등뼈동물들의 진화는 몸통이 아니라 머리에서부터 진행된 것으로 밝혀졌다고 사이언스 데일리가 최신 연구를 인용 보도했다.

미국 시카고 대학과 영국 옥스퍼드 대학 과학자들은 두 차례의 대멸종 사건을 전후한 시기에 다양하게 진화한 물고기들의 화석을 연구한 결과 머리의 형태와 기능이 몸통보다 먼저 다양해졌음을 발견했다고 영국 생물학회지 프로시딩스 B. 최신호에 발표했다.

이는 진화 과정을 적응방산(adaptive radiation)으로 설명하는 기존 모델과는 달리 먹이와 관련된 진화 압력이 종 다양화를 일으키는 가장 중요한 요인임을 시사하는 것이다.

적응방산이란 같은 기원을 갖는 생물이 여러 다른 환경에 적응하는 과정에서 식성이나 생활방식에 따라 형태적ㆍ기능적으로 다양하게 분화하는 현상을 가리킨다.

연구진은 화석들을 보면 “진화의 초기 단계에선 주변의 먹이 자원과 먹이활동, 식습관이 가장 중요한 것으로 나타난다”면서 “먹이를 부수는 턱, 큰 이빨, 긴 턱 등을 가진 이상하게 생긴 머리가 먼저 나타나지만 이들은 대개 같은 몸통에 붙어있다”고 밝혔다.

적응방사는 지배적인 집단과 다양한 집단의 진화의 바탕이 된다. 대멸종 같은 큰 재난 이후 살아남은 종들은 수많은 형태로 갈라지는데 오늘날 1천여 종이 보고되고 있는 물고기 시클리드와 다양한 부리를 가진 다윈의 핀치새가 대표적인 예이다.

진화 생물학자들은 현존하는 이들 종을 단서로 적응방사의 두 가지 모델을 제시하고 있다. 하나는 비교적 오랫동안 안정기가 지속된 후 일어나는 단 한 차례의 ‘폭발적인 다양화’ 모델이고 또 하나는 서식지 환경에 따라 몸의 형태가 서서히 다양해지고 나중에 머리의 형태가 다양해진다는 단계적인 ‘일반적인 등뼈동물 모델’이다.

그러나 이들 모델은 아직까지 풍부한 화석 자료들을 이용한 검증의 대상이 되지는 않았다.

연구진은 3억6천만년 전 해양동물을 거의 절멸시킨 항엔베르크 멸종사건 이후에 폭발적으로 분화한 조기류(條기<魚+耆>類)와 공룡시대의 종말인 백악기말 경 역시 폭발적으로 분화한 아칸토모프(acanthomorphs) 등 두 집단을 집중적으로 조사했다.

연구진은 두 집단의 자료를 대상으로 기하학적 형태분석 기법을 적용, 종 간 몸의 두께, 지느러미의 위치, 턱의 형태 차이를 수량화하고 머리에 대해서는 별도로 측정했다.

그 결과 두 집단에서 모두 머리의 다양화가 몸의 다양화보다 먼저 일어난 것으로 확인됐다.

연구진은 이는 서식지보다는 먹이가 종 분화에 더 중요한 역할을 했음을 의미하는 것이며 적응방사에 관한 두 개의 모델과 모두 일치하지 않는 것이라고 강조했다.

연합뉴스