내가 변한 게 없다고? 실러캔스 진화를 보여준 잃어버린 고리 찾았다 [다이노+]

실러캔스는 고생대 데본기 무렵인 3억 7500만년 전 등장해 공룡보다 먼저 7500만년 정도 사라진 고대 어류로 생각됐다. 이들은 단단한 뼈가 있는 물고기 가운데 육기어류에 속하는데, 팔다리 같은 지느러미를 지닌 것이 특징이다. 육기어류는 현생 사지동물의 조상으로 그 후손들은 육지에서 크게 번성했으나 바다에서 물고기 형태를 유지한 사촌인 실러캔스는 결국 멸종해 사라졌다. 사지류의 후손들이 다시 바다로 돌아와 고래나 물개 같은 다양한 해양 동물이 된 점을 생각하면 아쉬운 대목이다.

하지만 1938년 남아프리카 근해에서 살아있는 실러캔스가 잡히면서 아쉬움은 놀라움으로 바뀌게 된다. 이후 과학자들은 서인도양실러캔스와 인도네시아실러캔스 두 종의 실러캔스가 깊은 바닷속에서 인간의 눈을 피해 살고 있었다는 사실을 알아냈다. 동시에 이들의 독특한 생태와 적응 능력에 대해서 많은 연구가 이뤄졌다. 그럼에도 아직 실러캔스에 대해서는 많은 오해가 남아 있다.


실러캔스에 대한 대표적인 오해는 몇 억 년 동안 변화가 없는 살아있는 화석이라는 것이다. 실러캔스는 3억 6000만년 전 표본이나 현생종이나 형태가 크게 다르지 않다고 해서 이런 명칭이 생겼지만, 사실 내부 구조나 생태학적 지위는 엄청난 변화를 겪었다.

예를 들어 실러캔스는 과거 얕은 물을 포함해서 다양한 환경에 적응해 살았는데, 언젠가부터 심해 환경에 적응한 생물이 됐다. 하지만 왜 그렇게 됐는지를 알려줄 화석은 최근까지 발견되지 않아 실러캔스 진화의 잃어버린 고리로 남아 있었다.

포츠머스 대학의 대학원생이었던 잭 노턴과 지도 교수인 새뮤얼 쿠퍼는 150년 동안 런던 자연사 박물관 창고에 잠자고 있던 미스터리 물고기 화석이 바로 이 공백을 메꿔줄 실러캔스 화석이라는 사실을 발견했다.



연구팀은 이 화석의 정체를 알기 위해 고해상도 CT 스캔을 통해 그 내부 구조를 정확히 확인했다. 그 결과 백악기 중기(약 1억 1000만 년 전~1억 년 전)의 실러캔스 화석이라는 점을 확인했다.

연구팀은 이 화석에 ‘마크로포마 곰베사’(Macropoma gombessae)라는 이름을 붙였는데, 이는 마다가스카르 공동체와 코모로 제도의 어부들이 살아있는 실러캔스를 부르던 전통적인 이름인 “곰베사(Gombessa)”에서 유래했다. “먹을 수 없는 물고기” 또는 “가치 없는 물고기”라는 뜻으로, 과학적 중요성이 알려지기 전까지 이 화석과 실러캔스의 지위를 상징한다.

이번 발견이 중요한 이유는 실러캔스가 현재처럼 심해형 물고기로 진화하는 과정을 보여주기 때문이다. 마크로포마는 원시적인 실러캔스와 현대 실러캔스 사이의 신체 구조적 변화를 고스란히 담고 있는데, 특히 두개골 구조와 지느러미의 위치가 현대 실러캔스(Latimeria)와 매우 비슷해져 심해 생활에 적응했다는 것을 알 수 있다.

두개골 구조만큼 중요한 변화는 바로 폐의 퇴화다. 고생대와 중생대 초 실러캔스는 얕은 바다나 담수에 살며 공기 호흡을 돕는 ‘기능적인 폐’를 가지고 있었다. 이들이 폐어나 혹은 현재 사지동물의 친척이라는 점을 보여주는 특징이다. 하지만 심해 생활에 적응하면서 폐가 퇴화하고 그 자리에 지방이 가득 찬 기관이 발달했다.

심해의 높은 수압 환경에서는 공기가 든 폐보다 지방을 이용한 부력 조절이 훨씬 효율적이다. 따라서 백악기 중기 이후 실러캔스류가 얕은 바다를 떠나 심해 생활에 적응하면서 폐가 사라졌음을 보여준다.

백악기 중반 실러캔스가 심해 생활에 적응한 이유는 잘 모르지만, 아마도 모사사우루스 같은 새로운 포식자의 압력이나 민첩하고 빠른 조기어류(현생 어류의 대부분을 차지하는 물고기)와의 경쟁이 원인으로 지목된다.

원인이 무엇이든 간에 심해 환경에 적응한 것은 실러캔스 입장에서는 전화위복의 계기가 됐다. 변화가 적은 심해 환경에 적응한 덕분에 6600만 년 전 대멸종에서 무사할 수 있었기 때문이다. 대멸종 시기 갑자기 산소 농도가 떨어지고 먹이가 줄어든 것은 본래 그런 환경에서 살았던 실러캔스 입장에서는 큰 문제가 되지 않았다. 다만 인간이 찾기 힘든 어려운 깊은 바다에 살다 보니 멸종되었다는 오해를 받았을 뿐이다.

멸종했다는 오해를 푼 후에도 실러캔스는 수억 년간 거의 변하지 않는 생물이라는 오해를 받고 있다. 하지만 사실 이렇게 환경에 능동적으로 변화하고 적응한 탓에 오히려 멸종을 피한 경우에 속한다. 이번 연구는 실러캔스에 대한 오해를 조금이라도 풀어주는 계기가 될 것으로 보인다.

고든 정 과학 칼럼니스트 jjy0501@naver.com