조개들의 육상 담수 생태계로 이동, 판게아 대륙 분리와 함께 시작
강이나 호수 같은 담수 생태계에 사는 조개류가 약 1억 9천만 년 전, 하나였던 판게아 대륙이 남반구와 북반구로 분리되는 시기에 바다에서 육지로 이동해 진화했다는 연구 결과가 나왔습니다. 이번 연구는 조개류의 서식지 이동에 대한 새로운 진화적 증거를 제시한 것으로, 담수 생태계의 기원과 진화 과정을 밝히는 데 중요한 정보를 제공합니다.
국내 연구진이 주도한 이번 연구는 박중기 이화여대 교수 연구팀이 진행했으며, 한국연구재단의 지원을 받아 수행되었습니다. 연구팀은 전 세계의 다양한 담수, 기수, 해양 환경에 서식하는 이매패류의 유전체 데이터를 바탕으로 조개류의 계통 진화를 분석했습니다. 이와 함께 화석 기록과 분자시계 이론을 활용해 조개류가 바다에서 담수 생태계로 서식지를 이동한 시기와 그 과정에서의 진화적 변화를 밝혔습니다.
조개류의 진화적 여정, 대륙 이동과 함께하다
지구상 모든 육상 생물은 바다에서 기원했다는 것이 진화생물학자들의 일반적인 견해입니다. 대략 2억 5천만 년 전, 페름기 말에 일어난 대멸종 사건으로 지구 생명체의 90% 이상이 사라졌습니다. 이후 생물들은 중생대 트라이아스기와 쥐라기 시기에 담수 생태계로 이동하며 진화적 적응을 거쳐 현재의 다양한 생물상을 이루게 되었죠.
그동안 조개류를 비롯한 다양한 생물이 바다에서 담수 생태계로 어떻게 이동하고 적응했는지는 진화생물학의 큰 미스터리 중 하나였습니다. 연구팀의 분석에 따르면, 약 1억 9천만 년 전, 판게아가 북반구의 로라시아(Laurasia)와 남반구의 곤드와나(Gondwana)로 분리될 때 해양에 서식하던 조개류가 담수 생태계로 이동해 독립적인 진화를 시작했다고 합니다. 이러한 대륙 이동과 환경 변화가 조개류의 서식지 이동에 결정적 역할을 한 셈입니다.
이번 연구의 의의와 담수 생태계의 중요성
박중기 교수(좌측 사진)는 "이번 연구는 중생대 초기에 일어난 조개의 담수 생태계로의 서식지 이동에 따른 적응 진화와 전 세계 이매패류의 분포 특성의 근본 원인을 규명했다는 점에서 의미가 크다"라고 설명했습니다. 이러한 발견은 전 세계적으로 다양한 동식물이 어떻게 육상 담수 생태계로 진화해 왔는지, 또 대륙 이동에 따라 생물이 어떻게 분포하게 되었는지를 이해하는 데 중요한 단서를 제공합니다.
담수 생태계는 단순히 생물이 거주하는 장소가 아니라, 인류와 지구 생태계에 필수적인 역할을 하고 있습니다. 이곳은 생물의 다양성을 지탱하는 '징검다리'로서의 기능을 할 뿐만 아니라 식수 공급, 수질 정화, 홍수 조절 등 중요한 생태계 서비스를 제공합니다. 하지만 지구 온난화와 서식지 파괴 등의 영향으로 담수 생태계가 위협받고 있으며, 많은 종이 이미 멸종했거나 멸종 위기에 처한 상황입니다. 따라서 담수 생태계를 보호하고 보존하기 위한 대중의 관심과 정책적 지원이 절실하다는 지적이 나오고 있습니다.
연구 성과, 국제 학술지에 발표
이번 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 지원하는 중견연구 지원사업의 일환으로 이루어졌으며, 연구 성과는 2023년 9월 28일 국제 학술지 커뮤니케이션스 바이올로지 (Communications Biology)에 발표되었습니다. 이번 연구는 조개류의 진화 여정을 통해 대륙 이동과 생태계 변화가 생물의 진화에 어떤 영향을 미쳤는지 이해하는 데 큰 기여를 할 것으로 기대됩니다.