3cm 플랑크톤, 5억년 전 바다 '최상위 포식자'였다

극지연구소

거대한 원시 화살벌레 티모레베스티아가 다른 해양 절지동물 무리를 사냥하고 있는 재구성도. Robert Nicholls 그림. 극지연 제공

동물 플랑크톤의 일종인 화살벌레가 5억 년 전 바다에서는 최상위 포식자였을 것이라는 연구 결과가 나왔다.

극지연구소는 박태윤 지권연구본부 책임연구원이 주도하고 영국·덴마크 연구팀이 참여한 국제공동연구팀이 북극에서 찾은 화석을 분석해 화살벌레의 과거 모습을 규명해 국제 학술지 '사이언스 어드밴스드'에 3일(현지시간) 공개했다고 4일 밝혔다.

연구팀은 2016년부터 2022년까지 북위 82도에 위치한 북그린란드 시리우스 파셋 화석 산지에서 평균 길이 10~15cm에서 최대 30cm에 이르는 원시 화살벌레 화석 13개를 발굴했다. 

화살벌레는 바다 어디에서나 쉽게 볼 수 있는 동물 플랑크톤이다. 그동안 진화 과정은 잘 알려지지 않았다. 다만 3cm 미만인 현재 크기로 비춰볼 때 미세 플랑크톤을 잡아 먹는 하위 포식자였을 것으로 추정됐다. 

북극에서 발견된 거대 원시 화살벌레 화석 내부에는 다른 절지동물의 파편 화석이 있었다. 이를 근거로 연구팀은 약 5억 년 전 화살벌레가 다양한 해양 동물을 잡아 먹던 거대한 최상위 포식자로 군림했을 것이라는 분석 결과를 내놨다. 

이번 연구에는 전자현미분석기(EPMA)를 활용한 화석 표면 분석 기술이 쓰였다. 극지연구소가 보유한 기술로 최대 5억 2000만년 전 생물의 내부 장기와 근육 다발 구조 등을 찾아내는 데 결정적인 역할을 했다고 알려졌다. 

연구팀은 학계에 보고된 적 없는 이번 신종 화석에 '티모레베스티아-코프리아이'라는 학명을 붙였다. 티모레베스티아(Temorebestia)는 '공포스러운 괴물'을, 코프리아이(kopri-i)는 연구를 주도한 극지연구소의 영문 이니셜을 의미한다. 

화석이 발견된 북그린란드 시리우스 파셋 화석산지는 2022년 국제지질연맹(IUGS)에서 세계 100대 지질유산으로 선정한 곳이다. 현재 극지연구소가 전세계 유일하게 현장 조사를 수행하고 있다.

박 책임연구원은 "5억 년 전 화살벌레는 먹이를 씹어 먹는 다른 포식자들과 달리 통째로 삼키는 최초의 포식자로 추정된다"며 "먹잇감들이 ‘공포스러운 괴물’을 피해 어떤 생존 전략을 꾀했을지 당시 생태계 진화 양상을 이해하기 위한 연구를 이어가겠다"라고 전했다.

[박건희 기자 wissen@donga.com]