아프리카 화석들이 페름기 대량 멸종 시대를 밝히다

탄자니아 잠비아 세 분지 집중 발굴, 왜 사라졌는가 탐구 

 

오클라호마 대학교 지구과학 조교수이자 워싱턴 대학교 학부 동문인 재클린 렁무스Jacqueline Lungmus, 필드 박물관 고포유류학 큐레이터인 케네스 앤지엘치크Kenneth Angielczyk, 그리고 아이다호 주립대학교 생물학 부교수이자 워싱턴 대학교 박사 동문인 브랜든 피쿡Brandon Peecook이 잠비아 페름기Permian에서 디키노돈트dicynodont 화석을 발굴하고 있다. Credit: Roger Smith/University of the Witwatersrand

by James Urton, University of Washington


국제 고생물학 연구팀이 15년 넘게 아프리카에서 화석을 발굴하고 연구하며 지구 역사상 2억 9,900만 년 전에 시작되어 2억 5,200만 년 전에 지구 역사상 가장 크고 파괴적인 대량 멸종mass extinction으로 끝난 페름기Permian에 대한 이해를 넓히고 있다.

워싱턴 대학과 필드 자연사 박물관Field Museum of Natural History 연구자들이 이끄는 이 팀은 소위 "대멸종Great Dying"으로 육지 종 약 70%가 사라지고 해양 종의 경우 훨씬 더 많은 부분이 사라지기 직전, 당시 지구의 유일한 초대륙 남부 판게아southern Pangea에 번성한 동물을 식별하고 있다.

"이 대멸종은 지구 생명체에 있어 대격변이나 다름없었으며, 진화의 흐름을 바꾸어 놓았다"고 UW 버크 자연사문화박물관 생물학 교수이자 척추동물 고생물학 큐레이터인 크리스찬 시도어Christian Sidor는 말했다.

"하지만 우리는 어떤 종이 살아남았고, 어떤 종이 살아남지 못했으며, 왜 살아남았는지에 대한 포괄적인 이해가 부족합니다.

탄자니아와 잠비아에서 수집한 화석은 지구 자연사에서 이 전례 없는 시기에 대한 더욱 세계적인 관점을 제공할 것입니다." 

시도어와 필드 박물관 고포유류학 큐레이터인 케네스 앤지엘치크Kenneth Angielczyk는 8월 7일 척추동물 고생물학 저널(Journal of Vertebrate Paleontology)에 게재된 14편 논문 시리즈 공동 편집자다.

이 논문에는 페름기 아프리카Permian Africa를 서식지로 삼은 수많은 동물에 대한 연구팀의 최근 발견이 담겼다.

이에는 세이버 이빨을 가진 포식자saber-toothed predators, 굴을 파고 사는 약탈자burrowing foragers, 그리고 크고 도롱뇽salamander과 비슷한 생물이 포함된다.

이 모든 발견물은 남아프리카 전역의 세 분지, 즉 탄자니아 남부의 루후후 분지Ruhuhu Basin, 잠비아 동부의 루앙와 분지Luangwa Basin, 그리고 잠비아 남부의 미드잠베지 분지Mid-Zambezi Basin에서 발굴되었다.

대부분의 발견물은 지난 17년 동안 이 지역에서 수개월에 걸쳐 진행된 발굴 조사에서 팀원들이 발견했다.

다른 발견물들은 수십 년 전에 발굴되어 박물관 소장품에 보관된 표본들을 분석한 것이다.

"잠비아와 탄자니아 이 지역에는 페름기의 아름다운 화석이 많이 있다"고 시도르는 말했다.

"이 화석들은 대량 멸종으로 이어진 육지 생물의 전례 없는 모습을 보여줍니다."

2007년부터 워싱턴 대학교 학생들과 박사후 연구원들을 포함한 시도르와 그의 팀은 탄자니아와 잠비아 정부와의 협력을 통해 루후후 분지로 다섯 차례, 미드잠베지 분지와 루앙와 분지로 네 차례 탐사를 진행했다.

연구원들은 수 킬로미터 떨어진 현장들을 누비며 화석을 수집했다.

마을에 머물거나 야외에서 야영을 했는데, 밤에는 근처 코끼리 떼가 땅을 울리는 듯한 발소리에 잠에서 깨기도 했다.

연구팀이 수집한 모든 화석은 연구원들이 분석을 완료한 후 탄자니아와 잠비아로 반환될 예정이다.

페름기는 고생물학자들이 고생대Paleozoic Era라고 부르는 시기의 종착점이다.

이 시기에 지구의 바다에서 처음 진화한 동물들이 육지를 정복하기 시작했고, 복잡한 육상 생태계가 발달했다.

페름기에는 다양한 양서류와 파충류 유사 생물들이 초기 삼림부터 건조한 계곡까지 다양한 환경을 누볐다.

페름기 말의 대량 멸종(과학자들은 정확한 원인에 대해 여전히 논쟁 중)은 이러한 생태계 상당 부분을 파괴하고 중생대Mesozoic Era를 열었다.

이 시기에 공룡은 물론 최초의 조류, 꽃식물, 포유류가 진화했다.

수십 년 동안 과학자들이 페름기, 대멸종, 그리고 중생대의 시작에 대해 가장 잘 알고 있던 것은 남아프리카 공화국 카루 분지Karoo Basin를 통해서였다.

이 분지는 대량 멸종 전후 시기 거의 완전한 화석 기록을 보유한다.

그러나 1930년대부터 고생물학자들은 탄자니아와 잠비아 분지에도 카루 분지만큼이나 원시적인 이 시기 화석 기록이 있음을 알게 되었다.

시도르, 앙지엘치크, 그리고 동료들 발굴 조사는 대멸종 전후 이 지역 화석 기록에 대한 지금까지의 가장 방대한 분석이다.

2018년에는 루후후 분지와 루앙와 분지의 페름기 이후 동물에 대한 포괄적인 분석을 발표했다.

이 새로운 논문들은 페름기까지 거슬러 올라간다.

"잠비아와 탄자니아에서 발견된 표본 수는 매우 많고 상태도 매우 정교해서 남아프리카에서 고생물학자들이 발견한 것과 종 수준에서 비교할 수 있다"고 시도르는 말했다.

"이 시기에 대한 충분한 정보를 얻을 수 있는, 이렇게 상세한 결론과 비교를 내릴 수 있는 곳은 지구상 어디에도 없습니다."

연구팀 논문에는 여러 종의 새로운 디키노돈트류dicynodonts가 기술된다.

이 작고 굴을 파는 파충류와 유사한 초식동물은 페름기 중기에 처음 진화했다.

대량 멸종 당시, 디키노돈트류는 대부분 부리와 비슷한 주둥이와 두 개 작은 엄니를 가지고 있었는데, 이는 굴을 파는 데 도움이 되었을 것으로 추정된다.

연구팀의 발견에는 고르고놉시아스gorgonopsians라고 불리는 크고 날카로운 이빨을 가진 새로운 포식자 종들과 도롱뇽과 유사한 대형 양서류인 분추류temnospondyl의 새로운 종도 포함된다.

시도어는 "이제 판게아Pangea의 두 개 서로 다른 지리적 영역을 비교하여 페름기 말 대량 멸종 전후에 무슨 일이 일어났는지 살펴볼 수 있다"고 말했다.

"누가 살아남았고 누가 살아남지 못했는지에 대한 진정한 의문을 제기할 수 있게 되었습니다."


More information: Journal of Vertebrate Paleontology article series: http://www.tandfonline.com/toc/ujvp20/45/sup1

Journal information: Journal of Vertebrate Paleontology 

Provided by University of Washington