해금 도감

프로토택사이트

프로토택사이트란 오르도비스기 중세시대부터 데본기 후세까지 생존했던 거대 육상 균류입니다. 

당시에도 최대 규모의 유기체였으며 너비는 1m, 높이는 최대 8m 까지 자랐던 판타지에 나올만한 사이즈의 초거대 균류엿습니다. 

거대해진 이유 1 - 천적의 부재

프로토택사이트가 거대해진 이유에는 정확히 밝혀진 바는 없습니다. 하지만 3억 6천만년 전 데본기 육지에서는 작은 절지 동물들만 살았고 당시 척추동물들도 있었지만 진화가 덜 된채 이제 막 육지에 진출하던 시기였기에 천적이 없었습니다. 

즉 이 생물을 갉아 먹을 만한 동물들이 없어 크게 자랄 수 있었다는 설이 있습니다. 

하지만 일부 과학자들은 이 작은 곤충들이야말로 프로토택사이트가 멸종한 이유라는 주장도 있습니다. 

균류가 이렇게 크게 자라려면 오랜 시간이 필요한데 곤충들이 점차 번성하면서 프로토택사이트가 다 자리기 전에 이를 갉아먹어 번식을 제대로 못하고 멸종이 되었다는 것입니다. 

거대해진 이유 2 - 진화론적 추측 

프로토택사이트는 다른 곰팡이류들과 같이 포자를 날려 번식을 합니다.

그런데 이를 위해 좀 더 유리한 조건은 무엇일까요? 바로 키입니다. 즉 키가 크면 클수록 포자를 좀 더 멀리보낼 수 있기에 

이를 위해 키가 크도록 진화했다는 설이 있습니다.

프로토택사이트를 둔 과학자들의 논쟁

프로토택사이트는 1843년 지질학자인 에드몬드 로건이 캐나다 북동부 데본기 지층에서 화석으로 발견되면서 수많은 연구가 진행되었습니다. 처음에는 이 화석이 침엽수 같은 주목과(Taxus)의 나무가 죽어서 곰팡이로 뒤덮였다고 생각했습니다. 

그래서 이름을 프로토"택사이트"(Prototaxites)로 명명합니다. 그래서 초기에는 프로토택사이트를 거대한 나무의 한 종이라고 생각했습니다. 

 이 후 식물학자인 윌리엄 카루더스는 화석의 조직을 연구한 결과 내부의 조직이 나무와는 너무 다른 것을 발견합니다. 

게다가 프로토택사이트의 생존시기라고 추정되는 데본기 초기에는 큰 키의 나무는 존재하지 않았고 줄기가 없는 이끼류나  키가 작은 나무들만 존재했습니다.

그래서 그는 프로토택사이트가 거대한 해조류 정도라고 주장했습니다. 

그리고 100여년이 지난 2001년 스미소니언 국립자연박물관의 고생물학자였던 프란시스 휴버가 프로토택사이트의 화석에서  곰팡이나 버섯 같은 균류에서만 관찰되는 균사(hyphae)를 발견했고 이를 근거로 균류라고 주장했습니다. 

 이 주장에 대해서도 많은 과학자들이 논쟁을 펼쳤지만 2007년 스탠포드 대학의 고식물학자 케빈 보이스는 탄소 동위원소 분석을 통해 균류라는 휴버의 주장에 힘을 실어줍니다. 

식물은 공기 중에 이산화탄소를 흡수해 광합성을 하기 때문에 같은 시기 비슷한 환경에 살았던 같은 종의 식물이라면 탄소-13과 탄소-12의 비율이 비슷합니다. 하지만 광합성을 하지않는 균류나 동물은 어떤것을 먹었느냐에 따라 이 비율이 천차만별로 달라집니다. 

 그래서 당시의 식물의 탄소 동위원소 분석을 한 결과 그 비율이 비슷했으나 프로토택사이트는 같은 종이라도 탄소 동위원소의 비율이 다르다는 사실을 확인했습니다. 이를 증거로 프로토택사이트는 확실히 식물은 아니다 라는 사실을 도출해냈습니다. 

심해의 기준

심해의 정확한 기준은 애매하지만 보통 200m 이상부터 혹은 빛이 들어오지 않는 1,000m 이상 지역을 심해라고

표현합니다. 

심해에는 아직 탐험이 어려운 만큼 알려지지 않은 낯설고 괴상한 생물들로 가득합니다.

