Ezs 과학문명/유적의 theory

Ezs 오진수 2019. 6. 24. 16:51

좀벌레처럼 나무에 구멍을 뚫고 들어가 사는 독특한 조개를 배좀벌레조개라 한다. 목선을 비롯해 양식용 막대기나 해안구조물, 어구 등에 무수히 많은 구멍을 내는 주인공이다.

세계적으로 연간 수십억 달러의 손해를 끼치는 배좀벌레조개는 모두 바다에 살고 하나같이 나무를 갉아먹는다. 그런데 민물에서, 나무 대신 돌을 갉아먹는 배좀벌레조개가 발견됐다.

배좀벌레조개가 피해만 끼치는 것은 아니다. 나무의 단단한 섬유질을 분해하고 물고기나 다른 무척추동물이 살 ‘주택’을 제공해 주는 ‘생태계 기술자’ 노릇도 한다. 필리핀에서 처음 발견된 돌 먹는 배좀벌레조개도 강바닥의 석회암 암반에 구멍을 뚫을 뿐 건물이나 구조물의 석재를 갉아먹는 벌레는 아니다. 오히려 희귀하고 생태적 가치를 위해 보전이 필요한 생물이다.

그는 “이들은 석회암 암반에 정교한 터널을 뚫어 결과적으로 강의 흐름을 바꾸어 놓기도 하고 다른 수생 생물에게 풍부한 환경을 제공한다”며 “이 강이 우리가 아는 한 이 생물의 유일한 서식지”라고 앰허스트대 보도자료에서 말했다.

바다에 사는 배좀벌레조개는 나무에 구멍을 뚫고 들어가 그 속에서 편안하게 섬유질을 갉아먹기 위해, 두 개의 패각으로 몸을 보호하는 조개의 전통적 몸 구조를 바꾸었다. 조개껍데기는 급격히 축소돼 몸 앞쪽 끄트머리에 배치돼, 섬유질을 갉아내는 드릴의 날처럼 쓴다.

연구자가 석회암을 망치로 깨어내 구멍을 뚫고 들어가 사는 배좀벌레조개를 채집하고 있다. 루벤 쉽웨이 제공.

 

 

 

 

 

새로 발견된 조개도 기본적으로 같은 얼개를 지녔다. 조개껍데기는 드릴의 날이 됐지만 갉아내는 대상이 목재보다 단단한 돌이어선지 톱니의 크기가 더 크다. 쉽웨이는 “대개 배좀벌레조개는 손가락 크기에 비쩍 말랐지만, 돌을 먹는 조개는 통통하고 커서 아주 다르게 생겼다. 대체 어디서 필요한 영양분을 구하는지 알 수 없다.”고 말했다.

강바닥 여기저기엔 이 동물이 벌집처럼 구멍을 뚫어놓은 석회암이 놓여있다. 연구자가 해머로 단단한 석회암을 쪼개자 작은 터널 속에서 희고 통통한 벌레가 나온다. 연구자들은 10㎝ 길이의 조개를 확인했다.

바위를 갉는 드릴의 날로 쓰이는 조개의 축소된 껍데기 전자현미경 사진. 루벤 쉽웨이 외 (2019) ‘영국 왕립학회보 생물학’ 제공.

 

 

그렇다면 이 조개는 어떻게 돌을 갉아먹고 살 수 있을까. 바다에 사는 동료는 나뭇조각을 갉아 삼킨 뒤 특별한 주머니에 보관하고 그곳에 공생하는 세균이 분해한 영양분을 섭취한다.

연구자들이 주사전자현미경으로 확인한 결과 이 벌레의 위에서 암반과 같은 광물이 발견돼, 이 동물이 실제로 돌을 갉아먹는다는 사실을 확인했다. 그렇지만 돌가루는 닭의 모래주머니처럼 다른 먹이를 분쇄하는 데는 도움이 되겠지만, 그 자체에 영양분은 없다.

연구자들은 돌과 함께 섭취하는 조류, 세균, 식물체 등이 영양원이 될 것으로 추정했다. 또 몸길이 만큼 긴 아가미와 그곳에서 사는 세균도 발견해 공생을 통한 먹이 섭취 가능성도 제시했다. 그러나 이 동물이 무얼 먹고 사는지는 수수께끼로 남았다.

분명한 건 이 동물이 생태계를 풍부하게 한다는 점이다. 석회암에 뚫어놓은 구멍에서 게, 새우, 다슬기 등 다양한 무척추동물이 발견됐다. 이런 구멍은 하천의 침식에도 영향을 끼쳐 장기적으로 강의 유로를 바꿔놓을 수도 있다.

돌 먹는 배좀벌레조개로 인해 침식된 석회암 암반(a). 바위에 뚫은 구멍에 나와 있는 조개의 입수공과 출수공(b). 배좀벌레조개가 뚫어놓은 수많은 터널이 어지러운 석회암 암반. 침식을 통해 결국 하천 유로가 변경될 수도 있다(c). 루벤 쉽웨이 외 (2019) ‘영국 왕립학회보 생물학’ 제공.

 

 

 

 

이번 발견은 고생물학에도 영향을 준다고 연구자들은 밝혔다. 이제까지 화석이나 고고학 유적지에서 배좀벌레조개가 뚫어놓은 구멍들이 나오면 과거 바닷가 환경이었던 것으로 간주했지만, 이제부터는 담수환경도 고려해야 한다.

