'최초의 동물'은 스폰지밥?…20년 가까이 이어진 논쟁

2021년 촬영된 노란색 해면동물(학명 Hertwigia 속)과 분홍색 불가사리(학명 Chondraster 속). 인기 애니메이션 주인공 '스폰지밥'과 그의 불가사리 친구인 '뚱이'를 연상시켜 화제가 됐다. Christopher Mah/미국 해양대기청(NOAA) 제공

인기 캐릭터 '스폰지밥'의 모티프이기도 한 '해면동물(sponges)'은 근육이나 신경세포 등이 없는 단순한 형태로 가장 처음 등장한 동물 분류군, 즉 현대 동물 계통의 뿌리로 여겨졌다. 2008년 빗해파리류로 불리는 '유즐동물(ctenophores)'이 최초의 동물 자리를 놓고 경쟁하기 시작하면서 20년 가까이 논쟁이 이어지고 있다.

27일(현지시간) 국제학술지 '네이처'는 최초의 동물군이 무엇인지를 놓고 이어지는 과학자들의 논쟁을 소개했다.

지금으로부터 6억~8억년 전 서로 상호작용하는 다수의 세포로 이뤄진 다세포 생물이 등장했다. 이후 수천만년 이내에 5종류 이상의 동물군이 빠르게 등장한 것으로 알려졌다.

최초의 동물을 규명하는 화석 증거는 매우 드물고 해석이 어렵다. 과학자들은 동물계 계통도의 가장 아래에 해면동물을 뒀다. 근육과 신경계 등 해면동물에 없는 복잡한 특징이 후대에 진화했을 것이라는 '자연스러운' 분석이다.

2008년 케이시 던 현 미국 예일대 교수는 유전물질인 디옥시리보핵산(DNA) 염기서열 분석 기술을 활용해 해면동물부터 바다거미, 닭, 산호 등 77종의 생물체에서 추출한 수천 개의 유전자 서열을 분석했다. 그 결과 최초의 동물군은 해면동물이 아닌 빗해파리라는 결론이 나오며 과학자들을 충격에 빠뜨렸다.

빗해파리는 신경과 근육, 내장 등이 존재하는 복잡한 동물이다. 최초의 동물에 존재했던 특징이 이후 소실됐다는 설명이 필요하다. 이후 수십 편의 논문이 쏟아져 나오면서 과학자들은 빗해파리파와 해면동물파로 나뉘었다.

동물 계통도의 뿌리가 빗해파리인지 해면동물인지 판단하려면 첫 동물군이 분화한 뒤 다음 동물군이 갈라지기 전 특정 시간대에 나타난 유전적 변이 흔적을 추적해야 한다. 선행 연구에 따르면 이 시간 간격은 500만년도 채 되지 않을 것으로 예상된다. 인간과 침팬지가 공통 조상으로부터 갈라진 이후의 시간보다도 짧다.

네이처에 따르면 주요 논문 발표 시점 기준으로 2008년부터 2024년까지 빗해파리 지지 논문은 11편, 해면동물 지지 논문은 10편으로 팽팽하다.

지난해 11월 국제학술지 '사이언스'에 발표된 해면동물 지지 연구는 데이터 오류가 발견돼 곧 철회될 예정으로 알려졌다. 

대결 구도가 고착화되면서 빗해파리파와 해면동물파가 별도로 연구하기보다는 협력해 공동 논문을 작성해야 한다는 의견도 나온다. 빗해파리와 해면동물 종 중 유전체 해독이 완료된 종은 극소수에 불과하기 때문에 데이터를 더 쌓아야한다는 시각도 있다.

한편 빗해파리의 신경계는 다른 동물의 신경계처럼 신경세포 사이의 틈인 시냅스가 없다는 사실 등 최초의 동물을 규명하려는 시도는 해당 동물군 자체에 대한 발견으로 이어지기도 한다.

<참고 자료>
- doi.org/10.1038/nature06614

[이병구 기자 2bottle9@donga.com]