5억년 전 지구 지배한 삼엽충, 어떻게 먹고 소화했을까[사이언스 PICK]

화산재 뒤덮여 연조직까지 완벽 보존된 삼엽충 3D 해부구조 분석
얇은 다리·털부터 소화계통까지 드러나…삼엽충 입 구조도 첫 파악

[뉴욕=AP/뉴시스]미국 뉴욕 자연사박물관에 전시돼있는 삼엽충 화석의 모습. 2013.6.13.

[서울=뉴시스]윤현성 기자 = 지금으로부터 약 5억년 전 고생대를 지배했던 삼엽충이 어떻게 먹이를 먹었고 소화시켰는지 여부가 처음으로 밝혀졌다. 화산재에 뒤덮여 몸체 내부의 해부학적 구조까지 완벽하게 보존된 전례 없는 수준의 화석이 발견된 덕택이다.

29일 학계에 따르면 프랑스 푸아티에대학교 연구진은 화산재에 뒤덮인 채 보존된 삼엽충 화석을 발견해 연구를 진행했다. 연구 결과로 만들어진 역대 가장 세밀한 삼엽충 3D 해부 구조는 국제학술지 '사이언스(Science)'를 통해 보고됐다.

이 삼엽충 화석은 모로코 하이 아틀라스 산맥에 있는 화산재 퇴적층에서 발견됐다. 연구 결과 약 5억1500만년 전 일어난 거대한 화산 폭발이 하이 아틀라스 산맥 고지대에 있던 얕은 물웅덩이를 뒤덮었고, 그 웅덩이 속에 살고 있던 삼엽충들까지 완전히 파묻은 것으로 파악됐다.

물웅덩이를 뒤엎은 화산재는 물 속에 있던 화학물질과 반응해 굳어지면서 삼엽충을 완벽한 틀로 박제시켰다. 이를 두고 연구진은 화산재로 뒤덮인 물체의 원형이 그대로 보존된 것으로 유명한 '폼페이'에서 일어났던 일과 비슷한 현상이 발생한 것이라고 설명했다.

연구진은 이렇게 화산재가 만들어준 틀 속에 고정된 삼엽충 화석의 내부를 미세 단층 촬영 스캐너를 사용해 X레이로 들여다봤다. 이렇게 파악된 3D 해부구조에서는 삼엽충의 더듬이와 얇은 다리 및 털, 소화기 계통까지 확인할 수 있었다. 삼엽충이 화산재에 뒤덮여 굳어갈 때 머리에 붙어있었던 공생 완족동물까지도 포착됐다.

모로코 하이 아틀라스 산맥 화산재 퇴적층에서 발견된 삼엽충 화석을 3D 형태로 스캔한 해부구조. 화산재에 뒤덮여 다리, 소화기 계통 등 연조직까지 완벽하게 보존된 모습이다. (사진=푸아티에대학교) *재판매 및 DB 금지

중생대에 공룡, 신생대엔 매머드가 있다면 고생대에는 삼엽충을 떠올릴 정도로 삼엽충은 고생물학의 '스타' 중 하나다. 약 3억년에 걸친 고생대 시기 내내 생존하며 한때 지구와 바다를 지배했던 생물이라는 평가까지 받을 정도다.

이렇게 오랜 기간 존재했던 만큼 삼엽충은 약 2만2000여종 이상이 파악됐다. 개체의 크기도 1㎜에서 최대 72㎝ 수준까지 다양하다. 그만큼 수십년에 걸쳐 화석화된 외골격에 대한 연구도 꾸준히 이뤄져 왔다.

하지만 이번에 발견된 화석처럼 얇고 연약한 다리나 소화기 계통 등 연조직까지 보존된 경우는 희귀하다는 게 연구진의 설명이다. 지금까지도 완벽한 모습의 삼엽충 화석이 드물지 않게 발견됐지만 대부분 외골격 같은 단단한 부위만 제대로 보존돼 있었다.

그만큼 이번 발견은 수십여년에 걸친 연구 과정에서 나타난 삼엽충의 해부 구조, 생활 방식에 대한 학술적 논쟁을 해결하는 실마리가 될 수 있을 것이라는 기대를 받고 있다. 지난해에는 4억6500만년 전 존재했던 것으로 추정되는 삼엽충의 장 내용물에 대한 연구가 이뤄져 삼엽충이 무엇을 먹고 살았는지 확인된 바 있다.

이번 연구는 삼엽충이 이같은 먹이들을 '어떻게' 먹었는지를 알 수 있게 해줬다. 연조직까지 완벽하게 보존된 화석을 통해 삼엽충의 입 위치를 처음으로 파악할 수 있게 됐기 때문이다. 삼엽충은 특수한 입 구조를 지니고 마치 틈새가 열리는 것처럼 입을 열어 먹이를 먹었던 것으로 추정됐다.

학계에서는 이번 발견이 다른 멸종된 생물들은 물론, 현시대의 살아있는 생물에 대한 연구에도 새로운 단서를 제공할 것으로 보고 있다. 고생대 해양 절지동물의 대표인 삼엽충 해부 구조에 대한 이해를 기반으로 다른 절지동물들의 초기 진화를 더 잘 파악할 수 있을 것이라는 기대다.

연구진은 "모로코에 있는 화산재 퇴적층은 삼엽충, 해파리 등을 비롯해 정교하게 보존된 화석들이 환상적일 정도로 많이 분포하고 있다"며 "지속적인 연구를 위해 모로코 정부가 해당 지역을 보호하도록 하기 위한 노력도 이어갈 것"이라고 전했다.

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