캔자스 대학교의 생태 및 진화 생물학 조교수이자 캔자스대학교 생물다양성연구소의 고생물학 큐레이터인 브라이언 앳킨슨은 최근 동료 심사 저널인 네이처 플랜트(Nature Plants)에 팔레오피토크렌 치코엔시스(Palaeophytocrene chicoensis)라는 화석 식물에 대한 연구를 발표했다.

(2023년 2월 7일 사이언스 데일리 기사 번역)

앳킨슨은 “이 화석은 우리가 원래 알고 있던 것보다 훨씬 더 다양한 꽃 식물이 진화했음을 알려줍니다.”라고 말한다. “이 화석은 열대우림에 구조적 복잡성을 더하는 목본 덩굴식물인 만경목류(liana)에 속합니다. 이 화석은 이 종류의 현화식물이 매우 이른 시기에 나타났다는 것을 보여줍니다. 백악기에 존재했다는 가설은 있었지만 명확한 증거는 없었습니다. 이것은 구조적으로 복잡한 현대식 열대우림이 8천만 년 전부터 존재했을 수 있다는 것을 보여주는 훌륭한 지표입니다.”

캔자스대학 연구진에 따르면, 이 화석 열매는 지구 생명체의 역사에서 ‘중요한 시기’를 새롭게 조명한다고 한다.

앳킨슨은 “숲이 침엽수와 같은 겉씨식물이 지배하던 시대에서 꽃 피는 식물이 지배하는 시대로 전환하던 때였습니다.”라고 말한다. “우리는 이러한 생태적 전환이 백악기 후기에 일어났다는 것을 알고 있지만, 오늘날 생존하는 식물 종의 절반 이상을 차지하는 열대우림과 같은 특정 생태계가 어떻게 형성되었는지와 같은 중요한 증거가 여전히 필요합니다. 이 화석은 이 다양한 식물 그룹인 만경목류가 이전에 생각했던 것보다 더 오래되었다는 것을 보여주며, 북미 서해안의 백악기 생태계는 구조적으로 복잡한 열대우림과 유사했을 수 있습니다.”

잘 보존된 이 화석은 1990년대 캘리포니아 새크라멘토의 그래니트 베이 인근에서 주택을 건설하던 인부들이 발굴했다. 캄파니아기(백악기 후기 6개 시대 중 다섯 번째 시대)에 속하는 치코층의 퇴적층에서 발견된 이 화석은 시에라 대학의 리처드 힐튼과 패트릭 안투찌가 수집하여 캔자스 대학의 자연사 박물관에 보관되어 있다.

앳킨슨은 “7년 동안 이 식물[백악기 만경목류]을 찾았지만 찾을 수 없었습니다.”라고 말한다. “저는 꽃 피는 식물의 진화를 더 잘 이해하기 위해 서부 해안에서 백악기 식물을 수집하고 연구하고 있었어요. 그런데 누군가 ‘시에라 칼리지 자연사 박물관에 가봐야 한다’고 이야기를 해줬죠. 그들은 기꺼이 저를 초대해 화석 식물 컬렉션을 살펴볼 수 있게 해주었고, 저는 이 택지개발 과정에서 발굴할 수 있었던 다양한 식물에 감탄했습니다.”

앳킨슨은 수십 년 전 건설 현장에서 발굴된 화석 식물을 보고 나서야 이 표본의 잠재적 중요성을 깨달았다.

캔자스대 연구원은 “서랍을 열다가 표면에 정말 눈에 띄는 무늬가 있는 이 과일을 발견했습니다.”라고 말한다. “대량 멸종 사건 이후 백악기 이후의 젊은 퇴적층에서 잘 알려진 이카키나과의 만경목류에 속한다는 것을 바로 알아챘어요. 여기저기서 발견되죠. 하지만 이전에는 그 과에 속하는 화석이 명확하게 알려진 바가 없었습니다. 그래서 저는 ‘세상에, 바로 이거다’라고 생각했어요. 이 식물군은 정말 눈에 띄는 열매를 가지고 있거든요.”

화석에 대한 자신의 생각을 확인하기 위해 앳킨슨은 표본을 자세히 살펴보아야 했다그는 광학 현미경을 사용하여 화석 과일의 구조를 연구했고, 이를 통해 표본의 아름다운 사진을 찍을 수 있었다. 캔자스대 연구진은 솟은 부분, 패인 부분, 선 구조, 작게 튀어나온 부분 등의 배열을 면밀히 조사하여 이전에 설명된 화석과 비교하여 계통도 내에서 정확하게 배치할 수 있었다. 앳킨슨은 이런 종류의 ‘눌린 형태의 화석’을 보고해본 적이 없었으므로 이 작업은 쉽지 않은 일이었다.

앳킨슨은 “저는 ‘광물충전작용(permineralization)’라는 다른 방식으로 보존되는 화석에 대해 연구하는 데 익숙합니다.”라고 말한다. “눌린 형태로 보존된 화석에 관한 논문은 이번이 처음이며, 익숙한 보존 방식과는 다른 방식으로 작업하는 것이 약간 긴장되기도 했습니다. 눌린 형태의 화석 사진을 찍는 것은 이전에 했던 방식과 완전히 다른 과정인데 결과가 잘 나와서 기쁩니다.”

앳킨슨은 이 화석 식물을 팔레오피토크렌 속에 넣은 후, 발견된 지층인 치코층의 이름을 따서 치코엔시스라는 종을 명명했다.

“그냥 발견된 지층의 이름을 따서 이름을 지었어요.”라고 그는 말한다. “제가 하는 일 중 하나는 새로운 종에 대해 학명을 짓는 것이지만, 창의적인 이름을 짓지는 않습니다. 보통은 발견한 위치를 찾아봅니다. 그 이름이 이미 사용되지는 않았는지도 확인하고요.”

화석 과일의 이름이 평범해 보일지 몰라도 그 의미는 그렇지 않다. 캔자스대 연구진은 이번 발견이 공룡을 멸종시킨 대격변에서 살아남은 가장 다양한 꽃 식물 그룹 중 하나가 인류에게 중요한 식량 작물을 포함하여 수천 종의 친숙한 현대 종으로 진화했다는 사실을 입증하는 데 도움이 된다고 말하고 있다.

앳킨슨은 “제 연구는 현대 생물 다양성이 어떻게 생겨났는지, 그리고 기후 변화로 인해 앞으로 어떻게 될지 더 잘 조화시키기 위해 시간을 깊이 이해하는 것입니다.”라고 말한다. “저는 식물의 다양성이 폭발적으로 증가했던 백악기 꽃 식물의 진화적 사건을 설명하려고 노력해 왔습니다. 백악기 만경목류에 대한 기록은 확립하기 어려웠지만, 저는 이 화석들이 분명 존재할 것이라는 것을 알고 있었습니다. 북미 서부 해안은 북미 서부 내륙과 동부 해안에 비해 백악기 식물에 대한 표본 채취가 부족합니다. 지리적으로 샘플링 범위를 넓히면 현대 생물 다양성을 이끈 백악기 다양화를 이해하는 데 도움이 되는 식물을 점점 더 많이 발견할 수 있을 것입니다.”

참고문헌: Brian A. Atkinson. Icacinaceae fossil provides evidence for a Cretaceous origin of the lamiids. Nature Plants, 2022; 8 (12): 1374 DOI: 10.1038/s41477-022-01275-y

(본문은 DeepL 을 이용해 번역하고 편집자가 다듬었습니다)

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