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약 34억 년 전 미화석의 분리, 추출, 해부에 성공
작성자 : 우정희 ㅣ 조회수 : 1,280

나고야대학 대학원 환경학연구과, 벨기에 리에주대학, 프랑스 릴대학은 공동으로 서오스트렐리아 필바라 크레톤(Pilbara craton)에 분포하는 약 34억 년 전의 지층에 포함된 상당히 희귀한 미화석을 분리, 추출하는 데 성공하여 전자현미경 등을 구사하여 그 복잡한 내부구조를 규명하였다.

태고대(25~38억 년)라는 지질시대는 생명의 기원 및 진화를 조사하는데 상당히 중요하다. 일반적으로 생명의 기원은 38억 년 이전으로 거슬러 올라간다. 태고대의 지층으로부터의 화석의 보고는 별로 없으며, 원핵생물화석으로서 보고된 것은 있지만, 단순한 형태 및 작은 크기이기 때문에 진위가 밝혀지지 않은 경우가 많고, 그 진위를 둘러싸고 미화석인지의 판정기준에 관해서도 다양한 의견이 있다.

1960년대 캐나다 건플린트(Gunflint) 미화석군(약 20억 년 전)의 발견으로 막을 연 선컴브리아시대의 화석, 생명연구는 1990년대 초에 절정기를 맞이한 것처럼 보였다. 1993년에 캘리포니아 대학 연구팀에 의한 35억 년 전의 미화석이 서오스트렐리아의 필바리 지역에서 보고되었으며, 1992년에는 스크립해양연구소의 연구팀에 의해 극한 지역인 그린란드 이스아지역에서 38억 년 전의 생명 흔적이 보고되었다. 그런데 약 10년 후 이러한 연구성과가 계속 엄격한 재검증을 받게 되었다.

한편 본 연구팀은 오스트렐리아 북서부의 골드워시지역에서 상당히 보존상태가 좋고, 태고대의 것으로는 통상적으로 생각할 수 없는 크기 및 형태적인 복잡성을 가진 30억 년 전의 미화석을 발견하였으며, 2007년에 처음으로 논문을 발표하였다. 그 후, 데이터가 축적된 현재까지 관련된 논문은 총 8편이며, 그 신뢰성은 흔들리지 않는 것으로 “30억 년 전의 대형이며, 다양한 형태의 미화석의 존재”는 널리 학회에 받아들여지게 되었다.

태고대에 살고 있었던 생물은 원핵생물이라고 일반적으로 생각되고 있으며, 이것은 통상 수마이크로미터 정도의 크기이다. 연구팀이 발견은 미화석군은 태고대의 것으로는 이상적으로 크고(수십 마이크로미터), 다양한 형태의 것이 화석이라고 용이하게 인식될 정도의 대량이며, 상당히 양호한 상태로 보존되어 있다. 또한 필바리지역의 보다 오랜된 지층도 조사를 확대하여 2005년과 2008년에 채집한 약 34억 년 전의 지층인 Strelley Pool층의 시료 중에 유사한 대형 미화석이 포함되어 있다는 것을 발견하였다. 그리고 2010년에 수행한 재조사에서 다른 지점에서도 유사한 화석이 산출된 것을 확인하였다. 본 연구는 이러한 성과를 바탕으로 태고대 미화석 연구의 새로운 차원을 제시한 것이다.

본 연구의 핵심성과는 이 Strelley Pool층의 미화석군을 대표하는 태고대의 것으로는 상당히 크고, 하늘을 나는 원반과 같이 날개가 달린 렌즈 형태의 미화석을 분리, 추출하는 데 성공한 것이다. 명료한 세포구조를 가진 미화석으로 모암으로부터 추출된 “세계 최고의 기록”이 된다. 그리고 이 추출한 미화석을 절단하여, 전자현미경으로 내부의 모습을 관찰한 것도 주목할 만한 점이다. 또한 분리 추출된 화석 중에는 분열 중이라고 생각되는 것도 포함되어 있으며, 그 중에는 미화석이 여러 개 연결된 사슬형태인 것도 포함되어 있다. 그 큰 크기와 튼튼한 유기질의 막을 형성하였다는 점, 날개형태의 돌기를 가졌다는 점은 진핵생물 같다.

그러나 본 연구팀은 이 가능성을 검토하여 결론짓기 위해서는 추가적인 연구가 필요하다고 언급하고 있으며, 동시에 다른 가능성, 현생생물의 3대 그룹(진핵생물, 진정세균, 고세균)에 속하지 않는 멸종된 그룹일 가능성도 언급하였다. 여하튼 종래 생각하고 있었던 것 이상인 34억 년 전의 화석기록은 풍부하며, 이것은 당시 이미 다양한 생물군으로 이루어진 복잡한 생태계가 성립되었다는 것을 본 연구에서 입증하여 초기 생명상(像)에 대한 패러다임의 전환을 촉진하는 것이라고 할 수 있다.

(그림 1) 추출한 렌즈 형태의 미화석을 위에서 본 모습. 직경은 약 60μm.
(그림 2) 렌즈형 미화석이 연결된 사슬형태 구조를 형성한 것
(그림 3) 추출한 렌즈형태 미화석의 전자현미경 사진(A)와 절단면(B: 중앙부, C: 테두리부분)


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출처 KISTI 미리안 글로벌동향브리핑


담당자 : 시험연구팀 우 정희 선임연구원
TEL : 054-780-3454, E-mail : jhwoo@gimb.or.kr


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