담수 조개류는 어떻게 육지로 이동했을까…진화과정 밝혔다

강이나 호수 같은 담수 생태계에 서식하는 조개류의 조상은 1억9000만년 전 초대륙인 판게아가 남반구와 북반구로 갈라지는 과정에서 바다에서 육상으로 이동해 진화했다는 연구 결과가 나왔다. 대표적인 담수 조개는 두드럭조개, 도끼조개 등이다. 

한국연구재단은 박중기 이화여대 교수 연구팀이 담수 생태계에 사는 이매패류가 어떻게 바다에서 육상 담수생태계로 서식지를 이동했는지 밝히고 진화생물학적 증거를 제시했다고 22일 밝혔다.

진화생물학자들은 지구상 모든 육상 생물은 바다에서 기원했다고 보고 있다. 약 2억5000만년 전 고생대 말 '페름기'에 지구 생명체의 90% 이상이 대멸종한 이후 중생대 초 트라이아스기에 어류, 양서류, 연체동물이 담수 생태계로 이동해 진화적 적응을 한 것으로 여겨진다. 

각 생물 종이 어떤 시기에 어떤 과정을 통해 서식지를 이동했으며, 그에 따른 적응과 진화 과정은 아직 구체적으로 밝혀지지 않았다. 진화생물학자들의 오랜 연구 주제 중 하나다. 

연구팀은 전 세계의 담수, 기수 및 해양에 서식하는 이매패류의 세포 내 미토콘드리아 유전체 염기서열 정보의 계통진화 분석과  화석 기록을 분석했다. 기수란 민물과 바닷물이 만나는 수역을 말한다. 또 분자시계 이론을 적용해 담수 생태계에 서식하는 이매패류의 기원을 분석했다. 

분자시계는 진화생물학에서 DNA 혹은 단백질 서열상의 단위 시간 당 돌연변이 속도를 이용해 생물 종 사이에 분화된 시간을 추정하는 방법이다. 

분석 결과 고생대 이후 약 1억9000만년 전 판게아가 북반구와 남반구로 분리되는 대륙이동이 진행되면서 해양에 있던 이매패류가 담수 생태계로 이동했다는 사실을 밝혀냈다. 1억9000만년 전은 중생대 트라이아스기부터 쥐라기까지 걸친 시기다. 이매패류가 독립적인 적응진화를 했고 현재에 이르렀음을 확인한 것이다.   

박 교수는 “이번 연구는 중생대 초기에 일어난 조개의 담수 생태계로의 서식지 이동에 따른 적응진화와 함께 전 세계에 분포하는 이매패류의 생물지리학적 분포 특성의 근본 원인을 규명한 데 의의가 있다”라면서 “지구 상에 분포하고 있는 다양한 동‧식물의 육상 담수 생태계로의 진화 과정과 대륙이동에 따른 생물의 분단분포 원인을 규명하는 중요한 정보로 활용될 수 있다”라고 설명했다. 

연구팀은 담수 생태계는 진화학적으로 다양한 생물이 육상으로 이동할 수 있는 징검다리이며 육상 생물의 다양성 진화에 중요한 역할을 담당할 뿐만 아니라 식수 공급, 수질 정화, 홍수조절과 같은 다양한 생태계 서비스를 인류에게 제공하고 있음을 강조했다. 

이번 연구 성과는 국제학술지 '커뮤니케이션스 바이올로지'에 지난 9월 28일 발표됐다. 

<참고자료>

https://doi.org/10.1038/s42003-024-06871-6

[이채린 기자 rini113@donga.com]