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- 약 3억 2400만 년 전 텍사스에서 발견된 원시 곤충 화석
- 곤충 계통도의 중요한 공백을 메우고, 물에서 육지로의 전환을 포함한 이 동물 집단의 초기 다양화에 대한 증거

곤충의 육상 진출 과정

다리 여섯 개, 더듬이, 그리고 지느러미:
이 놀라운 특징들의 조합은 약 3억 2400만 년 전 텍사스에서 발견된 원시 곤충 화석에서 찾아볼 수 있다. 한 연구에 따르면, 이 수수께끼 같은 생물은 물과 육지에서 부분적으로 생활했던 과도기적 형태를 보여준다. 이 새로운 종은 곤충 계통도의 공백을 메우고, 곤충이 어떻게 점차 육지를 정복해 왔는지 보여준다. 

▲ 고대 곤충인 초샤 프레쿠르소르(Chosha praecursor)는 아마도 물과 육지의 경계면에서 살았으며, 두 서식지 모두에 적응했을 것이다. · 사진: © NIGPAS

곤충은 현재 가장 다양한 동물 집단으로, 토양, 육지, 공중, 물 등 매우 다양한 서식지에 적응해 왔다. 4억 5천만 년도 더 전에 곤충은 갑각류, 거미, 지네류와 같은 다른 절지동물로부터 분화했다. 영국 케임브리지 대학교의 에릭 티헬카가 이끄는 연구팀은 "그러나 곤충의 초기 다양화 시기의 화석이 부족했기 때문에 곤충의 초기 진화 역사는 지금까지 불분명했다"고 설명했다. 특히, 최초의 원시 곤충들이 어떻게 육상 생활에 적응했는지는 오랫동안 수수께끼였다. 곤충은 현재 가장 다양한 동물 집단이며, 토양, 육지, 공중, 물 등 광범위한 서식지에 적응해 왔습니다.

물과 육지에 대한 적응

최근, 놀라운 화석 하나가 곤충의 육상 생활로의 전환에 대한 새로운 통찰력을 제공하고 있다. 티헬카와 그의 동료들이 '선구자 곤충'이라는 뜻의 '초샤 프라에쿠르소르(Chosha praecursor)'라고 명명한 이 동물은 원래 갑각류 유충으로 해석되었다. 그러나 고해상도 현미경을 사용해 연구진은 약 3억 2400만 년 전의 이 화석이 분명히 곤충, 특히 성체 암컷이라는 것을 밝혀냈다.

고생물학자들은 이 원시 곤충에 대해 "초샤 프라에쿠르소르는 세 개의 마디로 이루어진 짧은 흉부와 열한 개의 마디로 이루어진 길쭉한 복부를 가지고 있었다"고 설명했다. 현대 곤충처럼 머리에는 두 개의 더듬이가 있었고, 흉부에서 뻗어 나온 여섯 개의 다리는 육지에서 걸어 다니는 데 사용되었을 것으로 추정된다. 암컷은 복부에 산란관을 가지고 있었다.

▲ 텍사스 테스누스 지층에서 발견된 석탄기 줄기군 곤충 Chosha praecursor © NIGPAS

초샤 프라에쿠르소르는 세 마디로 이루어진 짧은 흉부와 열한 마디로 이루어진 길쭉한 복부를 가지고 있었다. 하지만 동시에 현대 곤충과는 확연히 다른 특징이 나타났다. 이 원시 곤충은 여섯 개의 보행 다리 외에도 복부의 여러 마디에 노처럼 생긴 부속지를 가지고 있었는데, 이는 수영이나 아가미 역할을 했을 가능성이 있으며, 수생 생활에 적응한 흔적이다.

점진적 변화

연구진은 "이러한 발견은 초샤가 습하거나 반수생적인 미세 서식지에 살았을 가능성을 시사한다"고 설명했다. 이는 화석이 발견된 텍사스 서부의 테스누스 지층과도 일치한다. 이 원시 곤충이 살았던 당시 이 지역은 얕은 물이 있는 해안 지역이었을 것으로 추정된다. 초샤는 물과 육지를 오가며 생활했을 것이다.

후대 곤충들이 복부 부속지를 잃고 오늘날 우리가 알고 있는 전형적인 여섯 다리 구조를 가지게 된 것은 이러한 진화의 결과다. 이러한 변화와 함께, 그들은 완전히 육상 생활로 나아가는 결정적인 발걸음을 내디뎠다. 티헬카와 그의 동료들은 "우리의 연구 결과는 초기 곤충들이 처음에는 양서류 단계를 거쳐 점진적으로 육지를 개척했을 가능성을 시사한다"고 설명했다.

▲ 현미경 이미지는 약 5cm 길이의 원시 곤충의 해부학적 세부 사항을 보여준다. 여기에는 여섯 개의 다리와 노처럼 생긴 부속지가 포함된다. — © NIGPAS

최초의 명확한 곤충들

이러한 새로운 발견을 바탕으로, 연구팀은 스코틀랜드에서 발견된 레버훌미아(Leverhulmia)를 비롯한 다른 절지동물 화석과 일리노이주 마존 크릭 지층에서 발견된 이전에 알려지지 않았던 두 개의 화석을 재분석했다. 연구팀은 "이러한 비교를 통해 고생대 날개 없는 곤충들의 다양한 신체 구조를 확인할 수 있었다"고 밝히며, "이러한 줄기군 화석들은 최초의 명확한 곤충을 나타낸다"고 덧붙였다.

이로써 초샤와 그의 동료들은 곤충 계통도의 중요한 공백을 메우고, 물에서 육지로의 전환을 포함한 이 동물 집단의 초기 다양화에 대한 증거를 최초로 제시했다.

출처:
Erik Tihelka (영국 케임브리지 대학교) 외, Nature, doi: 10.1038/s41586-026-10961-2

[더사이언스플러스=문광주 기자]

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