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규조류 진화의 미스터리
(Diatom Evolution a Mystery)
CEH

    한 과학부 기자는, 규조류(diatoms)의 기원과 복잡한 설계는 주요한 미스터리임에도 불구하고, 그것이 진화되었다고 확신하고 있었다.

옥스퍼드 대학의 과학부 기자인 마이클 그로스(Michael Gross)는 Current Biology 지에서, ”규조류의 미스터리”로 불리는 이야기를 쓰고 있었다(Current Biology, Volume 22, Issue 15, R581-R585, 7 August 2012). 그로스는 규조류가 매우 성공적이고, 다양하며, 탄소순환에서도 매우 중요하고, 보기에 아름답다는 것을 알고 있었다. 그러나 과학부 기자는 여전히 그것에 관하여 알려진 것이 거의 없다고 말하고 있었다. 주요한 미스터리중 하나는 그것의 진화에 관한 것이었다 :

규조류는 레이스가 달린 복잡한 실리카로 만들어진 세포벽속에 간직된 단세포 조류(single-celled algae)이다. 진화적 기원에서부터 형태 발생(morphogenesis)과 생식(reproduction)에 이르기까지 규조류는 전체가 미스터리로서 연구자들을 매료시켜왔다. 규조류는 진화적으로 늦게 비정상적인 입문을 통해서 식물세계로 들어왔다. 연구자들은 규조류를 2차 내부공생체(endosymbionts)로 믿고 있다. 이것은 그들의 전구체는 다른 진핵세포를 흡입한 하나의 진핵세포를 의미하는 것이다. 그 결과 규조류의 엽록체 주변에 약탈 행위로 얻은 4중의 막이 생긴 것으로 믿고 있다.   

규조류의 진화적 성공 이야기는 약 2억 년 전에 시작되지만, 그들은 지구 도처에 퍼져 수백의 속(genera)으로 다양화되었고, 지질학적 시간 틀로 짧은 기간 동안에 약 10만 종이 되었다. 오늘날 규조류는 물이 있는 곳이면 어디나, 대양, 민물, 심지어 토양 속에도 존재한다. 그들은 탄소와 질소의 지구 순환에 매우 중요한 역할을 해오고 있으며, 규조토를 포함하여, 대규모 실리카 퇴적물의 원인이 되고 있다. 

그 기사에서, 그로스는 유리 집에서 살고 있는 이 미생물에 대하여 많은 놀라운 사실들을 기술하고 있었다 :

 • ”그것들은 비광화학적 억제(non-photochemical quenching)로 알려진, 과도한 태양에너지를 소산시키는 매우 효율적인 방법을 지니고 있다”.

 • ”2억 년이 안 되는 기간에, 규조류는 다양한 종으로 갈라졌으며, 그들은 사람과 물고기가 다른 것처럼 유전적으로 서로 다를 수 있다”.

 • 찰스 보울러(Chris Bowler)는 ”우리는 규조류를 ‘식동물(plantimals)'로 부르기를 원하지만, 이것들은 우리가 생각하는 것보다 훨씬 더 복잡하다”고 말했다.

 • 예로서, 동물과 마찬가지로 규조류는 완전한 요소 회로(urea cycle)를 가지고 있으며... 그 회로는 규조류가 오랜 기간의 질소 제한 후에도 빠르게 회복할 수 있도록 해준다.

 • ”규조류는 지화학적 순환과 우리의 기후에 막대한 영향을 끼쳤다”.

 • ”규조류는 세계의 모든 열대우림이 할 수 있는 것보다 더 많은 양의 이산화탄소를 고정한다...”

 • 복잡한 나노 스케일의 패턴을 지닌 규산질 세포막(silica frustules)은 나노공학자들의 부러움을 살 수 있다. 자연은 상온과 적절한 조건하에서 그러한 구조를 만들 수 있으며, 그것은 우리의 기술로는 아직 도달할 수 없는 놀라운 성취이다.

 • ”규조류 접착제는 두 가지 면에서 관심을 끌고 있다. 예를 들면 어떤 사람들은 물속과 같은 악조건 하에서도 잘 달라붙는 접착제를 만들기 위해서 이 같은 생-접착제를 모방하기를 원한다. 다른 사람들은 배와 같은 수중 물체에 들러붙는 규조류를 억제하고 싶어한다”.

