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- 유기체 80% 약 5억5천만 년 전 사라져, 캄브리아기 초기 오늘날 동물그룹 조상으로 대체
- 생태적 우월 종의 대체 증거 없음
- 에디아카라 바다의 전 세계적인 산소 부족이 5억 5천만 년 전 대량 멸종 일으켰음을 시사
- 산소 결핍의 원인은 아직 밝혀지지 않았다.

최초의 대멸종 미스터리 풀렸다?
에디아카리움-동물군은 약 5억 5천만 년 전 산소 부족으로 인해 멸종됐을 것이다.

수년 동안 고생물학자들은 5억 5천만 년 전에 이국적인 에디아카라 동물군이 멸종된 이유에 대해 의아하게 생각했다. 오늘날의 삶의 청사진과는 완전히 다른 동물의 세계다. 이제 연구자들이 답을 찾았다. 육상 동물 세계의 첫 번째 주요 대량 멸종은 바다의 산소 부족으로 인한 것 같다. 산소 부족은 에디아카리아의 동물군을 80퍼센트나 멸종시켰다. 

▲ 에디아카리아 시대에는 오늘날 알려진 모든 동물 구조와 다른 다세포 유기체가 있었다. 그러나 약 5억 5천만 년 전에 이 종의 80%가 멸종되었고 천만 년 후에 나머지는 거의 모두 멸종됐다. © Alex Boersma/ PNAS

오늘날의 동물 그룹의 조상이 약 5억 5천만 년 전에 발달하기 전에 바다에는 에디아카리아기의 이국적인 생물이 살고 있었다. 이 최초의 다세포 및 사회적 유기체는 최초의 실제 동물을 포함해 다양한 생활 세계를 개발했다. 그러나 그들의 건설 계획은 오늘날의 대규모 동물계 그룹의 건설 계획과 완전히 다르며 그들의 생활 방식은 지금까지 부분적으로만 밝혀졌다.

"이러한 유기체는 동물의 진화 역사 초기에 나타났기 때문에 많은 경우 자연은 여전히 ​​크고 움직이는 다세포체를 만드는 실험을 하는 것처럼 보였다"고 버지니아 폴리테크닉 연구소의 스콧 에반스(Scott Evans)는 설명했다.

에디아카라-동물군이 사라진 이유는 무엇일까?

신비한 Ediacara-동물군의 종말은 그들의 청사진보다 훨씬 더 수수께끼다. 이 이국적인 유기체의 대부분은 약 5억 5천만 년 전에 사라졌고 캄브리아기 초기에 오늘날의 동물 그룹의 조상으로 대체되었다.

동물의 왕국에서 이러한 첫 번째 대량 멸종의 이유는 논쟁의 여지가 있다. 일부 고생물학자들은 생물학적으로 우월하고 "더 현대적인" 형태의 유기체에 의한 변위를 원인으로 보고 있다. 다른 사람들은 방아쇠를 당기는 환경 요인을 의심한다.

설명을 찾기 위해 Evans와 그의 동료들은 Ediacarian 생물의 분포와 발생에 대한 알려진 모든 데이터를 평가했다. 그들은 어떤 종이 ​​언제 사라졌는지, 그리고 살아남은 종과 멸종된 종에 어떤 유사점이 있었는지 체계적으로 조사했다. 그 결과 5억 6천만-5억 5000만 년 전 이른바 White Sea 기간까지 에디아카리아의 유기체 다양성이 증가했음을 먼저 확인했다.
(참고: Avalon ca. 575-560만 년, White Sea ca. 560-550만 년, Nama ca. 550-539만 년)

▲ Ediacaran 다세포 유기체 Dickinsonia는 지구상에서 최초의 실제 동물로 간주된다. © Scott Evans

생태적 우월 종의 대체 증거 없음

그러나 분석에 따르면 약 5억 5000만 년 전에 감소가 시작되어 이전에 알려진 약 70종의 에디아카라 종 중 약 80%가 희생되었다. 겨우 14종만이 살아남았고, 에디아카리아기 말에 몇 종은 더 사라졌다. 하지만 왜? 여러 단계의 화석 위치를 비교한 결과 지리적 분포와 멸종 위험 사이에는 아무런 관련이 없었다.

또한 생태 및 해부학적 특성에서 생존 종과 멸종 종 사이에 근본적인 차이가 없었다. Evans와 그의 동료들은 "우리는 생활 방식, 식단, 먹이 그물에서의 위치 또는 신체 크기에서 통계적으로 유의미한 차이를 발견하지 못했다"고 보고했다. "모든 생활 방식과 식습관이 멸종으로 유사하게 영향을 받았습니다." 이는 생물학적으로 "우수한" 경쟁자에 의한 대체이론에 반한다.

산소 부족 사망 원인?

그러나 한 가지 특징이 고생물학자들의 주목을 끌었다. "백해(White Sea) 시대 말에 살아남은 분류군은 부피에 비해 표면적이 가장 큰 형태를 보여주었다"고 연구자들은 보고했다. Ediacarian의 동물은 확산을 통해 환경에서 산소를 흡수했기 때문에 가스 교환 및 산소 흡수를 위한 가능한 가장 큰 표면적이 당시에 유리했음을 나타낼 수 있다.

Evans와 그의 팀에 따르면 이것은 에디아카라 바다의 전 세계적인 산소 부족이 5억 5천만 년 전에 대량 멸종을 일으켰음을 시사한다. 그 당시 해저에 광범위한 저산소 "죽은 지대"가 형성되었을 가능성이 있으며, 이후의 대량 멸종에서도 마찬가지다. 당시 생존을 위해 많은 산소가 필요했던 유기체는 이러한 조건에서 생존할 가능성이 거의 없었다.

산소 결핍의 원인은 아직 밝혀지지 않았다.

Evans는 "우리의 결과는 이 멸종 사건이 지구 역사상 다른 ​​주요 대량 멸종 사건과 마찬가지로 환경적 요인에 의해서도 발생했음을 시사한다"고 말했다. 이에 대한 또 다른 징후는 당시 퇴적된 탄소 동위원소의 눈에 띄는 편차일 수 있으며, 이는 또한 팀이 설명하는 바와 같이 물질 주기 및 환경 조건의 광범위한 변화를 가리킨다.

따라서 Ediacarian의 불가사의한 동물군 단절은 우리 행성의 생명 발달에 있어 일련의 주요 단절에 합류한다. 그러나 에디아카라 해에서 전 지구적 산소 고갈을 유발한 원인은 알려져 있지 않다. Evans는 "그때 무슨 일이 일어났는지 모른다. 화산 분출, 지각판 운동, 소행성 충돌 또는 여러 방아쇠의 조합일 수 있다." 이제 이 퍼즐은 다음 연구를 기다리고 있다.
(국립과학원 회보, 2022, doi:10.1073/pnas.2207475119)
출처: PNAS, 버지니아 공대

[더사이언스플러스=문광주 기자]

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