4억 년 전, 뭍을 기어다닌 최초의 척추동물은 누구였을까? [와우! 과학]

[서울신문 나우뉴스]

육지로 상륙한 초기 폐어 상상도. Credit: Jakub Zalewski. Scientific Reports (2025). DOI: 10.1038/s41598-025-14541-8

수억 년 전, 지구는 바다 생물이 지배하는 세상이었다. 하지만 용감한 생명체들이 하나둘 뭍으로 발을 들이기 시작했다. 한때 육지 상륙의 선구자로 여겨졌던 틱타알릭(Tiktaalik)은 물고기와 양서류의 특징을 모두 가진 중간 화석으로 알려져 있었다. 하지만 최근의 새로운 발견은 틱타알릭보다 훨씬 더 오래전으로 거슬러 올라간다.

새로운 주인공, 폐어(肺魚)

틱타알릭은 약 3억 7500만 년전 데본기 후기에 살았던 생물이다. 아가미와 지느러미를 가졌지만, 지느러미가 네 발 달린 척추동물(사지류)의 다리와 비슷하게 변화하는 모습을 보여줘 ‘진화의 잃어버린 고리’로 불리기도 했다. 하지만 틱타알릭이 진흙 위를 기어 다녔을지언정, 최초의 척추동물은 아니라는 증거가 발견되었다.

폴란드 성십자가산(Holy Cross Mountains)에서 4억 년이 넘는 고대 지층을 조사하던 과학자들은 놀라운 흔적 화석을 발견했다. 3D 스캔과 정밀 분석을 거친 결과 이 흔적의 주인은 바로 폐어(肺魚·lungfish)의 조상인 딥노린쿠스 또는 키로딥테루스 오스트랄리스였던 것으로 밝혀졌다.

뭍을 기어다닌 폐어의 특별한 능력

이 폐어들은 약 4억 1900만 년 전부터 3억 9300만 년 전 사이 데본기 초기에 살았던 것으로 추정된다. 이들은 다리가 없지만 육지에서 숨 쉴 수 있는 폐를 가지고 있어 가뭄으로 강이나 호수가 말라도 살아남을 수 있었다. 이들은 지느러미를 이용해 뭍 위를 기어 다니며 생존에 유리한 능력을 일찍이 터득했던 것이다.

더욱 놀라운 것은 이 흔적 화석에서 흥미로운 패턴이 발견됐다는 점이다. 발견된 이동 흔적 중 상당수가 자국이 오른쪽으로 치우쳐 있었다는 사실이다. 이는 마치 오른손잡이처럼 오른쪽 지느러미를 더 많이 사용했던 것으로 보인다. 다리가 진화하기도 전에 이미 특정 방향을 선호하는 경향이 있었다는 점은 진화의 역사를 다시금 생각하게 한다.

작은 발자국이 남긴 위대한 흔적

이들이 남긴 것은 진흙이나 모래 위에 흔적으로 남은 자국뿐이지만, 4억년의 시간을 뛰어넘어 우리에게 중요한 메시지를 전해준다. 척추동물이 최초로 육지에 남긴 흔적이라는 점에서 생물 진화 연구의 큰 진보라고 할 수 있어서다. 물을 벗어나 미지의 세계를 탐험하려는 그들의 용기가 없었다면, 지금의 우리는 존재하지 않았을 수도 있을 것이다. 이 자국은 1969년 아폴로 11호를 타고 달에 착륙한 미국 우주인 닐 암스트롱이 달 표면에 남긴 발자국만큼이나 우리에게 중요한 흔적일지 모른다.

고든 정 과학 칼럼니스트 jjy0501@naver.com