규조류는 광범위하게 퍼져있고, 현미경하에서 바로 볼 수 있는 흔한 미생물임에도 불구하고, 놀랍게도 그것에 대하여 알려진 것이 거의 없다고 그로스는 말했다. 예를 들어, 물냉이(water cress)와 대장균 같은 모델 생물에 대한 심도 있는 연구도, 과학자들이 규조류의 분자생리를 이해하는데 도움을 주지 못하고 있다는 것이다. 규조류의 복잡한 유리 패턴의 성장(형태 발생)은 이해되지 않고 있다. 그들의 기후 변화 역할은 빈약하게 알려져 있다. 그것은 과학자들이 노력하지 않았기 때문이 아니라, 규조류의 미스터리가 훨씬 다루기 어렵기 때문이다.

마이클 그로스가 깊이 확신하고 있는 것처럼 보이는 한 가지는, 규조류는 비규조류에서부터 진화되었다는 그의 믿음이었다. 이 믿음은 그의 내생공생적(endosymbiotic) 이론뿐만이 아니라, 공학자들을 당황시키는 경이로운 다른 재능들을 진화시켰던 규조류의 연속적인 능력으로 확장되고 있었다. 그는 규조류의 ”진화론적 기원”에 관한 미스터리를 간단히 언급하곤, 규조류가 어떻게 ”두껍고 밀집된 세포를 진화시켰는지, 그리고 어떻게 대양을 가로질러 퍼지게 되었는지” 등과 같은 진화적 성공이야기를 입심 좋게 말하고 있었다. 투구게(horseshoe crabs)에서 5억년 동안 정지된 진화가, 절반도 안 되는 기간 동안에 물고기와 사람만큼 커다란 차이를 가진 10만 종의 다양한 유전체들을 진화시켰다고 말하면서, 그는 조금도 당황하지 않고 있었다. 진화는 이상한 방식으로 작동되고 있다.

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여기에 진화적 성공 이야기 같은 것은 전혀 없다. 생각이 없고, 목적도 없고, 목표도 없는 진화는 (Evolution News에 나와 있는 설명을 보라) 무엇이 번성하고, 무엇이 멸종되는지에 대해서 관심을 가질 수 없다. 만약 전 세계가 멸종으로 나아간다면, '진화”(상상하는 무엇이나)는 하품 한번 하고, 진행되는 것이다. 성공이란 단어를 사용함으로써, 그로스 자신이 관심을 가지고 있는 비진화된 인간임을 노출시키고 있었다.

우리는 2007/12/19일 보도에서, 진화에 대한 대체 용어로 난센스 단어인 ‘gribbleflix’를 사용했다. 그것은 진화와 동일한 방식으로 작동된다. 즉, 그것은 아무 것도 설명하지 않고 모든 것을 설명한다. 마이첼 그로스와 그의 공모자인 Current Biology 지가 난센스 가장무도회에 어떻게 진화론을 고용했는지는 그 논평을 다시 읽어보라.


 

출처 : CEH, 2012. 8. 11.
URL : http://crev.info/2012/08/diatom-evolution-a-mystery/
번역자 : 문흥규

관련 자료 링크:

1. 규조류를 이용한 고효율 태양전지 (Better Solar Cells with Diatoms)
2. 죽은 고래들이 말하고 있는 이야기는? : 346 마리의 고래들이 80m 규조토 속에 격변적으로 파묻혀 있었다. (Dead Whales : telling tales?)
3. 수백 마리의 고래들이 규조토 속에 급격히 묻혀있었다 ( Hundreds of whales Buried Suddenly in Diatoms)
4. 유공충 (Foraminifers) : 생태학적 서식 깊이와 화석 분포와의 관련성
5. 화석 기록에서 폭발적으로 증가했던 유공충 (Foraminifera Exploded onto the Fossil Record)
6. 작은 바다 식물의 생화학적 수수께끼 (Tiny Ocean Plants Offer Biochemical Enigma)
7. 해조류는 양자역학을 알고 있었다. (Algae Molecule Masters Quantum Mechanics)
8. 점균류의 네트워크는 철도 시스템을 능가하고 있었다. (Slime Networks Are Better Organized than Railway Systems)
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