어류의 번성 및 양서류의 출현(2/2)

민물 속에는 평소에는 아가미로 숨을 쉬다가 기후가 건조하여 물이 마르면 폐로도 숨을 쉴 수 있는 폐어(肺魚, lungfish)가 등장하였다. 그런데 폐어는 대부분의 어류처럼 얇은 지느러미를 몸체근육으로 움직이는 기조(鰭條)어류(ray-finned fish/Actinopterygians)가 아니라 가슴과 배에 각각 한 쌍씩 있는 지느러미를 그 자체의 근육으로 움직이는 엽상(葉狀)어류(lobe-finned fish/Sarcopterygians)로서 물이 없는 땅위를 걸을 수도 있었다. 엽상어류가 지금은 폐어와 살아있는 화석이라고 하는 실러캔스(coelacanth) 정도밖에 없지만 이 시기에는 매우 다양한 종류가 크게 번성하였다.

약 3억7천5백만 년 전에 이들 엽상어류 중에서 분명한 어류이면서도 사지동물(四肢動物, tetrapod)의 두개골과 목, 갈비뼈와 네 다리의 골격을 가지고 있고 두 눈은 악어와 같이 모두 위쪽에 있는 틱타알릭 로제(Tiktaalik roseae)가 등장하였다. 길이가 작은 것은 1.2m, 큰 것은 2.75m에 달하는 이 동물은 날카로운 이빨을 가진 포식자였으며 얕은 물속에 살다가 잠간씩 육지로 나와 다리 역할을 하는 지느러미를 이용해 돌아다녔을 것이다. 그러나 그 뒤에 등장한 아칸토스테가(Acanthostega)와 같은 종들은 발가락 등 사지동물로서의 조건을 다 갖추었으면서도 물속에서 밖에 살 수 없었다. 그러니까 엽상어류에 발과 발가락이 생긴 것은 처음부터 꼭 육지를 걷기 위해서는 아닌 것으로 보인다. 그러다가 최초로 폐호흡을 한 사지동물이자 척추동물이며 가장 원시적인 양서류(兩棲類, Amphibia: 유생 때에는 아가미로 수중호흡을 하며 물에서 살고 성체가 되면 폐로 호흡을 하면서 육상에서 사는 동물로서 현재로서는 개구리류(frogs), 도롱뇽류(salamanders), 무족류(無足類, apod(i)a) 등 세 가지 종류가 있음)인 이크티오스테가(Ichthyostega)가 육상을 걸어 다니기 시작하였지만 이들도 대부분의 시간을 물속에서 지냈다. 이들은 몸길이가 90cm 정도였으며 이들의 다리 역시 엽상어류의 지느러미와 비슷하여 그들로부터 진화한 것임을 알 수 있다.

두 번째 대량 멸종

데본기 후기인 약 3억6천5백만 년 전에 두 번째 대량 멸종이 일어났다. 이 시기의 생물의 멸종비율은 속 수준에서 47%, 종 수준에서는 82% 정도였다. 완족동물의 경우 15% 정도만 살아남았고 암몬조개도 큰 피해를 입었다. 그 당시까지 크게 번성했던 삼엽충과 필석이 거의 사라졌고 따뜻하고 얕은 바다에서 번성했던 산호초 생물의 수도 크게 감소했는데 이 시기에 멸종된 대부분의 생물도 오르도비스기 때와 마찬가지로 따뜻한 환경에서 생활했던 것들이었다.

그런데 데본기 후기의 기후는 그리 크게 춥지 않았기 때문에 멸종의 원인은 기후 보다는 당시 잦았던 것으로 알려진 운석의 충돌로 인한 것으로 보인다. 실제로 스웨덴(Sweden)의 실리안(Siljan)에는 약 3억6천8백만 년 전에 만들어진 지름 52km의 크레이터가 있고 캐나다 퀘벡(Quebec)의 샤를브와(Charlevoix)에도 3억6천만 년 전에 만들어진 지름 46km의 크레이터가 있다. 이 정도의 크레이터가 만들어질 수 있는 운석과의 충돌에 의해서는 20~30%의 생물 종이 멸종될 수 있는 것으로 연구되고 있다.

그리고 이런 크레이터들이 오랜 세월동안 유지되거나 발견되기가 쉽지 않다는 점을 감안한다면 당시 상당히 많은 충돌이 있었을 수도 있었을 것이다. 이에 대해서는 우리 태양계가 은하핵을 중심으로 공전을 하는데 약 3천만년을 주기로 은하의 밀도가 높은 부분을 통과하며 이 시기에는 혜성이나 운석과 충돌할 가능성이 매우 높다는 주장도 제기되고 있다.

[임성빈 교수의 ‘빛의 환타지아’]