[사이언스 데일리] 수분 (pollination) 에 대해 생각해 보라고 하면 머리 속에 가장 먼저 떠오르는 장면은 벌이나 나비가 꽃가루로 덮여있는 모습일 것이다. 하지만 백악기 – 1억 500만년 전 – 에는 벌과 나비가 존재하지 않았고, 대부분의 육상 생태계는 꽃을 피우지 않는 겉씨식물들이 지배하고 있었다.

(2015년 7월 10일 사이언스 데일리 기사 번역)

정보출처: 바르셀로나 대학

엘 소플라오 동굴에서 발견된 호박 조각에 부키나토르미아 마그니피카 (Buccinatormyia magnifica) 의 표본이 들어있다. Credit: Image courtesy of Universidad de Barcelona

수분 (pollination) 에 대해 생각해 보라고 하면 머리 속에 가장 먼저 떠오르는 장면은 벌이나 나비가 꽃가루로 덮여있는 모습일 것이다. 하지만 백악기 – 1억 500만년 전 – 에는 벌과 나비가 존재하지 않았고, 대부분의 육상 생태계는 꽃을 피우지 않는 겉씨식물들이 지배하고 있었다.

국제 연구팀이 최근 스페인 칸타브리아 지방의 엘 소플라오 동굴에서 호박 속에 보존된 파리를 발견했다. 과학 학술지인 ‘커런트 바이올로지 (Current Biology)’ 에 출판된 논문에 따르면 이 파리들은 1억500만년 전에 겉씨식물에서 꿀을 섭취하고 수분을 시켜주었다고 한다. 바르셀로나 대학 층서학 고생물학 및 해양지질학과의 교수이자 생물다양성 연구소 (IRBio) 의 연구원인 자이베르 델클로스가 이 연구의 저자 중 한명이다. 이 논문에 참여한 저자로는 스페인 지질학 및 광업 연구소 (IGME) 의 엔리케 페날베르와 에두아르도 바론, 마드리드 콤플루텐세 대학의 안토니오 아릴로, 미국 자연사박물관의 데이비드 그리말디, 하버드 대학의 리카르도 페레즈 델라 푸엔테, 그리고 코넬 대학의 마크 리치오이 등이 있다.

식물과 곤충, 그 오래된 역사

식물은 여러 가지 전략, 예를 들면 달콤하고 영양이 풍부한 꿀 등을 이용하여 곤충들을 끌어들이고 곤충들로 하여금 꽃가루를 운반하여 수분을 시키게 만든다. 이 방법을 통해 식물과 곤충은 기본적으로 공생적 관계를 확립하여 육상 생태계를 보존하는데 핵심적인 역할을 수행한다. 꽃을 피우는 식물들이 지배적인

현재 생태계에

벌 및 그 비슷한 종들 외에

가장 중요한 꽃가루 매개자는 주둥이가 긴 나비, 딱정벌레, 삽주벌레, 그리고 파리 등이다. 이와 달리 백악기의 지구에서는 지배적인 식물은 겉씨식물 (소나무, 삼나무, 소철류) 이었고, 수분을 일으키는 주된 수단은 바람이었다.

백악기 식물을 수분시켜주었던 파리

스페인 칸타브리아 지방 엘 소플라오 동굴에서 발견된 호박은 현재의 이베리아 반도가 거대한 섬이었던 백악기의 숲에서 생명들이 어떻게 살아갔는지를 이해하는데 중요한 열쇠를 제공하는 곤충의 흔적을 간직하고 있다. 이 연구에서는 호박에 잘 보존되어 있는 두 종의 파리를 기술하고 있는데, 이들 파리는 길고 특화된 주둥이를 가지고 있으며 공룡보다 먼저 멸종한 장솔바과 (Zhangsolvidae) 에 속한다. 표본 중 하나는 멸종한 겉씨식물 목인 베네티탈레스류 (소철류의 일종) 의 꽃가루 수백 개를 몸에 묻히고 있다.

이 연구는 사용된 표본의 파리 주둥이가 현미경으로 볼 수 있는 내부구조까지 보존되어 CT스캔 및 투과전자현미경을 이용해 연구가 가능하다는 것을 보여주었다. 연구팀은 파리가 식물로부터 꿀을 얻기 위해 벌새가 하는 것처럼 정지비행을 했다는 것을 밝혔다.

속씨식물이 육상생태계를 지배하기 시작했을 때

꽃에서 꽃으로 꽃가루를 나르던 도중에 화석화가 된 곤충은 상당히 드물다. 칸타브리아에서 발견된 새 화석은 파리와 베네티탈레스가 1억500만년 전에 친밀한 파트너 관계를 가지고 있었다는 것을 보여준다. 속씨식물의 꽃가루를 나르는 곤충이 호박 안에 보존된 화석은 왜 발견되지 않았을까? 전문가들에 의하면 이번 발견은 놀라운 것으로 이 당시는 속씨식물이 막 육상 생태계를 지배하려고 하던 시점으로 많은 종이 다양하게 나타나기 시작한 시기였기 때문이다.

“만일 곤충이 겉씨식물 꽃 구조에서 영양분을 섭취할 수 있었다면 그 다음에는 속씨식물에 적응해 같은 일을 할 수 있었을 겁니다.” 저자들의 말이다.

참고문헌

Enrique Penalver, Antonio Arillo, Ricardo Perez-de la Fuente, Mark L. Riccio, Xavier Delclos, Eduardo Barron, David A. Grimaldi. Long-Proboscid Flies as Pollinators of Cretaceous Gymnosperms. Current Biology, 2015; DOI: 10.1016/j.cub.2015.05.062

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