북극서 5억 년 전 거대 화살벌레 화석 발견…“생태계 진화를 이끈 포식자 규명”

거대한 원시 화살벌레가 다른 해양동물을 사냥하는 재구성도. 극지연구소 제공

물플랑크톤의 일종인 화살벌레가 5억 년 전 바다에서는 최상위 포식자였을 것이라는 연구 결과가 나왔다. 극지연구소 (소장 신형철)는 북극에서 찾은 화석을 분석해 화살벌레의 과거 모습을 규명했다고 4일 밝혔다.

화살벌레는 현생 바다 어디에서나 쉽게 볼 수 있는 동물플랑크톤이지만, 그동안 진화 과정은 잘 알려지지 않았다. 다만, 3cm 미만의 현재 크기로 비추어, 미세 플랑크톤들을 잡아먹는 하위 포식자였을 것으로 추정됐다.

극지연구소 박태윤 박사가 주도하고 영국·덴마크 등이 참여한 국제공동연구팀은 2016년부터 2022년까지 북위 82도에 위치한 북그린란드 시리우스 파셋 (Sirius Passet) 화석산지에서 평균 길이 10~15cm, 최대 30cm에 이르는 원시 화살벌레 화석 13개를 찾았다.

연구팀은 거대 원시 화살벌레 화석 내부에서 다른 절지동물들의 파편 화석들을 발견하고, 약 5억 년 전 화살벌레가 다양한 해양 동물들을 잡아먹던 거대한 최상위 포식자로 군림했을 것이라는 분석 결과를 제시했다.

연구팀은 학계에 보고된 적 없는 이 신종 화석에 취식 특징을 고려해 ‘티모레베스티아-코프리아이’라는 라틴어 학명을 붙였다. 티모레베스티아 (Temorebestia)는 ‘공포스러운 괴물’을, 코프리아이 (kopri-i)는 연구를 주도한 극지연구소의 영문 이니셜을 의미한다.

신종 거대 원시 화살벌레 티모레베스티아의 모습. 극지연구소 제공

이번 연구에는 전자현미분석기를 활용한 화석 표면 분석 기술이 쓰였다. 극지연구소에서 보유한 세계 최고 수준의 기술로, 최대 5억 2000만 년 전 생물의 내부 장기와 근육 다발 구조 등을 찾아내는 데 결정적인 역할을 했다.

북그린란드 시리우스 파셋 화석산지는 2022년 국제지질연맹 (IUGS)에서 세계 100대 지질유산으로 선정한 곳으로, 현재 극지연구소만 전 세계에서 유일하게 현장 조사를 수행하고 있다.

이번 연구결과는 저명한 국제 학술지인 Science Advances에 게재됐다.

조해동 기자