일리노이 아기 화석이 뒤집은 통념, 초기 육상동물은 올챙이가 아니었다

육지로 올라온 초기 척추동물이 현대 개구리처럼 올챙이 시기를 거쳐 변태했을 것이라는 오랜 가정에 반대되는 화석 증거가 나왔다. 미국 시카고 필드박물관 연구진은 일리노이 메이존크리크에서 발견된 초기 사지동물의 매우 어린 표본을 분석했다.

연구 대상에는 약 3억5천만~2억8천만년 전에 살았던 악어 모양의 초기 사지동물 엠볼로미어류가 포함됐다. 성체는 길이 3미터를 넘을 수 있었지만 새끼 화석은 몇 센티미터에 불과했다. 작은 몸과 연조직이 드물게 보존되는 메이존크리크의 지질환경 덕분에 초기 성장단계를 살필 수 있었다.

새끼는 이미 다리와 이빨을 갖고 있었다

주사전자현미경 등으로 표본을 살핀 결과, 어린 개체에는 이미 다리와 성체에서 보이는 여러 특징이 있었고 스스로 먹이를 먹었음을 시사하는 이빨도 확인됐다. 현대 양서류의 올챙이에서 흔한 외부 아가미 같은 구조는 보이지 않았다.

연구진은 한 표본의 예외인지 확인하기 위해 물고기에서 사지동물로 이어지는 진화계통의 여러 가지를 대표하는 종과 박물관·민간재단 소장 화석 수천점을 검토했다. 그 과정에서도 올챙이와 닮은 발달단계를 찾지 못했다고 보고했다.

현대 양서류는 ‘원시형’이 아니라 독자적 진화다

초기 사지동물이 올챙이형 유생과 급격한 변태 없이 자랐다면, 현대 양서류의 생활사를 물고기에서 육상척추동물로 넘어가는 중간단계의 재현으로 보는 설명은 수정돼야 한다. 개구리와 도롱뇽의 변태는 오래된 기본형이라기보다 그들 계통에서 발달한 독특하고 성공적인 전략일 수 있다.

이 결론은 한 박물관 연구자가 약 10년 전 정체불명의 어린 표본을 접한 뒤 여러 소장품과 비교하면서 발전했다. 지역 화석동호인과 시민 수집가가 과학기관에 제공한 표본도 분석에 포함돼, 작은 화석을 보존하고 연구자에게 연결하는 시민과학의 역할을 보여 줬다.

다만 연조직이 남는 화석지는 매우 드물고 어린 개체는 특히 보존되기 어렵다. 앞으로 다른 지역과 계통에서 더 많은 성장단계 표본이 발견돼야 초기 사지동물의 번식과 성장 방식이 얼마나 다양했는지 판단할 수 있다.