43억 년 전 미생물 화석 발견 ㅡ지금까지 발견된 가장 오래된 화석

[은 희]

2일 ‘BBC’, ‘가디언’, ‘사이언스’ 등 주요 언론들은 37억7000만~42억8000천만 년 전에 생성된 바위를 연구하던 영국 유니버시티칼리지런던(UCL) 연구팀이 지금까지 발견된 화석 중 가장 오래된 화석을 발견했다고 보도했다.

연구팀은 캐나다 퀘벡 누부악잇턱 선지각 벨트의 석영 층에서 미생물의 잔해를 발견했다. 이 화석은 온도가 깊은 바다 속에서 발견된 갈라파고스 민고삐 수염벌레(Giant tube worm)처럼 튜브 모양을 하고 있었다.

또 적철광(haematite)으로 알려진 철과 산소의 화합물 산화철(iron oxide)과 같은 색채를 띠고 있었다. 관계자들은 이 화석이 심해 열수분출구(Hydrothermal vent)에서 번성했던 세균 잔해인 것으로 추정하고 있다.

46억 년 전 지구 탄생기와 가장 가까운 화석

이 미생물 화석은 지금까지 발견된 최고(最古)의 화석과 비교해 최소한 약 3억 년이 더 오래된 것이다. 이전까지 가장 오래된 생명체 화석은 2013년 호주에서 발견한 것으로 34억6000만 년 전에 생성된 것이다.

37억7000만~42억8000천만 년 전에 생성된 것으로 추정되는 미생물 화석. 심해 열수분출구에서 발견된 민꼬비 수염벌레와 유사한 튜브 모양과 함께 산화철 색조를 띠고 있다. ⓒ Matthew Dodd

또한 지구가 46억 년 전에 생성된 것을 감안하면 지구 생성 후 10억 년이 채 안 된 시기에 살았던 생물이다. 연구팀은 이 화석이 통해 지구에 살았던 생명체의 근원을 밝히는데 큰 도움을 줄 것으로 기대하고 있다.

논문의 주저자 매튜 도드(Matthew Dodd) 교수는 “심해 속에서 생성된 이 화석이 37억7000만~42억8000년 전의 생물체이며, 바다가 44억 년 전에 생성된 점을 감안한다면 초기 바다 속에서 매우 이른 시기에 살았던 생물로 추정된다”고 말했다.

연구팀은 화석 에너지의 화학반응을 통해 화석 나이를 측정했다. 도드 교수는 또 “아직 이 미생물 화석의 유전정보를 아직 얻지 못했지만 따뜻한 분화구 주변에서 번성했던  비산화 박테리아(iron-oxidising bacteria )라고 추정하고 있다”고 밝혔다.

도드 교수는 이번 연구 결과가 지난해 그린란드에서 발견한 37억7000만 년 전 화석을 발견한 호주 울런공대 연구 결과를 보완하고 있다고 말했다. 지난해 9월 울런 공대 연구팀은 ‘네이처’를 통해 이 화석이 깊은 물에 살았던 것으로 추정했다.

그리고 미생물체들이 쌓인 ‘스트로마톨라이트(Stromatolite)’로 추정했다. ‘바위침대’란 뜻의 스트로마톨라이트는 박테리아 남조류(blue-green algae) 집단에 의해 만들어져 층을 이룬 퇴적구조(석회암)를 말한다.

과학자들은 그러나 이번에 발견한 화석 나이와 관련 과거처럼 논란이 이어질 것으로 예상하고 있다. 1980년대 호주 서부 에이펙스 처트(Apex Chert)층에서 발견된 화석은 35억 년 전의 시아노박테리아 화석인 것으로 추정했다.

심해 열화분출구 생명기원 가설 뒷받침 

그러나 2011년 이 화석이 생물체에서 만들어진 게 아닌 무기물인 것으로 밝혀졌고, 지질시대 구분의 잣대로는 사용할 수 없다는 결론을 맺었다. 대신 영국 옥스퍼드대 고생물학 연구팀이 최근 호주 서부 스트렐리 풀(Strelley Pool)층에서 미생물 흔적이 담긴 화석을 발견했다.

2011년 8월 발견된 이 화석은 34억 년 전에 생성된 것으로 세포벽 구조가 뚜렷하고 대사활동을 한 증거도 함께 발견됐다. 그러나 이 화석 역시 실제 생물체의 화석인지 여부를 놓고 논란을 벌인 바 있다.

그러나 이번에 화석을 발견한 UCL 연구팀은 화석 연대 측정에서부터 미생물 확인 작업에 이르기까지 가장 오래된 생물체 화석임을 확신하고 있다. 또 이 화석이 통해 지구뿐만 아니라 태양계에 존재할지 모르는 화석 연구의 기초자료가 될 수 있다고 주장하고 있다.

최근 진행되고 있는 화성 탐사에 관심을 보였다. 도드 교수는 “화성에서 오래된 바위를 분석하면서 이 화석과의 비교를 통해 과거 화성에서 생명체가 정말로 존재했는지 그 여부를 판단할 수 있을 것”이라고 말했다.

그동안 일부 과학자들은 지구 생명체가 바다 속 깊은 곳에 있는 분화구 주변 따뜻한 환경 속에서 처음 생성했다는 주장을 펴왔다. 도드 교수는 “이 가설을 믿는다면 이번에 발견한 화석은 ‘심해 열수분출구 가설’을 뒷받침하는 것”이라고 말했다.

연구팀은 논문을 통해 캐나다 퀘벡 누부악잇턱 선지각 벨트의 석영 층을 정밀 분석해 튜브와 필라멘트 모양의 정교한 미생물 화석을 발견했다고 밝혔다. 또한 이 적철광 구조가 단순한 물리적인 과정을 통해 생성되지 않았음을 입증했다고 주장했다.

특히 가는 실 모양의 구조는 사람의 머리카락 굵기의 절반에 불과할 만큼 정교한 구조를 지니고 있다고 설명했다. 또 이 화석 구조 주변에는 미네랄 성분의 흔적이 발견되고 있어 생명체였음을 입증하고 있다고 전했다.

그러나 이 연구 결과가 인정을 받기 위해서는 또 다른 연구가 진행돼야 한다. 캐나다 앨버드대의 지오마이크로바이오로지스트(geomicrobiologist)인 쿠트 콘하우저(Kurt Konhauser) 교수는 “이처럼 오래된 화석연대를 아직 찾지 못했다”고 말했다.

프랑스 국립 과학연구센터의 고대 화석세균 전문가 프란시스 웨스톨(Frances Westall) 박사도 “지구 생성 초기 미생물 존재 여부를 확인하기 위한 화석 연구는 아직까지 연구자들을 괴롭히는 어려운 분야”라고 말했다.

[수정산]

잘 보고 갑니다

[달니미]

인류의 일반적인 역사는 약 60억년이라지만,
45억년 전의 화석을 어떻게 인식하고 분석을 할 수 있는 것인지 상상이~~