쾰른 대학교 동물학 연구소의 브리기테 쇼네만 박사와 에든버러 대학교의 유안 클락슨 교수의 연구에 따르면 선사 시대 바다 생물인 삼엽충은 겹눈 외에도 이마에 홑눈, 이른바 중앙 눈(median eye)을 가지고 있었다고 한다. 이러한 홑눈은 모든 절지동물과 멸종된 삼엽충의 많은 친척들에게서 발견된다. 중앙 눈은 일반적으로 작은 컵 모양의 눈(오셀리)이며 때로는 렌즈가 장착되어 있고 인간의 눈과 유사한 점도 찾을 수 있다. 소위 중앙 눈이라고 불리는 이 눈은 모든 절지동물에서 일반적이지만, 150년 동안의 연구에도 불구하고 삼엽충에서는 발견되지 않은 상태였다.

(2023년 3월 20일 사이언스 데일리 기사 번역)

과학자들은 이 눈이 동물의 유충 단계의 특징이라고 추정하고 있다. 홑눈은 몸을 덮고 있는 외골격의 투명한 층 아래에 있었는데, 화석화 과정에서 불투명해졌기 때문이다. 이 두 가지 이유로 인해 삼엽충의 홑눈은 지금까지 발견되지 못했다. 연구진은 약 5억 년 전의 다른 절지동물에서도 중앙 눈을 발견했습니다. 이 절지동물들은 진화 상태에 따라 중앙 눈의 개수가 달랐다. 앞으로는 홑눈의 수와 모양이 개별 절지 동물 종의 진화 상태를 분류하는 데 도움이 될 것으로 보인다. 연구진은 이번 연구 결과를 ‘삼엽충의 중앙 눈’이라는 제목으로 네이처의 학술지 사이언티픽 리포트에 게재했다.

절지동물은 보통 두 가지 유형의 눈을 가지고 있다: 겹눈과 소위 ‘중앙 눈’ 즉 몸의 중심선에 위치한 눈입니다. 후자는 겹눈과 겹눈 사이, 즉 이마 중앙에 위치한다. 고생대 절지동물의 중요한 그룹인 삼엽충만이 중앙 눈을 가지고 있지 않았던 것으로 생각되었다.

쇼네만과 클락슨이 머리의 일부가 긁혀나간 삼엽충 아울라코플레우라 코닌키이(Aulacopleura koninckii) 표본을 조사하기 전까지는 이런 가정이 옳았다. 그들은 머리 앞쪽에서 거의 동일한 모양의 어둡고 눈에 잘 띄지 않는 작은 타원형 반점 세 개를 발견했다. 이 세 개의 구조는 서로 평행하고 아래쪽에서 약간 퍼져 있다. 세 개의 반점 모두 부드럽고 선명한 윤곽선과 균일하고 짙은 갈색을 띠는 것이 특징dl다. “이 명확하고 규칙적인 외관은 이 구조물이 부패나 화석화에 의해 생성된 무작위 구조물과 구별된다는 것을 보여주며, 색소층을 갖춘 단순한 중앙 눈이 있었다면 아마 이런 형태로 남았을 것입니다. 비록 이것이 유일한 발견이라 할지라도 삼엽충이 원래 중앙 눈을 가지고 있었다는 가정을 뒷받침해 줍니다.”라고 쇼네만은 설명한다.

연구진은 또한 바다를 헤엄치며 살았던 삼엽충 퀴클로피게 시빌라(Cyclopyge sibilla)에서 큰 겹눈 사이의 이마 중앙 부위인 미간에서 컵 모양의 중앙 눈 세 개를 발견했는데, 이 눈은 사람의 눈과 아주 다르지는 않은 형태의 수정체를 가지고 있었기 때문에 바닥에 사는 삼엽충 아울라코플레우라보다 훨씬 더 분화되고 효율적이었을 것으로 추정된다.

연구진은 논문에서 삼엽충의 중앙 눈이 지금까지 발견되지 않은 이유에 대해서도 설명한다: “이 눈은 유충 단계의 삼엽충에 존재하지만 화석화 과정에서 불투명해지는 얇고 투명한 껍질(큐티클) 아래에 있었던는 것으로 추정됩니다. 이 두 가지 모두 삼엽충의 중앙 눈이 지금까지 발견되지 않은 이유를 설명해줍니다.”라고 그녀는 덧붙였다. 이로써 연구진은 삼엽충에서 중앙 눈이 사라진 수수께끼를 풀었다. “이 컵 모양 눈은 다리가 있는 작은 벌레 같은 동물인 발톱벌레라고 불리는 원시 엽족동물의 눈에서 유래했습니다. 원래 중앙 눈은 2개였는데, 오늘날의 매우 보수적인 거미류는 여전히 두 개의 중앙 눈을 가지고 있습니다. 계통학적으로 매우 원시적인 절지동물(예: 중국 캄브리아기 하부의 킨다렐라 에우칼라)은 4개, 곤충이나 갑각류와 같은 현대 동물은 3개에 불과합니다. 절지동물 중앙 눈의 수 덕분에 이제 우리는 진화 계통수에서 절지동물의 위치를 결정하는 중요한 도구를 갖게 되었습니다.” 쇼네만의 설명이다.

참고문헌: Brigitte Schoenemann, Euan N. K. Clarkson. The median eyes of trilobites. Scientific Reports, 2023; 13 (1) DOI: 10.1038/s41598-023-31089-7

(본문은 DeepL 을 이용해 번역하고 편집자가 다듬었습니다)

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