연구자들은 화석 분석과 5억 8천만년에서 5억 1천만년 전의 지질학적 데이터를 결합한 연구에서 해수면과 해양 산소의 변화를 초기 동물의 진화와 연관시켜 초기 생물 다양성에 대한 이해를 높였습니다.
새로 개발된 초기 동물 화석의 연대표는 해수면, 바다의 산소 변화, 현생 동물의 가장 오래된 조상의 출현 사이의 연관성을 보여줍니다. 이 연구는 모든 주요 동물 그룹이 탄생한 최초의 유기체의 진화를 자극한 힘에 대한 통찰력을 제공합니다.
에딘버러 대학의 한 팀은 에디아카라-캄브리아기(5억8천만년에서 5억1천만년 전)로 알려진 시대의 암석과 화석 수집물을 연구했습니다. 이 기간에는 화석 기록에 따르면 생물 다양성이 폭발적으로 증가했으며, 이는 찰스 다윈 이후 과학자들을 당혹스럽게 만들었습니다.
에디아카라기의 진화적 복잡성
이 시대에 발견된 모든 초기 동물은 바다에 서식했던 동물로, 그 당시에는 공기와 바다의 산소 농도가 오늘날보다 훨씬 낮았습니다.
이 시대 이전의 최초의 생명체는 단세포 및 다세포 유기체인 반면, 에디아카라기의 유기체는 먹이를 먹고, 번식하고, 해저를 가로질러 이동할 수 있는 신체 구조로 조직된 여러 세포로 인해 더욱 복잡해지기 시작했습니다.
이 시대에는 또한 오늘날 대부분의 동물과 유사하게 대칭적인 신체 구조를 특징으로 하는 소위 양측성 동물이 출현했습니다. 나누다 인간도 포함됩니다.
방사성 연대 측정 및 화석이 발견된 암석층에 대한 지구화학적 정보를 포함하여 다양한 소스로부터 데이터를 수집하여 팀은 모든 주요 화석 발견과 다양한 환경 데이터 세트를 단일 타임라인에 매핑했습니다.
새로운 연대기를 통해 팀은 문제의 기간 동안의 생물 다양성 추세를 과거보다 더 자세히 연구할 수 있었습니다.
연구자들은 이러한 발견을 지질학적 기록의 다른 화학적 증거와 결합하여 지구 해수면의 주요 변화, 얕은 해양 환경이 더 많은 산소를 얻은 기간, 초기 동물 그룹의 출현 및 다양화 사이의 연관성을 확인했습니다.
생물다양성과 환경조건
이러한 역동성은 아발론(Avalon), 백해(White Sea), 캄브리아기(Cambrian) 집합체로 알려진 생물 다양성의 몇 가지 중요한 폭발로 이어졌으며, 각각은 새로운 동물 그룹의 도래와 다른 동물 그룹의 쇠퇴를 나타냅니다.
가장 깊은 시대의 환경 조건을 재구성함으로써 이 연구는 지구상에서 가장 오래된 생명체 형태를 형성한 고대의 힘과 압력에 대한 새로운 관점을 열어줍니다.
연구팀은 또한 화석 기록의 공백을 확인했는데, 이는 초기 동물에 대한 현재의 지식이 화석이 발견되고 연구된 전 세계 여러 지역에 의해 편향되어 있음을 시사합니다.
에딘버러 대학 지구과학부의 프레드 보이어(Fred Boyer) 박사는 이렇게 말했습니다. “암석 기록을 사용하여 초기 동물 진화의 연대표를 구성하는 것은 국제적이고 학제적인 연구를 통해서만 달성할 수 있는 어려운 작업입니다. 그러나 글로벌하고 통합된 접근 방식입니다. 이는 편견을 드러내는 데 중요합니다.” “우리 기록에서는 화석의 출현 패턴, 해수면 순환 및 환경 산소도 드러냅니다.”
이번 연구를 공동 집필한 지구과학대학 박사과정 학생 마리아나 얄랄리스 아게베스(Mariana Yalalis Agelves)는 “생물다양성을 이끄는 것이 무엇인지 아는 것은 생명의 수수께끼에 대한 필수적인 지식입니다.”라고 말했습니다. 수십 년간의 전 세계적, 학제간 연구를 통해 초기 동물 진화에서 해수면이 수행하는 역할을 더 잘 이해하는 데 기여했습니다.”
참고 자료: Fred T.의 “에디아카라기와 캄브리아기의 동물 방사선에 대한 해수면 제어” 보이어와 레이첼 A. 우드와 마리아나 옐라리스, 2024년 7월 31일, 과학적 진보.
DOI: 10.1126/sciadv.ado6462
이 논문은 자연환경연구위원회(NERC)의 자금 지원을 받았습니다.
