아르헨티나 과학자 연구팀이 고래, 돌고래, 쇠돌고래의 지난 50천만 년 동안의 진화를 밝히는 연구 결과 를 학술지 네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications) 에 발표했습니다 . 아르헨티나 국립해양생물기술연구소(CONICET)와 라플라타 국립대학교 전문가들이 주도한 이번 연구는 이들 해양 포유류가 육상 생활에서 해양 생활로 전환하게 된 과정과 진화적 성공을 결정지은 요인들을 분석합니다.
수년간 화석 및 현생 데이터를 수집한 결과, 이번 연구는 고래류의 역사를 형성한 세 가지 주요 순간 에 초점을 맞췄습니다 . 연구진은 종의 수를 세는 것뿐만 아니라 각 종의 생태적 역할도 평가하여 놀라운 결론에 도달했습니다. 바로 종의 수가 항상 생태계에서 수행하는 다양한 역할과 상관관계가 있는 것은 아니라는 점입니다.
고래류 진화의 세 가지 핵심 순간
첫 번째 중요한 전환점은 약 33만 년 전 에오세에서 올리고세로 넘어가는 시기에 일어났습니다. 당시 고래와 돌고래의 조상들은 육상 생활을 버리고 수중 환경에 완전히 적응했습니다. 이는 원시적인 사지를 가진 고래인 아르케오케테스에서 모든 현대 고래류를 포함하는 네오케테스로의 전환이었습니다.
두 번째 시기는 올리고세 후기부터 마이오세 초기까지, 약 23만 년 전에 발생했습니다. 이 시기에 두 가지 중요한 혁신이 나타났는데, 하나 는 고래의 수염 판으로 먹이를 걸러 먹는 방식이고, 다른 하나는 돌고래와 쇠돌고래의 반향정위로 소리를 이용해 항해하고 사냥하는 방식입니다. 이러한 적응은 매우 성공적이어서 오늘날까지 거의 변하지 않고 유지되고 있습니다.
세 번째 에피소드는 약 2,6만 년 전 플리오세-플라이스토세 시대에 일어났습니다. 이 시기에는 고대 생물 계통이 대량 멸종되었지만 , 오늘날 우리가 알고 있는 종 다양성이 출현하기도 했습니다. 과학자들은 많은 생명체가 사라졌음에도 불구하고 기본적인 생태적 역할은 보존되었다는 것을 관찰했습니다.
종과 생태 기능 간의 분리
이 연구에서 가장 주목할 만한 결과 중 하나는 분류학적 다양성과 생태적 차이 사이의 분리 입니다 . 예를 들어, 마이오세에는 종의 수는 많았지만 그 역할은 다양하지 않았고, 많은 종들이 유사한 생태적 지위를 차지했습니다. 반면, 플리오세-플라이스토세에는 종의 수가 급격히 감소했음에도 불구하고 생태적 역할은 안정적으로 유지되었습니다.
"우리는 이러한 다양한 생태학적 요인들이 종의 진화적 성공에 어떻게 영향을 미쳤는지 평가했습니다."라고 저자 중 한 명인 모니카 부오노는 설명했습니다. 연구팀은 몸집, 식단, 이동 방식, 청각 능력과 같은 변수들을 분석했습니다. 그 결과, 대형 여과 섭식자나 최상위 포식자와 같은 중요한 생태적 역할은 그 역할을 맡은 종이 바뀌었음에도 불구하고 시간이 지나도 지속되었다는 것을 발견했습니다.
이 연구 결과는 고래류의 다양성이 주로 기후나 환경적 요인에 달려 있다는 기존의 생각을 반박합니다. 연구진은 수염판이나 반향정위와 같은 핵심적인 적응 형질들이 수백만 년 동안 안정적으로 유지되었으며, 환경 변화가 항상 종 다양성의 직접적인 변화로 이어지는 것은 아니라는 사실을 발견했습니다.
해양 보존에 대한 시사점
연구 저자들은 많은 종을 보호하는 것만으로는 해양 생태계의 균형을 유지하기에 충분하지 않다고 강조합니다 . 대량의 물을 정화하는 기능이나 먹이사슬 최상위 포식자 활동과 같은 필수적인 생태 기능을 유지하는 것이 더욱 중요합니다. 공동 저자인 마리아나 비글리노는 "이번 연구는 일부 적응이 왜 그렇게 성공적이었는지 이해하기 위한 정량적 틀을 제공합니다."라고 언급했습니다.
이 연구는 향유고래와 같은 일부 집단이 생태적 지위를 급격하게 변화시켰다는 사실도 밝혀냈습니다. 20천만 년 전에는 현대 범고래와 유사하게 최상위 포식자였지만 , 오늘날에는 심해에서 흡입력을 이용해 오징어를 사냥하는 데 특화되어 있습니다. 이러한 변이는 진화 경로가 핵심적인 형질 획득에 의해 결정되었지만, 특정 계통 내에서는 내부적인 유연성도 존재했음을 보여줍니다.
127종의 화석 및 현존 종을 포함한 이번 연구는 아르헨티나, 칠레, 벨기에, 미국에서 수집한 자료를 바탕으로 구축된, 고래류에 관한 가장 포괄적인 데이터베이스 중 하나를 활용했습니다. 과학자들은 이번 연구가 향후 고생물학 연구의 기준점이 되고, 전통적인 분류 체계가 아닌 생태적 기능에 기반한 보존 전략을 수립하는 데 도움이 되기를 기대합니다.
따라서 고래와 돌고래의 진화는 과거를 알려줄 뿐만 아니라 현재에도 교훈을 줍니다. 그들의 성공 비결은 종의 수에 있는 것이 아니라 해양 생태계를 유지하는 데 필요한 역할들을 지속적으로 수행해 온 데 있다는 것입니다. 연구자들에 따르면 이러한 접근 방식은 다른 척추동물 그룹에도 적용될 수 있으며, 생물 다양성을 보호하는 방식을 재고하는 데 도움이 될 수 있습니다.
