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5억 년 전 고대생물 뇌 구조, 국내 연구진이 밝혔다

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2018년 03월 09일 19:01 프린트하기

원시절지동물 케리그마켈라의 형태분석과 헤엄치는 모습 복원도. 극지연구소 제공.
원시절지동물 케리그마켈라의 형태분석과 헤엄치는 모습 복원도. 극지연구소 제공.

5억2000만 년 전 지구에 살던 원시동물의 두뇌 모습을 현대 과학이 밝혀냈다. 생명체의 진화 과정을 이해하는데 보탬이 되리란 기대다.

 

극지연구소 연구진이 주도하고 덴마크 코펜하겐대, 영국 브리스톨대와 더럼대, 옥스퍼드 자연사박물관 등이 참여한 국제공동연구진은 원시 절지동물 ‘케리그마켈라(Kerygmachela)’의 화석을 분석, 그 머리 구조를 규명했다고 9일 밝혔다.

 

곤충이나 갑각류처럼 여러 개의 마디로 구성된 절지동물은 지구에 사는 120만 종의 동물 중 80%를 차지할 정도로 가장 번성한 동물군이다. 이들의 뇌는 몸의 가장 앞 쪽 마디에 있는 신경이 융합해 만들어졌다고 알려졌을 뿐, 자세한 뇌의 진화과정은 수수께끼로 남아있었다.

 

연구팀은 그린란드에서 발견한 케리그마켈라 화석의 앞마디를 관찰하고 분석한 결과 실제로 두뇌 형태를 확인하는데 성공했다. 즉 현생 절지동물의 두뇌는 가장 앞마디의 신경에 뒷마디의 신경들이 융합하는 과정을 거쳐 형성됐다는 사실을 증명한 셈이다.

 

연구팀은 추가로 절지동물의 특징인 ‘겹눈’의 기원도 밝혔다. 케리그마켈리의 화석에서 겹눈의 형태를 확인한 것이다. 지금까지 절지동물의 눈은 두 번째 마디의 다리 끝에서 생겨났다는 설과 머리 표면에 붙어있는 홑눈들이 모여 점진적으로 생겼다는 가설이 있었다. 연구진이 원시적인 형태의 겹눈을 확인함에 따라, 점진설이 힘을 얻게 됐다.

 

연구에 사용된 화석은 북위 82도, 지구상 육지 중 최북단인 북그린란드 ‘시리우스 파셋(Sirius Passet)’ 화석산지에서 발견됐으며, 신경과 눈을 비롯한 내부 구조가 잘 보존된 상태였다.

 

이번 연구결과는 과학학술지 ‘네이처커뮤니케이션즈(Nature Communications)’ 3월호 온라인판에 게재됐다. 극지연구소 지구시스템연구부 박태윤 선임연구원팀이 제 1저자 및 공동 교신저자로 연구를 주도했다.

 

박 연구원은 “지구에서 가장 번성한 동물군인 절지동물의 머리 형태 기원을 밝힌 것”이라며 “앞으로 생명체의 기원을 더 상세하게 밝힐 수 있도록 연구 범위를 점점 더 확대해 나가겠다”고 말했다.

 

케리그마켈라의 두뇌가 보존된 화석과 머리 신경 복원도. 극지연구소 제공.
케리그마켈라의 두뇌가 보존된 화석(왼쪽)과 머리 신경 복원도(오른쪽). 극지연구소 제공.

 

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