[사이언스 데일리] 4억1000만년 된 화석 어류 로문디나 스텔리나 (Romundina stellina) 의 작은 치판을 통해 이빨이 최근 생각되던 것보다 더 이른 시기에 진화했다는 것이 밝혀졌다. 턱과 이빨은 척추동물의 진화에 있어서 중요한 혁신이었다. 척추동물의 98% 이상이 턱을 가지고 있다.

(2015년 6월 24일 사이언스 데일리 기사 번역)

정보출처: 나튀랄리스 생물다양성 센터

로문디나 스텔리나 (Romundina stellina) 치판 3D 모델의 단면. 금색에서 보라색으로 서로 다른 색깔은 이빨이 난 시기를 나타낸다. Credit: Martin Rucklin, Naturalis Biodiversity Center

수 밀리미터에 불과한 치판이 상자 속에 40년 이상 잊혀진 채 보관되어 있었다. 치판의 주인인 어류화석이 발견되어 처리가 된 이후의 일이다. 네덜란드의 나튀랄리스 생물다양성 센터와 영국의 브리스톨 대학의 고생물학자들이 이 화석을 스위스의 폴 셰러 연구소에 있는 스위스 라이트 소스에서 고에너지 X-레이를 이용하여 조사하자 이빨과 뼈의 발생 및 구조가 드러났다.

이들의 연구는 ‘바이올로지 레터 (Biology Letters)’ 에 출판되었다.

이빨은 매일매일의 생활에서 중요하며 음식을 씹고 삼키는데 핵심적인 역할을 한다. 턱과 이빨은 척추동물의 진화에 있어서 중요한 혁신들이었다. 척추동물의 98% 이상이 턱을 가지고 있다.

하지만 턱과 이빨의 기원 및 초기의 조건들은 유구한 시간 속에 묻혀있었다. 가장 초기의 턱을 가진 척추동물의 이빨 화석을 찾는 것은 글자 그대로 짚단 가운데서 바늘을 찾는 것이나 마찬가지였다. 암석을 산에 녹인 후 부스러기로 남은 화석조각들을 담아놓은 수많은 상자들을 하나하나 살펴보는 작업을 실제로 해야 했다.

레이던에 위치한 나튀랄리스 생물다양성 센터에 근무하는 주저자인 마르틴 뤼클린은 이렇게 말한다. “생물의 역사상 최초의 치판 중 하나의 내부 구조와 조직들을 아주 세밀하게 시각화할 수 있었습니다. 강력한 컴퓨팅 파워를 가지고 엑스레이를 이용하여 최초의 이빨이 어떻게 성장했는지 재구성하는 컴퓨터 모델을 만들어냈죠.”

영국 브리스톨 대학 필립 도너휴의 설명이다. “최초의 이빨이 우리 치아와 비슷하다는 것을 보였습니다. 하지만 원시적인 어류의 몸에서 볼 수 있는 비늘하고도 비슷한 구조를 가지고 있죠. 이빨이 비늘에서 진화했다는 관점을 지지하는 증거입니다. 척추동물의 진화에서 비늘은 이빨보다 훨씬 일찍 나타났습니다.”

뤼클린이 덧붙인다. “연구결과를 보면 우리가 생각했던 것보다 이빨이 생명의 나무에서도 매우 깊은 곳에서 기원했다는 것을 알 수 있습니다. 더 원시적인 턱을 가진 척추동물은 물론 턱이 없는 화석들도 살펴보아야 합니다. 가장 초기의 턱과 이빨은 이전에 생각했던 것보다는 덜 밀접하게 관련되어 있는 것 같고, 이빨은 생각했던 것보다 더 복잡한 것으로 보입니다. 연구팀과 협력하여 진행할 제 연구가 향후 5년간 네덜란드 과학연구기구 (Netherlands Organization for Scientific Research) 의 지원을 받게 되어 매우 기쁩니다. 이빨의 초기 단계를 조사하고 우리의 턱과 이빨이 어떻게 진화해왔고, 얼마나 복잡한 시스템인지를 알아볼 수 있게 될 겁니다.”

참고문헌

M. Rucklin, P. C. J. Donoghue. Romundina and the evolutionary origin of teeth. Biology Letters, 2015; 11 (6): 20150326 DOI: 10.1098/rsbl.2015.0326

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