인간 포함 모든 동물 '조상' 5억5천500만년 전 화석 발굴

벌레구멍 화석 옆서 추정만 해온 최초 좌우대칭 동물 확인

최초 좌우대칭 동물 '이카리아 와리우티아' 상상도 [Sohail Wasif/UCR 제공/ 재판매 및 DB 금지]

인간을 포함해 모든 동물의 조상인 쌀알 크기의 작은 화석이 발굴돼 학계에 보고됐다.

'이카리아 와리우티아'(Ikaria wariootia)라는 학명이 부여된 이 동물은 양 측면이 대칭을 이루고 앞, 뒤 끝의 구멍이 장과 연결돼 있는 최초의 좌우대칭 동물로 나타났다.

동물의 진화에서 좌우 대칭은 목적을 갖고 몸을 움직일 수 있는 능력을 부여하는 것으로 벌레나 곤충부터 공룡이나 인간에 이르기까지 모두 이를 기본으로 삼고있다.

에디아카라 생물군의 해면이나 조류(藻類) 매트와 같은 초기 다세포 생물의 화석이 이카리아보다 더 오래되기는 했으나 입이나 장과 같은 동물의 특징을 갖고 있지는 못하다.

미국 리버사이드 캘리포니아대학(UCR)에 따르면 이 대학 고생물학자 스콧 에번스 박사가 이끄는 연구팀은 호주 남부 닐페나에서 발굴된 약 5억5천500만년 전 에디아카라기 벌레 구멍(窟) 화석 인근에서 이카리아 화석을 찾아내 분석한 결과를 미국 국립과학원 회보(PNAS) 최신호를 통해 발표했다.

이 벌레 구멍 화석은 15년 전에 발견된 이후 좌우대칭 동물이 파놓은 것이라는데 과학자들의 의견이 일치했지만 이를 판 동물이 발견되지 않아 추정만 해오다 이번 연구를 통해 확실한 증거를 확보하게 됐다.

진화 생물학자들은 모든 좌우대칭 동물의 최초 조상이 원시적인 감각기관을 가진 작고 단순한 동물이었을 것으로 분석했지만 이를 화석으로 발견하는 것이 불가능하지는 않더라도 매우 어려울 것으로 여겨왔다.

돌에 남은 이카리아 흔적(중앙 타원형) [Droser Lab/UCR 제공/ 재판매 및 DB 금지]

연구팀은 벌레 구멍 인근에서 타원형 흔적을 발견한 뒤 3차원(3D) 레이저 스캐너를 통해 독특한 머리와 꼬리에다 원통형 몸에 희미한 홈이 파진 근육조직을 가진 벌레의 형체를 찾아냈다.

크기는 길이 2~7㎜, 폭 1~2.5㎜로, 벌레 구멍 화석에 딱 들어맞는 것으로 나타났다.

에번스 박사는 "우리는 이 동물이 존재했을 것으로 생각은 했지만 이를 찾아내는 것은 어려울 것으로 이해해 왔다"면서 "그러나 3D 스캔을 통해 중대한 발견을 했다는 것을 알게 됐다"고 했다.

연구팀은 이카리아의 벌레 구멍이 가장 낮은 층에 형성돼 있으며, 이런 복잡한 형태의 생물이 만들어낸 화석으로는 가장 오래된 것으로 분석했다.

이카리아는 상대적으로 단순하게 생겼지만, 에디아카라 생물군의 다른 화석과 비교하면 진화한 형태를 띠고 있다.

특히 이카리아는 해저 바닥에서 유기물을 찾아 산소가 있는 얇은 모래층에 굴을 뚫어 기초적인 감각 능력을 갖추고 있었던 것으로 분석됐다.

이와 함께 벌레 구멍에 가로로 v형 홈이 남아있어 이카리아가 벌레처럼 근육을 수축시켰다가 펴는 연동운동으로 움직인 것으로 나타났다. 또 구멍 내 침전물 이동이나 땅속에 묻힌 유기물을 먹은 흔적 등은 이카리아가 입과 항문, 장 등을 갖고 있었다는 것으로 보여주는 것으로 분석됐다.

이카리아 3D 레이저 스캔 이미지 [Droser Lab/UCR/ 재판매 및 DB 금지]

논문 공동 저자인 UCR 지질학과의 메리 드로서 교수는 "이는 진화 생물학자들이 예측해오던 것으로 우리가 발견한 것이 그들의 예측과 꼭 들어맞는 것이 매우 흥미롭다"고 했다.

​(서울=연합뉴스) 엄남석 기자 = ​eomns@yna.co.kr