무엇보다 돌을 먹는 배좀벌레조개가 서식하는 곳이 이 강 일부 지점이 전부여서 보전이 무엇보다 필요하다. 돌을 갉아먹는 형질이 언젠가 생태계뿐 아니라 인간에게도 유용할 가능성도 있다. 연구자들은 “이 동물은 석회암에 구멍을 뚫고 들어가 암석을 먹은 뒤 뱃속에 간직하다 미세한 돌 입자로 배출한다. 이런 전략은 우리가 아는 한 동물계에서 유일하다”고 논문에서 밝혔다.

 

Shipway JR, Altamia MA, Rosenberg G, Concepcion GP, Haygood MG, Distel DL. 2019 A rock-Boring and rockingesting freshwater bivalve (shipworm) from the Philippines. Proc. R. Soc. B 286: 20190434. http://dx.doi.org/10.1098/rspb.2019.0434

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Ezs 과학문명/유적의 theory

Ezs 오진수 2018. 3. 13. 17:34

http://v.media.daum.net/v/20180313114821590 (원본)


토바화산과 멸망위기


여름이 없는 아프리카를 상상할 수 있을까? 약 7만 4000년 전 아프리카에 살았던 초기 현대인은 어느 1년 동안 덥지 않은 여름 날씨에 당황했을 수 있다. 역사상 가장 강했던 인도네시아 토바화산이 이때 폭발해 분출물이 태양을 가리면서 지구 온도를 크게 낮춘 것으로 추정되기 때문이다.

학계에선 토바화산의 폭발로 전 지구에 추운 겨울이 찾아와 아프리카를 제외한 많은 지역에서 인류가 멸종 위기에 빠졌을 것으로 보고 있다. 이 시기를 기점으로 활발하게 진행되던 인류의 대륙간 이동 역시 수 천년간 단절됐다는 데 의견을 모으고 있다.

최근 토바 화산으로 인한 인류 멸종 위기설과 이주 지연설을 동시에 뒷받침하는 연구 결과가 나왔다.

미국 네바다라스베가스대 지구과학과 유진 스미스(Eugene Smith) 교수팀은 남아프리카 해안가에서 토바 화산의 흔적을 찾았다고 12일(현지시각) ‘네이처’ 온라인판에 발표했다(doi:10.1038/nature25967). 화산 폭발지점에서 약 9000km, 현재까지 분석된 것 중 가장 멀리 떨어진 지점까지 폭발의 영향력이 미쳤음을 밝혔다. 토바 화산 폭발이 인류 생존에 중대한 위기를 몰고 왔다는 유력한 증거를 찾은 것이다.

토바화산의 분출물로 기존의 확인된 것(하얀원)과 새로 확인된 지역(노란원)이다. 특히 새로 확인된 지역이 토바화산에서 약9000km 떨어진 것이 확인돼 강력한 폭발을 입증한다고 설명하고 있다

토바화산의 분출물로 기존의 확인된 것(하얀원)과 새로 확인된 지역(노란원)이다. 특히 새로 확인된 지역이 토바화산에서 약9000km 떨어진 것이 확인돼 강력한 폭발을 입증한다고 설명하고 있다.
토바 화산은 세기와 영향력을 종합해 환산하는 화산폭발지수(VEI)가 최고점인 8로, 지질학적 시간으로 가장 최근에 등장한 ‘슈퍼 화산’이라 불린다. 분출 당시 연기는 상공 25km 이상까지 치솟았으며, 지역에 따라 최소 25%~90%까지 지표면에 도달하는 태양빛의 양을 감소시켰을 것으로 추정된다.

인도네시아에서 약 200년 전인 1815년 일어난 탐보라 화산 폭발로 1년간 이 지역에서 여름이 사라진 바 있다. 이를 근거로 탐보라 화산 보다 100배 이상 강했던 토바 화산의 폭발은 전체 지구의 온도를 4~5도 가량 낮춰 약 1년간 혹독한 겨울을 불러왔을 것으로 보고 관련 증거를 찾는 연구가 진행 중이었다.

토바 화산과 인류 이주 시기의 상호 연관 관계도 함께 연구된다. 현재까지 밝혀진 인류의 이주 역사에 따르면, 아프리카에서 약 30만~20만 년 전 사이에 현생 인류인 호모 사피엔스가 나타났다. 이들은 진화를 거듭해 약 10만년 전 초기 현대인의 모습을 갖췄으며, 유럽과 중동 그리고 남아시아 등으로 이주하기 시작했다. 그들의 이주가 토바 화산의 폭발로 중단됐다가 수 천년이 흐른 뒤, 약 7만년 전 경부터 다시 재개됐다는 것이다.

대폭발급 이상의 화산의 분출 때 생성돼 그 흔적을 찾는데 지표가 되는 유리조각(glass shard)이 있다. 연구팀은 남아프리카 해안가 중 두 곳의 지층에서 이런 유리 조각 90개를 발견했으며, 이 유리조각과 지층의 연대를 동시에 측정했다. 그 결과 지층은 9만년 전에서 5만년 전 사이의 물질이 쌓여 생성된 것으로, 유리 조각은 약 7만 4000년 생성된 것으로 분석됐다.

연구에 참여한 미국 애리조나대 고고학과 커티스 마르엔 교수는 “지층에서 초기 현대인이 사용했던 것으로 추정되는 도구들이 발견된 걸 볼때 약 9만년 전부터 오랫동안 사람들이 집단 거주 했을 가능성이 높다”며 “토바 화산 폭발 이후에도 생존이 가능했던 것”이라고 설명했다. 폭발로 날씨가 추워졌지만 비교적 날씨가 온화하고 먹을 것이 풍부했던 남 아프리카해안가라면 인류가 충분히 생존할 수 있었다는 분석이다.

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