5.4억 년 전 Cambrian Explosion (뉴턴 과학지에서)

캠브리아 폭발, 그때의 유전자는?

캠브리아 폭발은 유전자 수준에서 미리 계획되고 있었을까? 이 문제에 도전한 연구를 소개한다.

현재 살고 있는 다세포 동물 중 가장 원시적인 동물은 해면이라고 한다. 파커 박사가 말하는 캠브리아 폭발 전에 나타난 세 문(門)의 하나이며, 약 9억년 전에 나타났다는 해면류로 분류되는 동물이다.

분자진화학을 연구하는 일본 교토 대학의 미야타 다케 명예 교수는 해면에서 사람에 이르기까지, 현대의 다세포동물의 유전자를 분석했다. 그 결과 유전자와 캠브리아 폭발 관계를 시사하는 두 가지 사실이 판명되었다고 한다.

하나는 현생 동물 중에서 가장 원시적이고 단순하다는 해면동물은 다른 복잡한 동물과 마찬가지로, 다세포 동물 특유의 기본적인 유전자를 가지고 있었다는점이다. 해면류와 다른 동물이 약 9억 년 전에 갈라졌음에도 불구하고, 같은 유전자를 가지고 있었다. 이는 그 유전자가 해면류와 다른 동물이 갈라지기 전에 공통 조상의 단계에서 만들어져 있었음을 뜻한다. 미야타 교수는 “결국 동물의 기본적인 유전자는 해면류가 출현한 9억 년 전에 이미 갖추어져 있었다고 생각된다.”고 말한다.

또 하나는 캠브리아 폭발 때 새로운 유전자는 거의 만들어지지 않았다는 사실이다. 예컨대 해면류와 캠브리아 폭발 이후에 나타난 절지동물이나 척색동물 등에서 ‘기본적인 유전자’를 비교해도 변화가 없었다.’동물의 기본’인 ‘형태’는 크게 변화고 있는데도 말이다.

이 두 결과로부터 마야타 교수는 “새로운 유전자의 출현이 캄브리아 폭발을 유발했다기보다, 환경의 변화 등 생물 이외의 ‘무엇인가’가 원인으로 보인다. 그것에 의해, 예컨대 이미 있는 유전자가 다른 목적으로 이용되었다고 생각된다.낟. 그래서 캄브리아 폭발이 일어났을 것이다.

진화론에도 영향

캄브리아기 폭발의 내용이 밝혀짐에 따라, 진화론은 어떤 영향을 받았을까?

고생물학자 스트븐 굴드는 1975년 ‘단속 평성 진화설’을 주장했다. 이는 ‘생물 종은 조금씩 늘어나는 것이 아니라 갑자기 폭발적으로 늘고, 그 다수가 멸종하며 운이 좋은 몇몇의 생물이 잠시 살아남는다. 그리고 어느 정도 기간의 지난 다음, 그 나머지 생존자들이 또 폭발적으로 다양화한다.;는 내용이다. 굴드는 캄브리아기 폭발이 이 설의 증거가 된다고 주장했다.

영국 자연사 박물관의 리처드 포티(Richard A. Fortey) 박사가 1997년 주장한 설은 다윈의 진화론에 가깝다. 역시 생물의 진화와 다양화는 조금씩 일어난다는 것이다.단 최초의 다양화의 시작은 캄브리아 폭발 이전에 이미 다양한 생물이 존재했지만, 경조직이 없거나 SSF처럼 작았기 때문에 화석으로 발견되지 않았다고 생각한다.

SSF(Small Shelly Fossils). 작은 딱딱한 껍질을 가진 화석

2010-05-09, 뉴턴 과학지에서 옮겨 적음, 곽노태