빙하기의 교훈: 대형 포유류에게는 돌아다닐 공간이 필요하다

[사이언스 데일리] 털매머드 및 기타 빙하기 동물들의 삶과 멸종에 대한 연구에 따르면 북극권의 포유류 종들이 환경 변화에서 살아남는 데에는 서로 연결된 서식지들이 있으면 도움이 될 것이라고 한다.

북극권 알래스카에서 20년 간 진행된 연구가 털매머드 및 기타 빙하기 동물들이 기후변화에 대처했는지를 살펴보다.

(2015년 11월 2일 사이언스 데일리 기사 번역)

정보출처: 알래스카 대학 페어뱅크스

20151103 alaska

알래스카 대학 페어뱅크스 지질과학과 부교수 대니얼 만이 마지막 빙기였던 22,000 년 전 노스슬로프에 살았던 어린 말의 두개골을 들고 있다. Credit: Photo by Pamela Groves, University of Alaska Fairbanks.

털매머드 및 기타 빙하기 동물들의 삶과 멸종에 대한 연구에 따르면 북극권의 포유류 종들이 환경 변화에서 살아남는 데에는 서로 연결된 서식지들이 있으면 도움이 될 것이라고 한다.

이번 연구는 11월 2일 ‘미국 국립과학원회보 (Proceedings of the National Academy of Sciences)’ 의 온라인 조기편집판에 공개되었다.

연구자들은 마지막 빙하기 중간에 잠시 따뜻한 기후가 지속되자 북극권 대형 포유류 개체군이 급격한 증가와 감소를 반복했다는 것을 알아냈다. 반복적인 증가와 감소, 그리고 빙하기가 끝난 후 이탄지대 (peatland) 가 확산되고 해수면이 상승하면서 대륙을 오갈 수 없게 되자 많은 수의 대형 포유류들이 멸종했다.

알래스카 대학과 캘리포니아 대학의 과학자들은 브룩스산맥과 북극해 사이에 있는 툰드라 지역인 알래스카의 노스슬로프에서 거대동물군, 즉 몸무게 45킬로그램 이상인 포유류 화석의 연대와 함께 이들이 얼마나 풍부했는지를 조사했다.

화석의 방사성탄소 연대를 측정하고 얼마나 풍부한지를 알아낸 후 과거 4만 년 간의 기후 기록과 비교해서 연구자들은 털매머드, 스텝 지역에 사는 아메리카들소 및 알래스카의 북극권에 사는 기타 포유류들에게 무슨 일이 일어났는지에 대한 큰 그림을 재구성했다.

“이 대형 동물들이 지구 역사에서 당시를 특징짓는 급격한 기후 변화에 어떻게 대응했는지를 알고 싶었습니다.” 알래스카 대학 페어뱅크스 지질과학과의 부교수인 주저자 대니얼 만의 말이다. “이것을 알아내기 위해 (은퇴한) 알래스카 대학 페어뱅크스의 고생물학자 데일 거스리가 제안한 가설, 즉 거대동물 개체군들은 빙하기 동안 식생이 기후 변화와 함께 변동하는 것을 따라 증가와 감소를 반복했다는 주장을 검증해 보았습니다.”

마지막 빙하기는 약 8만 년 전에서부터 1만 2천 년 전에 걸치는 시기로 다양한 기후 변화가 있었던 시기라고 만은 말한다. 20년 동안 계속된 연구의 결과는 빙하기 동안 동물과 식물들이 오늘날 우리가 살고 있는 간빙기인 지난 1만 2천 년 전부터 현재까지의 시기보다 훨씬 더 많이 변화했다는 것을 보였다.

“장기간에 걸친 연구였고, 주어진 한 지역에 대해 어느 누가 종합했던 것보다도 훨씬 큰 규모의 데이터셋이 만들어졌습니다.” 공저자인 알래스카 대학 페어뱅크스 북극생물학연구소의 야생동물학자인 파멜라 그로브스의 말이다.

마지막 빙하기 동안에는 해수면이 낮아졌기 때문에 아시아와 알래스카를 가르고 있는 베링 해협의 땅이 드러나 있었다. 베링 해협을 통해 아시아와 알래스카를 오갈 수 있었던 것이 북극권의 대형 포유류들이 오랫동안 번성할 수 있었던 이유인 것 같다고 만은 말한다. 이 이동 통로 덕분에 포유류들은 따뜻한 시기에 좋아하는 먹이 — 풀, 사초, 그리고 골풀 등 — 가 번성할 때 알래스카로 올 수 있었다.

