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트라이아스기 파충류 화석에서 연부조직이 발견되었다.
(Original Material Found in Triassic Reptile Fossils)
CEH

    중생대 트라이아스기(Triassic) 화석에서 또 다시 원래의 단백질과 구조가 보존되어서 발견되었다.

PLoS One(2016. 3. 15) 지에 게재된 한 논문은 또 다시 '오래된' 화석 뼈에서 원래의 연부조직(soft tissue)이 보존되어 있었다는 것이다. 로만 파우리키(Roman Pawlicki)가 포함된 한 연구팀은 지배파충하강(archosauromorphs)으로 분류되는 두 파충류 종의 화석을 조사했다. 파우리키는 1966년부터 공룡에서 원래의 생체분자가 보존될 수 있다고 주장해왔다. 폴란드에​​서 발견된 노토사우루스(nothosaurid)와 타니스트로페우스(tanystropheid, 수생 및 육상 이궁류의 파충류) 화석은 분광분석, 이미지분석, 질량분석 등 여러 방법으로 분석되었다. 연구팀은 철 광물로 보존된 '혈관(blood vessels)'과 유사한 구조를 촬영했다. 그들은 뼈 내에서 콜라겐을 가리키는 아미노산의 잔유물들을 발견했다.

연구자들은 그들의 발견이 기존의 통념을 깨뜨리고 있음을 인정하고 있었다.

기존의 통념에 의하면, 지질학적 시간으로 중생대 척추동물의 뼈에는 원래의 유기물질은 남아있을 수 없다는 것이었다. 이것은 시간에 대한 비현실적으로 강한 화학적 조건을 사용한 모델에 기초한 것이다. 그러나 반세기 전, 우리들 중 한 사람(Roman Pawlicki)은 고비사막에서 발견된 백악기의 공룡 뼈 화석에서 세포, 콜라겐 섬유, 혈관 등이 존재함을 최초로 입증했다. 이것은 화석에 대한 당시의 통념으로는 허용될 수 없는 것이었다. 

참고 문헌에는 연구자들과 함께 그 논문을 논의했고 의견을 개진했던 메리 슈바이처(Mary Schweitzer)를 포함하여, 공룡에서 연부조직의 발견을 보고했던 많은 이전의 논문들이 나열되어 있었다. 저자들은 그것이 '생물막(biofilm)' 또는 '오염'된 것일 수 있다는 반대론자들의 주장을 반박하기 위해서 세심한 주의를 기울였다. 그들은 대조군으로서 최근의 바다 이구아나 뼈(marine iguana bones)들을 사용했고, 그들의 측정을 주변의 비-유기물질 기질과 비교했다. 그들은 또한 오염 여부를 알아보기 위해, 뼈 내부로부터 불침투성의 물질들을 분석했다.

논문의 대부분은 오염을 방지하기 위한, 그리고 세균이나 곰팡이에 의한 생물막을 배제시키기 위한 그들의 방법을 자세하게 다루고 있었다. 논문을 공개한 후, 독자들은 연구자들이 얼마나 많이 그들의 시료를 처리하고, 소독하고, 세척하며, 세심한 주의를 기울였는지를 알 수 있을 것이다. 독자들은 그들의 추론을 비판할 수 있는 공간을 찾을 수 있다.(예를 들어, 일부 아미노산의 스펙트럼은 '완전히 명확하지 않다' 등과 같은). 하지만, 전반적으로 실험방법 및 교차검사 등은 원래의 생체 유기분자와 구조들이 실제로 검출되었다고 결론을 내리게 하고 있었다.

이 발견은 산화철 광물(iron-oxide mineral)로 코팅된 원래의 연부조직이 보존될 가능성이 일반적인 믿음보다 훨씬 더 클 수 있으며, 이러한 방식으로 보존된 분자들은 구조적으로 비교적 손상을 받지 않아, 스펙트럼 방법을 통해서 식별될 수 있음이 입증되었다.

