄 것으로 보입니다. 이 연구는 <Science>에 게재됐습니다. 

 

덴버 분지에서 발견

 

과학자들이 이 화석을 발견한 곳은 콜로라도 주의 중부에 있는 도시, 콜로라스프링스(Colorado Springs) 인근이었습니다. 덴버 남쪽으로는 로키산맥이 자리합니다. 이곳은 덴버 분지(Denver Basin)라고 알려진 거대한 지질학적 영역 일부를 포함하는데요. 이곳에서 발견된 화석에는 동물과 식물 화석이 모두 포함돼 있었고 공룡 이후의 출현한 생물들을 보여줬습니다. 

덴버 분지(Denver Basin). 출처: Wikimedia Commons
덴버 분지(Denver Basin). 출처: Wikimedia Commons

이번 연구는 주요 저자인 덴버자연사박물관(Denver Museum of Nature & Science)의 척추고생물학(vertebrate paleontology) 분야의 큐레이터 Tyler Lyson와 공동 저자인 고식물학(paleobotany) 분야의 큐레이터 Ian Miller 두 명의 과학자가 주도했습니다. 또한 워싱턴대학교( University of Washington)의 생물학과 교수이자 버크자연사박물관(Burke Museum of Natural History & Culture)에서 척추고생물학 분야의 큐레이터로 일하는 Greg Wilson도 참여했습니다. Greg Wilson은 백악기 말 대멸종(mass extinction)과 그 여파로 인한 포유류 진화와 관련한 전문가로서 이 연구팀에 합류했습니다. 

 

2007년 워싱턴대학교 교수가 되기 전, Greg Wilson은 덴버자연사박물관의 큐레이터였습니다. Greg Wilson은 "나는 21년 동안 백악기 말에 해당하는 기간과 포유류들에 관해 연구해 왔다"며 "이번 발견은 생명체의 역사에서 이 중대한 사건에 관한 예외적인 창이 될 것"이라고 말했습니다. 덧붙여 "우리는 공룡이 지배하는 지상 생태계에서 지질학적 관점에서 눈 깜짝할 사이에 포유류가 지배하는 생태계로 전환됐다"고 전했습니다.  

 

Lyson은 "6천 6백만 년 전 하루만에 지구상의 생명체의 삶의 방향은 급격히 선회했다"며 "우리 지구가 폭파하며 소행성은 살아있는 생명체 4종 중에 3종을 멸종시켰다"고 말했습니다. 덧붙여 "지구상 생명체가 살기에 정말 안 좋은 시기였지만 우리의 고대의 고대의 선조를 포함해 일부 생명체들은 살아남았다"고 전했습니다. 

 

암석 안에 숨어 있던 화석 발견

 

뜻밖의 발견의 순간은 이 희귀한 화석들의 발견을 향해 길을 가르쳐줬습니다. 소행성 충돌 이후 척추동물 화석을 찾지 못하고 있던 Lyson은 박물관 서랍에서 보관 중이던 화석과 남아프리카 동료들이 사용하는 화석 수집 기법에서 영감을 얻었습니다. 2016년 여름 덴버 분지에서 작게 반짝이는 뼈 조각을 찾는 걸 멈췄습니다. 대신 '결핵체(concretions)'라 불리는 달걀 모양의 암석으로 관심을 집중시켰습니다. 

달걀 모양 암석 결핵체(concretions). 출처: AdobeStock
달걀 모양 암석 결핵체(concretions). 출처: AdobeStock

Lyson과 Miller는 이 결핵체(concretions)를 깨서 열었는데요. 그 안에서 대멸종(mass extinction)에서 살아남은 살아 남은 초기 세대의 포유류 두개골 화석 등을 발견했습니다. 이 시대에 발견된 대부분의 화석들은 포유류 이빨 조각과 같은 화석의 작은 파편에 기초한 것들이라서 온전한 하나의 두개골을 발견한 건 예외적인 일이었습니다. Lyson과 Miller는 하루에 4개, 일주일에 12개 이상의 화석을 발견했습니다. 지금까지 이들은 적어도 16종의 포유류 화석을 발견했습니다. 

무더기로 발견된 포유류 화석. 출처:
무더기로 발견된 포유류 화석. 출처: University of Washington/HHMI Tangled Bank Studios

불과 10만년 만에 포유류 종 다양성 2배↑

발견된 식물 화석.  출처: University of Washington/HHMI Tangled Bank Studios
발견된 식물 화석. 출처: University of Washington/HHMI Tangled Bank Studios

Wilson은 콜로라도스프링스 동쪽 지역인 Corral Bluffs란 지역의 발굴에 참여했습니다. 그와 공동저자인 뉴욕대학교(University of New York)  Stephen Chester교수는 발견된 포유류 화석을 식별하고 신체 크기의 변화를 계산하며 소행성 충돌 후 종의 다양성을 분석하는 작업을 했습니다. 연구진은 대격변이 일어난 지 불과 10만년 만에 포유류의 다양성은 대략 두배로 증가했다는 결론에 도달했는데요. 충돌 후 30만년 만에 포유류의 체중은 최대 3배가량 증가했고 포유류는 식물의 다양성 변화에 대응해 식단도 진화하는 중이었죠. 

 

이러한 연구 결과는 소행성 충돌 후에 어떻게 동식물의 회복과 진화가 복잡하게 연관돼 있는지에 관해 덴버 분지가 증거를 추가했다는 걸 보여줍니다. 6,000개 이상의 잎 화석이 대규모 멸종 사건 이후 지구의 숲이 어떻게, 그리고 언제 다시 반등하게 됐는지 결정하는 데 도움을 줄 수 있습니다. 두드러지게 보이는 식물 화석 기록과 발견된 포유류 화석을 결합해 연구진은 수 천년 동안 지속된 온난화 사건을 인도 아대륙(Indian subcontinent)의 대규모 화산 활동을 포함한 지구상의 특정한 사건들과 연관지을 수 있었습니다.

초식 포유류인 Taeniolabis taoensis의 두개골. 출처: University of Washington/HHMI Tangled Bank Studios
초식 포유류인 Taeniolabis taoensis의 두개골. Taeniolabis taoensis는 백악기 대멸종 후 약 70만년 만에 나타나는데, 이는 세계에서 가장 오래된 콩과 식물(legumes) 화석과 거의 동시에 나타난다. 출처: University of Washington/HHMI Tangled Bank Studios

이 사건들이 지구 반대편에서 생태계를 만들었는지 모릅니다. 예를들어 연구진은 소행성 충돌 후 약 70만년 후에 포유류 사이에서 또 다른 신체 크기 증가를 발견했는데요. 이는 그 당시 새로운 종의 식물인 콩과 식물(legumes)의 진화와 시기적으로 일치합니다. 이 화석들과 새로운 표본의 발굴에 대한 추가적인 분석은 지구 역사에서 중요했던 이 시기에 관한 이해를 도울 겁니다. 또한 인간보다 먼저 지구상에 존재하던 포유류들의 진화에 관해 더 많은 것을 알 수 있을 겁니다. Lyson은 "우린 소행성의 여파에 관한 이해가 정확하게 이뤄지지 않았었다"며 "이 화석들은 처음으로 지구가 어떻게 이 대격변으로부터 회복됐는지 정확히 말해준다"고 밝혔습니다. 

 


##참고자료##

 


 


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라센B 2019-11-08 14:50:49
재밌게 잘 보고 가요~

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