알려진 심해어로는 최대 몸 길이 8m의 지구에서 가장 긴 경골어류인 거대 갈치부터 발광 미끼를 달고 사는 심의 아귀와 긴 이빨을 지닌 귀신고기 키메라라고 불리는 독특한 생김새의 상어 등이 있습니다. 

 심지어 그 어떤 생물도 살 수 없을 것 같은 수심 8,000m에서 10,000m의 초 심해지대에도 시체나 작은 갑각류를 먹고 사는 시의 스네일피쉬(Pseudoliparis amblystomopsis)나 새우를 닮은 거대 단각류 알리셀라 기간테아(Alicella gigantea) 등이 어둠 가득한 환경에서 살아가고 있습니다.

거대한 심해 동물 - Deep-sea Giantism

 많은 심해 생물들은 심해에 살지 않는 친척종보다 몸집이 훨씬 큽니다.

심해 등각류는 육지에 사는 쥐며느리 같은 등각류와는 비교도 안 되게 크며 몸길이가 10m를 훌쩍 넘는 심해의 대왕 오징어는 보통의 오징어들보다 압도적으로 큽니다. 

뿐만 아니라 상어 중에서도 이전에 포스팅한 그린란드 상어나 넓은 주둥이 상어는 7에서 11m의 몸 길이를 자랑하며 보통의 상어들보다 몸집이 큽니다.

이처럼 심해 생물들의 몸집이 커지는 현상을 가리켜 Deep-sea Gigantism 이른바 심해 거대증이라 일컫습니다.

심해 생물들이 거대해진 이유

1. 낮은 온도 심해의 생물들이 몸집이 커진 이유는 바로 '낮은 온도' 때문이라고 합니다.

 몸집이 커지면 부피 대비 표면적이 작아지기 때문에 열이 덜 방출되고 따라서 낮은 온도에서는 큰 몸집이 유리하기 때문에 그렇게 진화했다는 겁니다.

  해양 포유류 중 고래 매너티 물개 등도 바다에 적응하면서 육지의 친척 종보다 몸집이 수십 배나 커졌는데 이 역시 체온 유지를 위한 진화적 적응이라고 합니다.

그는 이를 뒷받침하는 증거로 해달을 꼽았습니다. 해달은 바다 생활을 하는 포유류 중 몸집에 큰 변화가 일어나지 않은 종으로 이는 몸에 난 털이 체온을 따뜻하게 유지시켜주기 때문이라고 합니다.

즉 해달은 털이 있어 굳이 몸집을 키워가며 체온 유지를 할 필요가 없었다는 겁니다.

2. 용존 산소량

이에 해양생태학자들은 두번째 심해 생물이 커진 또 다른 요인으로는 용존 산소량으로 보고 있습니다. 

심해로 갈수록 수온이 낮고 수압이 높아 용존 산소량은 증가하는데 산소가 많은 환경에선 세포의 크기와 숫자가 증가하기 때문에 몸집이 커질 수 있다고 합니다.

실제로 여러 바다 달팽이를 연구한 결과 바다 깊이가 2,000에서 4,000 미터로 깊어질수록 용존 산소량은 20%가량 늘어나는데 이때 바다 달팽이들의 몸집이 평균 3배에서 4배가량 커진다는 사실을 발견했습니다.

3. 적은 포식자와 먹이 공급을 위해 

 우선 심해는 포식자가 적기에 자연스레 몸집이 커질 수 있었으며 먹이가 부족한 심해에서 먹잇감을 찾아 이동하거나 위로부터 떨어지는 부유물을 최대한 많이 먹으려면 몸집이 큰 편이 유리하기 때문에 심의 거대증 현상이 나타난다고 주장하는 과학자들도 있습니다.

큰 몸집으로 심해에서 살아남기 위하여..

 몸이 크면 그 몸을 유지하기 위해서 더 많은 먹이가 필요한 것이 아닌가라고 의아할 것입니다.

하지만 심해동물들은 극도로 낮은 신진대사율로 에너지 효율이 정말 좋은 편입니다. 

실제로 거대 오징어의 신진 대사율을 조사한 결과 약 500kg의 개체가 하루에 필요한 먹이량은 고작 30g에 불과합니다.

또한 에너지 소비량 또한 고래보다 300배나 적어 엄청난 에너지 효율을 보여주고 있습니다.

또한 거대 등각류들은 5년 동안 아무것도 먹지 않아도 생존이 가능하다고 합니다.