3'50" 읽기
- 환경의 낮은 수준의 산소, 수중의 포식자와 경쟁자, 수인성 질병 및 기생충 등의 역할 탓
- 육지 유인: 수많은 공짜 생태적 틈새, 더 나은 생활 조건 및 새로운 식량 공급원
- 초기 조상들은 분명히 썰물 때 해변에 남겨진 좌초된 해양 유기체를 먹기 위해 물을 떠나
- 조류와 포유류와 같은 온혈동물은 온도가 낮아지면 바다로 다시 이동하는 경향

생명체는 친숙한 바다를 떠났는가

우리 조상들이 육지로 올라간 이유를 100퍼센트 대답하는 것은 아마 결코 불가능할 것이다. 그러나 캘리포니아 샌디에이고 대학의 Aditya Saxena와 그의 동료들은 "필연적으로 '진화적 푸시 요인'과 '진화적 견인 요인'이라고 불릴 수 있는 두 가지 광범위한 요인 범주가 있어야 한다고 했다. 

▲ 이 바다 전갈과 같은 바다 포식자는 우리 조상이 해변으로 갔던 많은 이유 중 하나였을 것이다. © Patrick Lynch/CC0 1.0

수중 생활을 떠난것에 대한 이론

푸시 요인은 지속적인 수생 생물에 대한 일종의 이유 목록으로 설명될 수 있다. 주된 이유 중 하나는 아마도 수생 생활 조건이 더 이상 육지 척추동물의 조상에게 최적이 아니었기 때문일 것이다. "환경의 낮은 수준의 산소, 수중의 포식자와 경쟁자, 수인성 질병 및 기생충 - 이 모든 것이 역할을 했을 수 있다"고 연구팀은 설명했다.

이러한 불리한 상황은 상당 기간 지속되었을 것이다. 차선책의 서식지 밖에서 생명을 허용하는 적응을 개발하기에 충분히 중요하다. 이것은 아마도 우리 조상들이 처음에 얕은 해안가 물에서의 생활에 적응하도록 이끌었을 것이다.

육지의 삶이 말한 것

이 새로운 서식지에서 끌어당기는 요인, 즉 육상 생활을 매력적으로 만드는 이유가 작용했다. 수많은 공짜 생태적 틈새, 더 나은 생활 조건 및 새로운 식량 공급원이다. 예를 들어, 노래기 같은 초기 육상 절지동물은 미생물 매트나 떠내려온 동식물 잔해를 먹었을 수 있다.

초기 육지 척추동물도 이 뷔페에 참여했을 수 있다. 스웨덴 웁살라 대학교의 Per Ahlberg는 "우리의 초기 조상들은 분명히 썰물 때 해변에 남겨진 좌초된 해양 유기체를 먹기 위해 물을 떠났다"고 설명했다.

우리의 어류적인 유산

우리 조상들이 한때 육지에서 살기로 선택했다 하더라도, 찌르레기에서 악어, 개구리에서 인간에 이르기까지 우리 육상 척추동물에는 여전히 작은 물고기가 있다. 등뼈와 두개골은 일반적으로 우리 모두가 가지고 있는 원시 물고기의 특징 중 하나다. 우리의 폐는 또한 선사 시대의 기념품이기도 하다. 기본적으로 폐는 변형된 부레에 지나지 않기 때문이다. 물고기의 부력을 조절하는 대신 이제 우리는 부력을 사용하여 호흡한다.

그러나 우리는 자궁의 배아처럼 "가장 물고기"처럼 보인다. 어류와 육상 척추동물의 배아는 어느 정도 발달 단계에서는 외관상 매우 유사하다. 이것은 또한 둘 다 아가미 아치가 있음을 의미한다. 어류에서는 아가미로 발달하고, 인간에서는 무엇보다도 아래턱과 내이의 일부를 형성한다.

▲ 배아 단계에서 육상 척추동물은 어류와 매우 유사하게 보인다(왼쪽). © Romanes, G.J.

대가족

동시에 우리 육상 척추동물은 우리를 어류와 명확하게 구별하는 공통된 특성을 공유한다. 예를 들어, 우리 모두는 다섯 개의 손가락과 다섯 개의 발가락을 가지고 있다. 초기 육상 척추동물은 여전히 ​​8개의 손가락을 가지고 있었지만 시간이 지남에 따라 오늘날 일반적인 숫자로 줄었다.

또한 우리는 움직일 수 있는 목을 가지고 있는데, 덕분에 위, 아래, 옆을 모두 볼 수 있다. 반면에 물고기에서는 머리와 어깨띠가 연결되어 있고 그렇게 분리되지 않는다. 골반과 뒷다리는 융합되어 육상 척추 동물의 천골을 형성하여 육지에서 효율적으로 이동할 수 있다.

▲ 육상 척추동물의 진화 과정에서 손가락의 수는 마침내 오늘날 흔한 다섯 개로 줄어들었다. © Conty

일부 육지 동물이 바다로 돌아가는 이유

지느러미에서 다리로, 지느러미에서 지느러미로:
지난 2억 5천만 년 동안 이미 육지 생활에 적응한 다양한 동물 종들이 바다로 돌아왔다. 양서류, 파충류, 조류 및 포유류의 30개 이상의 혈통이 독립적으로 이 단계를 수행했다. 왜?

해양 이구아나와 늑대 고래

이 "워터 워크"의 잘 알려진 예는 다양한 육상 파충류가 고도로 적응한 해양 파충류로 진화한 공룡 시대 초기에 발생했다. 여기에는 돌고래와 같은 어룡, 포식성 모사사우르스, 목이 긴 수장룡이 포함된다. 수백만 년 동안 그들은 수생 서식지에 점점 더 잘 적응했으며 4개의 지느러미로 헤엄쳤다.

▲ 이 어룡과 같은 해양 이구아나는 육상 파충류의 후손이다. © Dmitry Bogdanov/CC-by 3.0

현대의 재진입 사례에는 펭귄, 해달, 고래, 돌고래, 바다소가 포함된다. 특히 현대의 고래와 같은 완전한 수생 동물은 새로운 서식지에 적응하기 위해 시간이 지남에 따라 주요 신체 변화를 겪었다. 고래의 초기 조상은 해안, 하구 및 바닷물에서 사냥하는 늑대와 같은 육식성 유제류 동물이었다. 현재의 이론에 따르면, 이것은 무엇보다도 다리가 지느러미로 변하는 요소에 대한 점진적인 적응으로 이어졌다.

▲ 이 늑대 같은 Ambulocetus는 가장 초기의 고래류 조상 중 하나다. © Notafly/CC-by-sa 3.0

일부 종은 왜 물로 돌아가고 싶어할까?

수생 생물로 회귀하는 이유는 이 길을 택한 모든 동물에 대해 자세히 조사되지 않았다. 오히려 지구 온도와 영향을 받는 동물의 냉혈 또는 온혈 특성과 관련된 거친 경향이 나타나고 있다. 예를 들어, 과학자들은 냉혈 동물, 즉 파충류와 양서류가 과거에 특히 온난화 기간 바다로 밀려났다는 사실을 발견했다.

반대로 조류와 포유류와 같은 온혈동물은 온도가 낮아지면 바다로 다시 이동하는 경향이 있었다. 이것은 특히 풍부한 식량 공급을 약속한 북태평양과 남극해에서 해양 생산성이 증가했다는 사실과 관련이 있을 수 있다. (끝)

[더사이언스플러스=문광주 기자]

[저작권자ⓒ the SCIENCE plus. 무단전재-재배포 금지]