눈에 띄게 보존된 중국 남부의 유물(절반 이상이 과학에 새로운 종을 대표함)은 현생대(Phanerozoic Eon)의 첫 번째 대량 멸종에서 살아남은 유기체에 대한 우리의 이해를 변화시키고 있습니다.
가장 오래된 화석화된 반척류 중 하나인 Sphenoecium 불가사리와 성게와 가까운 관형 해양 무척추 동물입니다. 긴 돌출부는 식물처럼 보이지만 실제로는 가지가 뻗은 유기관에 사는 작은 벌레 모양의 동물 군집입니다.
Han Zeng/중국과학원 난징 지질학 및 고생물학 연구소
약 5억 4천만 년 전, 캄브리아기가 시작될 무렵, 행성은 대부분 바다였으며 생명체는 낯설면서도 어렴풋이 익숙했습니다. 작고 남근 모양의 벌레가 해저 퇴적물을 뒤지던 반면, 눈먼 수영 짐승은 채찍 같은 촉수를 내밀어 먹이를 낚았습니다. 한편, 초기 버전의 연체동물과 해면동물은 해파리가 떠다니면서 해저에 서식했습니다.
얕은 바닷물과 지구 대기의 산소 농도 증가는 우리가 캄브리아기 폭발이라고 부르는 현상을 촉발시켰습니다. 이는 현대 생물 다양성이 최초로 꽃피운 사건입니다. 점점 더 복잡해지는 생명체가 바다를 가득 채웠고 오늘날 살아있는 거의 모든 문의 진화적 기반을 제공했습니다.
그러다가 약 5억 1350만 년 전에 현재의 지질학적 시대인 현생대의 최초의 대량 멸종으로 알려진 신스크 사건이 일어났습니다. 지구의 구조판이 이동하면서 엄청난 양의 화산 가스와 이산화탄소가 대기를 변화시켜 바다에서 산소를 빨아들이고 얕은 물 환경을 파괴했습니다.
지구 역사상 이 시기에 대해 과학자들이 알고 있는 대부분의 정보는 Charles Doolittle Walcott가 1909년 브리티시 컬럼비아에서 Burgess 셰일을 발견한 것에서 비롯됩니다. Burgess 셰일은 Lagerstätten 수준에 도달하는 소수의 캄브리아기 퇴적층 중 하나입니다. , 믿을 수 없을 정도로 다양하고 예외적으로 보존된 화석 유적지를 설명하는 데 사용되는 독일어 용어입니다. 연조직이 더 쉽게 분해되기 때문에 연체 유기체를 보존하는 장소는 훨씬 더 드물며, 이러한 장소는 선사 시대 생태계를 하나로 묶는 데 특히 유용합니다. 가장 특별한 위치에서 발견된 화석은 신체 윤곽과 외부 질감을 보여줄 뿐만 아니라 눈과 아가미에서 내장과 신경망에 이르기까지 부속 기관과 내부 기관의 세부 사항도 보존하고 있습니다. 기타 주목할만한 Lagerstätten Chengjiang 화석 유적지(중국), Sirius Passet(그린란드), Emu Bay Shale(호주) 등이 있습니다.
2026년에는 새로운 캄브리아기 Lagerstätte 현장에 들어갔습니다. 중국 남부의 고생물학자들은 현재까지 가장 잘 보존된 캄브리아기 화석 중 일부, 즉 153종에 걸쳐 8,681개의 화석으로 구성된 대규모 컬렉션인 화위안(Huayuan) 생물군을 발견했습니다. 화위안(Huayuan) 화석의 대부분은 버제스 셰일(Burgess Shale)의 화석과 유사하거나 유사해 보이며, 이는 이러한 해양 생태계가 전 지구 해류에 의해 연결되어 있음을 나타냅니다. 결정적으로, 화위안 유적지는 싱크크 사건 이후의 것이며 바다의 더 깊은 부분을 대표하기 때문에 이 컬렉션은 심해 환경이 대량 멸종 당시 유기체의 피난처였음을 나타냅니다.
현대 세계의 주요 유기체 그룹 또는 계통군 대부분은 현생대 최초의 대량 멸종인 신스크 사건(Sinsk event) 이후에 나타나기 시작했습니다. 화원 생물군에서 출현하고 발견된 가장 큰 계통군에는 절지동물(곤충과 갑각류의 조상), 포리페란(해면동물), 자포동물(해파리, 산호, 말미잘), priapulids(해양 벌레), 완족류(이매패류와 유사한 여과섭식동물), 엽족류(다리가 있는 벌레 같은 생물)가 포함됩니다.
Mark Belan/Quanta 매거진
고생물학자들은 기쁘게도 화위안 유적지에서 발견된 종의 절반 이상이 과학에 새로운 종입니다. "현장과 연구실에서 점점 더 많은 동물 종을 발견하면서 우리는 이 연체 생물군의 놀라운 다양성에 놀랐습니다."라고 Chengjiang 고생물학 연구소 소장이자 중국 과학원 고생물학자인 연구 저자 Han Zeng이 말했습니다.