놀랄 것도 없지만, 그들의 의도는 기존의 장구한 연대에 의문을 제기하려는 것이 아니라, 어떻게 그렇게 오랜 시간 동안 연부조직이 보존될 수 있었는지를 설명해보려는 것이었다. 그들의 이론은 동물의 조직(가령 헤모글로빈과 같은)에서 유래된 적철광(hematite)과 침철광(goethite)과 같은 산화철 광물이 생체분자 주위에 보호용 코팅을 제공했다는 것이다.

우리의 연구는 화석의 생체분자가 빠른 초기 속성작용에 의한 철 라디칼의 교차결합(iron radical cross-linking)을 통해서 남아있을 수 있다는 명백한 증거를 제공한다. 이 생체분자들은 광물이 혈관과 세포와 같은 연부조직 위로 직접 침전할 때, 그리고 그들의 원래 조직을 단단히 뒤덮을 때, 철분이 풍부한 광물에서 효과적으로 보존될 수 있다. 중생대 트라이아스기 초기의 뼈에서 내생적으로 기원한 단백질 잔해의 보존은 혈관 벽에서 사후 광물화 과정의 결과였다고 추정될 수 있다. 우리의 관측은 산화철이 먼 지질학적 과거의 공룡 뼈에서 내인성 생체분자의 보존을 가능하게 해준 보호용 봉투(protective envelopes)로서 역할을 할 수 있다는 가설을 확인해주고 있는 것이다.

그 뼈는 메리 슈바이처가 연부조직을 발견했던 공룡 뼈보다 훨씬 이전인, 2억4700만 년 전으로 연대가 평가되었다. 이러한 연대는 이들 광물로 코팅된 생체분자들이 분해되지 않고 남아있기에는 너무도 오랜 기간이다. 단지 수천 년만 지나도, 많은 지질학적, 물리학적, 생물학적 변화들이 일어날 수 있다. 산화철이 생체분자들을 보호하기 위해서는, 그 보호용 봉투는 빠르게 만들어져야 하고, 수억 년 동안 그대로 유지되어야만 한다. 그것은 매우 특별한 상황에 호소하는 것처럼 들린다. ”이 빠른 화석화 현상은 초기 속성작용 동안에, 생물체가 죽은 후에 즉각적으로 발생했음에 틀림없다.” 그들은 말했다. 왜 이들 파충류는 하나는 물속에서, 하나는 육상에서 빠르게 파묻혔는가? 그리고 그것들을 즉각적으로 화석화시킨 것은 무엇이었는가? 그러한 일은 어떻게 일어났는가?

인간의 역사는 10^3년 범위 내에서 알려져 있다. 어떠한 사람도 수백만 년을 경험할 수 없다. 그 아미노산과 콜라겐이 수억 년 전의 것인지 아닌지, 누가 알 수 있단 말인가? 그러한 추정은 주요한 전제(가정)에 의존하고 있다 : 1)지구는 오래 되었다. 2)생체분자가 발견되었다. 3)결론 : 생체분자는 오래된 것이다. 이 삼단논법에서 만약 1)번 전제가 사실이 아니라면, 어떻게 되는 것인가?

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화석에서 연부조직의 발견 목록에 이 논문은 또 하나의 사례를 추가시키고 있다. 가장 정확한 설명은 이 뼈는 결코 오래되지 않았다는 것이다. 참고문헌 목록은 메리 슈바이처가 보고했던 모든 논문들을 포함하여, 지난 이십여 년 동안 발견되어왔던 고대 화석에서의 연부조직 발견에 대한 목록을 제공해주고 있다.

'기존의 통념'이라는 단어는 흥미로운 용어이다. 그것은 종종 매우 잘못되어 있다. 당신이 이러한 용어를 들을 때, 이들 과학자들이 그랬던 것처럼, 그것은 매우 잘못될 수 있음을 기억하라.

 

출처 : CEH, 2016. 3. 18.
URL : http://crev.info/2016/03/triassic-reptile-soft-tissue/
번역자 : 미디어위원회

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