3억 1900만년 묵은 ‘가장 오래된 척추동물 뇌’ 발견

고대 어류 두개골 화석에서 3억 1900년 전의 ‘뇌 화석’이 발견됐다.

미국 CNN은 2일(현지시간) 100년 전 영국의 탄광에서 발견된 ‘코코세팔루스 와일디’의 두개골 화석에서 잘 보존된 뇌 화석이 발견됐다고 보도했다.

미국 미시간 대학 소속 고생물학자 매트 프리드먼은 보관 중인 화석 샘플들로 마이크로 CT 스캔 기술을 시험하던 중, 한 고대 어류의 두개골 화석에서 ‘이상한 얼룩’을 발견했다. 1925년 발견된 해당 고대 어류 화석은 3억 1900만년 전에 생존했던 것으로 알려진 ‘코코세팔루스 와일디’ 화석이었다.

코코세팔루스 와일디는 약 4억 5000만년 전에 모든 육지 척추동물의 조상인 총기아강류로부터 분화해 진화했으며, 현생 물고기의 99%를 차지하는 조기어강의 조상격 물고기이다.

프리드먼은 ‘이상한 얼룩’이 ‘뇌’의 모든 구조적 특징을 가지고 있다는 것을 깨닫고 즉시 고해상도 스캔을 실시했다. 프리드먼의 예측은 보기 좋게 들어맞았다. 3억년 된 두개골 화석 안에는 엄청나게 잘 보존된 상태의 뇌 화석이 들어 있었다. 좌우 대칭 형태의 뇌 화석에서는 심실로 보이는 공간과 뇌신경과 유사한 형태의 필라멘트(실 가닥 구조)가 관측됐다.

코코세팔루스 와일디의 뇌 화석을 조사한 미국 미시간 대학과 연국 버밍햄 대학 공동 연구팀은 화석에서 조기어강의 일반적인 뇌 구조와는 다른 ‘특별한 차이점’을 발견해 낼 수 있었다. 바깥쪽으로 접힌 일반적인 조기어강의 전뇌(앞쪽 뇌) 신경조직과는 달리, 코코세팔루스 와일디의 전뇌 신경조직은 다른 대부분의 척추동물과 마찬가지로 안쪽으로 접혀 있었다. 연구팀은 이 같은 관측 결과를 통해 현생 조기어강의 말단 뇌 구조가 생각보다 훨씬 늦게 진화했다는 것을 알 수 있었다고 밝혔다.

프리드먼은 척추동물의 뇌 구조 진화에 대한 연구는 대부분 현재 살아있는 종으로부터 얻어낸 데이터를 가지고 이루어지기에, 이번 코코팔루스 와일디의 뇌 화석 발견과 연구는 엄청나게 귀중한 기회였다고 강조했다. 프리드먼은 뇌와 같은 연조직의 경우 뼈와 이빨처럼 단단하지 않아 대체로 보존 상태가 좋지 않은 것이 일반적이지만, 이번에 발견된 화석은 황철광으로 추정되는 광물이 두개골 화석으로 스며들어 보존을 도왔을 것으로 추측했다.

연구팀은 이번 발견을 계기로 소장 중인 다른 물고기 화석들에서도 뇌 화석을 비롯한 연조직 흔적들을 찾아내려 하고 있다.

이번 연구 결과는 네이처지에 발표됐다.

[서울=뉴시스]