Zeng은 새로운 퇴적물에서 발견된 것은 그곳의 다른 수만 개의 화석 중 극히 일부에 불과하다고 말합니다. 이는 신스크 멸종 이후 초기 캄브리아기의 심해 환경에서 생명체가 어떤 모습이었는지에 대한 보다 명확한 그림을 보여줍니다.
이 컬렉션은 생물이 매우 다양하고 고생물학자들이 거의 이해하지 못한 세계(심해)의 일부를 나타내기 때문에 지구상의 모든 현대 동물 문이 어떻게 진화했는지에 대한 가설을 개선하는 데 도움이 될 수 있습니다. 이 새로운 화석은 해양 탄소 순환의 기원, 해류가 어떻게 지구 반대편의 먹이그물을 연결했는지, 생태계를 오늘날처럼 복잡하게 만든 힘에 대한 단서를 제공하고 있습니다.
이번 발견에는 참여하지 않았지만 Zeng과 협력하고 있는 Santa Fe Institute의 고생물학자이자 진화생물학자인 Doug Erwin은 "이것은 단지 절묘한 화석일 뿐입니다."라고 말했습니다. "정말 아름다운 표본이네요."
모든 이미지 제공:Han Zeng/중국과학원 난징 지질학 및 고생물학 연구소
원양 튜니케이트(PELAGIC TUNICATE)는 바다의 생물학적 탄소 펌프의 중심에 있는 젤라틴 모양의 자유 부유 해양 무척추 동물입니다. 식물성 플랑크톤은 용해된 이산화탄소를 제거한 다음 튜니케이트는 식물성 플랑크톤을 먹고 장기 저장을 위해 해저에 가라앉는 탄소 밀도가 높은 폐기물 펠릿을 방출합니다. 이러한 화석화된 원양 덩굴동물은 이 탄소 펌프가 캄브리아기에서 유래했음을 시사한다고 Han Zeng은 말했습니다.
2010년에 고생물학자 Jean-Bernard Caron과 동료들은 Burgess Shale에서 HERPETOGASTER COLLINSI라고 불리는 촉수를 가진 희귀한 캄브리아기 동물을 발견했습니다. . 새로운 화원(Huayuan) 생물군에서 나온 이 화석은 같은 종입니다. 토론토 로열 온타리오 박물관에 있는 캐론은 “다른 대륙에서 이 작품을 볼 수 있어서 기쁘다”고 말했다.
멸종된 절지동물인 라디오돈트는 '티라노사우루스 렉스와 같았습니다. 캄브리아기의 것입니다.”라고 Doug Erwin이 말했습니다. 일반적으로 길이가 약 1m인 라디오돈트는 가장 큰 포식자로서 이러한 생태계를 지배했습니다. 하지만 몸 양쪽에 눈과 아가미가 모두 보존되어 있는 이 새로운 화석은 크기가 5센티미터보다 작습니다.
MEGACHEIRANS는 독특한 생존 전략을 가진 포식성 절지동물이었습니다. 시력이 부족한 이들은 채찍 같은 앞부분의 꼬리를 내밀어 표적을 얽어 매복시켜 먹이를 공격했습니다. 이러한 특수 포식자는 캄브리아기의 특징입니다. “이것은 초기 생태계에 이미 존재했던 생태학적 폭의 또 다른 지표입니다.”라고 Erwin은 말했습니다. 이 화석에는 복부 신경삭이 나와 있습니다.
LOBOPODIANS는 긴 다리를 사용하여 해저를 따라 걸었습니다. 고생물학자들이 버제스 셰일에서 이 화석을 처음 발견했을 때 “그들은 무엇을 해야 할지 몰랐습니다”라고 Erwin은 말했습니다. 이제 우리는 엽족류가 현생 절지동물, 완보동물, 우단벌레의 조상이었다고 생각합니다. "이런 종류의 화석을 갖는 것은 진화의 궤적을 이해하는 데 매우 유용합니다"라고 그는 덧붙였습니다.
GUANSHANCARIS 쿤밍겐시스 지금까지 화원(Huayuan) 생물군에서 확인된 가장 큰 화석입니다. 또한 2023년 중국 남부의 또 다른 매장지인 인근 관산(Guanshan) 생물군에서도 발견되었습니다. 길이가 약 3/4미터에 달하는 이 절지동물은 캄브리아기 해양의 정점 포식자였을 것입니다.
마렐라 Walcott은 1909년 Burgess Shale에서 발견된 최초의 세 종 중 하나였습니다. “Walcott은 Marrella에 매료되었습니다. "라고 어윈이 말했습니다. "그는 그것을 '레이스 크랩'이라고 불렀습니다." 가시가 있는 이 절지동물은 버제스 셰일에서 가장 풍부한 화석이며 화위안(Huayuan) 생물군에서도 발견되었습니다. 여기에서 화석의 내장이 드러납니다.