또 따뜻하고 습한 기후가 오래 지속되어 이탄지대가 확산되고 땅이 차가워져 풀, 사초, 골풀 등이 자라기 힘들게 되면 더 푸른 초원을 찾아 포유류들이 알래스카를 떠나려고 할 때도 해협을 이용할 수 있었을 것이다.

“직관과는 반대로, 빙하기 동안의 급격한 기후 변화는 때로 거대동물군에게 매우 이로왔는데, 빠른 온난화로 인해 이탄지대가 주변경관을 점령해 먹이를 얻기 힘들게 되기 전, 짧은 기간 동안 풀과 광엽초본들이 널리 퍼질 수 있었기 때문입니다.” 그로브스의 말이다.

마지막 빙하기 끝무렵 거대한 빙상이 녹아 없어지자 해수면이 약 1만 년 사이에 최대 100 미터까지 상승했는데, 이것은 지질학적으로 볼 때 매우 빠른 것이라고 만은 지적한다.

“알래스카 북부의 경우 해수면 상승으로 인해 베링 해협이 물에 잠겼고, 노스슬로프의 기후 역시 바뀌었습니다.” 만의 말이다. “바다가 가까워졌기 때문에 여름은 더 습하고 서늘해졌습니다. 이로 인해 유기토양과 이탄지대가 쉽게 확산되었고, 동시에 아시아와 알래스카 사이의 이동 통로가 없어졌죠.”

동쪽 방향은 여전히 빙상이 막고 있었기 때문에 동물들은 다른 어느 곳으로도 이주해 갈 수 없었다.

“마지막 빙하기 동안 이들 동물 개체군 크기에 변동이 있었다는 것은 꽤 오래 전부터 알려져 있었습니다.” 이번 연구에 참여한 캘리포니아 대학 산타 크루즈의 진화생물학자 베스 샤피로의 말이다. “이번 연구는 그런 변화가 왜 일어났는지 가능한 설명을 제공해 주고 있습니다.”

만은 빙하기에 인류가 무엇을 먹었는지 보기 위해 1994 년 다른 연구자들과 함께 노스슬로프의 고고학 유적지를 방문했을 때 이 연구에 관심을 가지게 되었다. 만은 노스슬로프에서 인류의 흔적을 거의 찾지 못으며 따라서 대형 포유류의 대량멸종에 인류가 주된 원인이 아닌 것으로 보인다고 했다. 연구자들은 지난 20여 년 간 고대 빙하기의 동물들 뼈를 4천 개 이상 발견했다. 이 뼈들은 현재 알래스카 대학 북극박물관에 소장되어 있다.

연구를 하기에 충분한 뼈를 수집하는 데 20여 년이 걸렸고, 방사성탄소 자료를 분석하는데 필요한 통계 방법론을 결정하는 데 여러 해가 더 걸렸다고 만은 말한다.

“이런 연구가 공헌하는 점 중 하나는 오늘날 기후 변화로 대형 동물들이 겪는 어려움을 우리가 이해하는 데 도움이 된다는 점입니다.” 그로브스의 말이다. “장기적인 연구의 가치를 증언하는 것이지요.”

이번 연구의 결론은 오늘날 일어나고 있는 멸종에 시사하는 바가 있다. “인구가 늘어나면서 많은 종들이 살 수 있는 서식지가 점점 고립되어 가고 있습니다.” 샤피로의 말이다. “만일 이 종들을 보존하려고 한다면 이들의 고립된 개체군이 어떻게든 서로 연결될 수 있게 해주는 전략을 짜내야 합니다.”

이 연구는 미국 국립과학재단과 미국 토지관리국의 지원을 받았다.

“북극권의 기후는 현재 불안정하고 급격하게 변화하고 있습니다.” 만의 말이다. “그 얘기는 기후 변화가 어떻게 멸종을 야기하는지 연구하기에 북극권이 흥미로운 장소라는 의미죠. 과거를 살펴보면 이곳에서 흥미로운 멸종의 예를 많이 찾아볼 수 있습니다. 게다가 땅바닥이 얼어있기 때문에 뼈들이 놀랄 만큼 잘 보존되어 있습니다.”

참고문헌

Daniel H. Mann, Pamela Groves, Richard E. Reanier, Benjamin V. Gaglioti, Michael L. Kunz, Beth Shapiro. Life and extinction of megafauna in the ice-age Arctic. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2015; 201516573 DOI: 10.1073/pnas.1516573112
http://dx.doi.org/10.1073/pnas.1516573112

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카테고리:번역, 고생물학, 사이언스 데일리, 신생대, 포유류

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