5억년 된 화석 뇌를 통해 절지동물의 기원을 더 잘 이해할 수 있게 되다

[Sci-News.com] 영국 캠브리지 대학의 자비에르 오르테가-헤르난데즈 박사가 가장 오래된 화석 뇌 중 하나를 발견했다. 이 화석을 통해 절지동물 초기 조상들이 단단한 껍질을 가지게 되는 진화 상의 중요한 전환점을 밝힐 수 있게 되었다.

(2015년 5월 8일 Sci-News.com 기사 번역)

 

오다라이아 알라타 (Odaraia alata). 방울처럼 튀어나온 두 눈과 튜브 형태로 생겨서 등쪽이 열린 껍질을 가지고 헤엄을 치는 대형 절지동물. Image credit: Jean Bernard Caron, Royal Ontario Museum.

오다라이아 알라타 (Odaraia alata). 방울처럼 튀어나온 두 눈과 튜브 형태로 생겨서 등쪽이 열린 껍질을 가지고 헤엄을 치는 대형 절지동물. Image credit: Jean Bernard Caron, Royal Ontario Museum.

오르테가-헤르난데즈 박사가 캐나다의 중기 캄브리아기 버제스 셰일에서 발견된 두 종류의 절지동물 조상을 조사했다. 연한 몸을 가진 삼엽충 비슷한 절지동물 헬메티아 엑스판사 (Helmetia expansa) 와 잠수함을 닮은 기괴한 생물인 오다라이아 알라타 (Odaraia alata) 였다.

오르테가-헤르난데즈 박사는 전방경피(anterior sclerite) 라고 불리는 단단한 판과 몸 앞쪽에 있는 눈 같이 생긴 기관이 현생 절지동물에서 시각을 제어하는 장소인 뇌의 앞쪽 부분에서 뻗어나온 신경의 흔적을 통해 연결되어 있다는 것을 발견했다.

이 관찰결과로 당시의 대형 포식자 그룹이었던 아노말로카리스류와 새로운 비교를 할 수 있게 되었다. 전방경피와 아노말로카리스류의 머리 위에 있는 판과 중요한 유사점이 발견되어 이 둘이 공통의 기원을 가지는 것으로 생각된다.

아노말로카리스류가 초기 절지동물 조상이라는 것에는 대부분 동의하고 있었지만 실제로 이들의 몸은 상당히 다른 형태를 지니고 있다.

이들 화석에 뇌가 보존되어 있었던 덕택에 전방경피가 아노말로카리스류의 머리와 우리 눈에 더 익숙한 마디가 있는 다리를 가진 절지동물의 머리 사이의 가교 역할을 한다는 것을 알 수 있게 되었다.

“현생 절지동물에서는 전방경피를 찾아볼 수 없습니다. 이 그룹이 진화하는 도중에 머리의 다른 부분과 합쳐졌을 가능성이 높습니다.” 학술지 커런트 바이올로지에 발표된 논문의 저자인 오르테가-헤르난데즈 박사의 말이다.
“이들 화석에서 볼 수 있는 것은 연한 몸을 가진 벌레 비슷한 생물에서 외골격과 마디가 있는 다리를 지닌 절지동물로 변하는 주요 중간단계들 중 하나입니다. 아주 중요한 변화의 시기였죠.”

오르테가-헤르난데즈 박사는 헬메티아 엑스판사와 오다라이아 알라타의 몸 앞에 있는 밝은 점들, 실제로는 단순한 광수용체인 것들이 전방경피 내부에 박혀있다는 것을 발견했다.

현생 절지동물에서와 마찬가지로 광수용체는 화석화된 뇌의 앞쪽과 연결되어 있었다.
모든 정황을 고려해 볼 때, 고대의 뇌가 현재의 절지동물처럼 시각정보를 처리했으며 이것이 먹이를 찾고 포식자로부터 도망가는 등 환경과 상호작용을 하는데 매우 중요했을 것이다.

“시간이 지나면서 머리는 더 복잡해 졌습니다. 절지동물이 어떻게 연한 몸에서 단단한 껍질을 가지도록 변화했는가 하는 질문에 대한 답을 여기서 찾을 수 있습니다. 절지동물이라는 대단히 성공적인 동물 그룹의 복잡한 진화사 및 그 기원에 대해 좀 더 잘 이해할 수 있게 된 것이지요.” 오르테가-헤르난데즈 박사의 말이다.

참고문헌

Javier Ortega-Hernandez et al. Homology of Head Sclerites in Burgess Shale Euarthropods. Current Biology, published online May 07, 2015; doi: 10.1016/j.cub.2015.04.034

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카테고리:번역, 고생대, 고생물학, 기타, 절지동물

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