캄브리아기에는 PRIAPULIDS라고 불리는 포식성 벌레가 풍부했지만, 현대의 분열된 벌레인 환형동물은 드물었습니다. 이제는 그 반대입니다. “어느 시점에서 이러한 [해저] 서식지의 특성에 변화가 있었던 것은 분명합니다.”라고 Erwin은 말했습니다. 그러나 “그 일이 언제 일어났는지는 알 수 없습니다.”라고 말했습니다. 페름기(2억9천9백만년에서 2억5천1백만년 전)의 이와 같은 화석을 발견하면 그 역사를 하나로 묶는 데 도움이 될 것이라고 그는 덧붙였습니다.
ALLONNIA라고 불리는 선인장 같은 동물 챈슬러리과(chanlloriid)의 일종으로, 기질, 암석 또는 해면에 고정되어 있고 캄브리아기에만 살았던 해면과 유사한 동물이라고 Zeng은 말했습니다.
REDLICHIA(PTEROREDLICHIA) CHINENSIS 이 삼엽충은 화위안(Huayuan) 생물군에서 가장 큰 삼엽충이며 중국 남부 전역의 다른 캄브리아기 퇴적물에서도 발견되었다고 Zeng은 말했습니다. 단단한 동물인 삼엽충은 화석 기록에서 훨씬 더 잘 보존되어 있으므로 더 잘 연구됩니다.
왼쪽 : 이 선인장은 ALLONNIA와 비슷해요 그것은 기질, 암석 또는 해면에 고정되어 있고 캄브리아기에만 살았던 해면과 유사한 동물인 장관상과의 일종이라고 Zeng은 말했습니다. 맞습니다 : REDLICHIA(PTEROREDLICHIA) CHINENSIS 이 삼엽충은 화위안(Huayuan) 생물군에서 가장 큰 삼엽충이며 중국 남부 전역의 다른 캄브리아기 퇴적물에서도 발견되었다고 Zeng은 말했습니다. 단단한 동물인 삼엽충은 화석 기록에서 훨씬 더 잘 보존되어 있으므로 더 잘 연구됩니다.
이 ARTIOPOD는 절지동물의 또 다른 멸종된 유형입니다. 깃털 모양의 반원은 장의 복잡함을 보여줍니다. “여기에는 모든 위 효소가 장에서 분비되어 방금 먹은 음식을 소화하는 데 도움이 되는 곳입니다.”라고 Erwin은 설명했습니다. 이와 같은 세부 사항은 새로운 Huayuan 컬렉션의 "보존 수준을 아름답게 보여줍니다"라고 그는 덧붙였습니다.
완족류는 캄브리아기 화석 기록에 처음 등장했으며 페름기-트라이아스기 대량멸종까지 널리 퍼져 있었습니다. ASKEPASMA TRANSVERSALIS라고 불리는 이 화원 종 해저에 붙어 있는 긴 줄기 끝에 한 쌍의 껍질이 있습니다. 이러한 쌍각류의 시각적 도플갱어는 현대 사회에도 여전히 존재하지만 현재는 상대적으로 희귀합니다.
이 화석은 성게처럼 보이지만 실제로는 CHOIA CARTERI로 알려진 스펀지입니다. 이는 북미 캄브리아기 화석 유적지에서도 발견되었습니다. 긴 스피큘은 아마도 진흙탕 해저의 눈신 역할을 했을 것이라고 어윈은 말했습니다.
이 스펀지는 CRUMILLOSPONGIA 속에 속하는 것으로 추정됩니다. , "아름답게 보존되어 있습니다"라고 Erwin은 말했습니다. 버제스 셰일(Burgess Shale)에서도 발견되었습니다.
왼쪽 : 완족류는 캄브리아기 화석 기록에 처음 등장했으며 페름기-트라이아스기 대량멸종까지 널리 퍼져 있었습니다. ASKEPASMA TRANSVERSALIS라고 불리는 이 화원 종 해저에 붙어 있는 긴 줄기 끝에 한 쌍의 껍질이 있습니다. 이러한 쌍각류의 시각적 도플갱어는 현대 사회에도 여전히 존재하지만 현재는 상대적으로 희귀합니다. 중앙 : 이 화석은 성게처럼 보이지만 실제로는 CHOIA CARTERI로 알려진 스펀지입니다. 이는 북미 캄브리아기 화석 유적지에서도 발견되었습니다. 긴 스피큘은 아마도 진흙탕 해저의 눈신 역할을 했을 것이라고 Erwin은 말했습니다. 맞습니다 : 이 스펀지는 CRUMILLOSPONGIA 속에 속하는 것으로 추정됩니다. , "아름답게 보존되어 있습니다"라고 Erwin은 말했습니다. 버제스 셰일(Burgess Shale)에서도 발견되었습니다.
이 새우처럼 생긴 생물은 멸종된 절지동물목 HYMENOCARINA에 속하는 새로운 유형의 왑티드입니다. . 대칭적인 외부 껍질이 상체를 보호하고 꼬리는 노출되었습니다. 이 화석은 내장과 작은 앞부분 부속물을 포함하여 거의 보존되지 않는 작은 세부 사항을 보여줍니다.
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