지느러미-발의 전이형태로 주장됐던 화석 생물들의 추락 : 판데리크티스, 틱타알릭, 아칸토스테가, 이크티오스테가

미디어위원회
2021-06-15

지느러미-발의 전이형태로 주장됐던 화석 생물들의 추락

: 판데리크티스, 틱타알릭, 아칸토스테가, 이크티오스테가

(The Fossils Still Say No: The Fins-to-Feet Transition) 

by Jeffrey P. Tomkins, PH.D.   


    척추동물 진화에서 가장 커다란 변환 중 하나는 지느러미를 발(fins-to-feet)로 변화시키고, 물에서 육지로 올라온 것이다.[1-3] 다시 말해서, 물고기가 네 다리를 갖고 있는 양서류와 다양한 육상 파충류의 수많은 해부학적, 생리학적 기관들을 어떻게든 진화시켰다는 것이다. 화석기록에서 발견된 특이한 몇몇 물고기들을 갖고 진화론을 선전하고 있음에도 불구하고, 이러한 기념비적인 진화적 도약을 위해 필요한 증거들은 매우 부족하다.

2012년, 현대의 가장 유명한 척추동물 고생물학자 중 한 명인 제니퍼 클랙(Jennifer Clack)은 "네발동물(tetrapod, 사지동물)이 어떤 생물에서 진화했는가에 대한 질문은, 언제 진화했는가에 대한 질문보다 훨씬 더 답하기 어렵다"라고 결론지었다.[1] 이러한 좌절감을 반영하듯, 2018년 연구 논문은 "물고기-사지동물(fish-to-tetrapod) 변환은 진화생물학의 근본적인 문제 중 하나"라고 말했다.[4]

주장되는 지느러미-발의 진화적 변환은 고생대 데본기에서 발생한 것으로 여겨지는데, 나는 이전 글에서 수많은 형태의 독특한 물고기들이 진화적 조상 없이 갑자기 나타나는, ‘어류 시대(Age of the Fishes)’로 알려진 지질학적 기간에 대해서 설명했다.[5] 물에서 육지로의 추정되는 변환은 골격, 근육계, 신경계, 내장기관, 감각기관, 호흡기관 등에서 많은 새로운 장기들과 구조의 진화를 필요로 했을 것이다.[1-4]

해부학적으로 말하면, 생물체가 육지에서 움직일 수 있도록, 중력으로부터 몸무게를 지탱할 수 있도록, 관련 뼈들, 근육들, 인대 등 특별한 구조들(그리고 유전정보들)이 생겨나야 한다. 이와는 대조적으로, 물고기는 물속에서 떠다니며 살도록 매우 특수한 구조를 갖고 있으며, 움직일 때 중력(gravity)은 거의 영향을 미치지 못한다.

또한 호흡이 용이하도록, 아가미 호흡은 고도로 특화된 폐 호흡으로 바뀌어야만 하는데, 이것 자체만으로도 근본적인 생리학적 변화로서, 여러 특별한 기관과 구조들을 발생시켜야만 했을 것이다.


육기어류가 사족동물의 조상인가?

육기어류(lobe-finned fishes, sarcopterygians)는 단일 뼈로 몸이 연결되어 있는, 육질의 잎처럼 생긴 쌍으로 된 지느러미를 갖고 있는, 뼈와 비늘이 있는 물고기이다. 그들의 각 지느러미는 육질의 엽처럼 생긴 줄기(fleshy, lobe-like stalk)를 갖고 있다는 점에서. 비늘이 있는 다른 물고기의 지느러미와 다르다. 이들의 독특하고 확장되어 있는 지느러미 구조 때문에, 진화론자들은 이 지느러미가 팔, 다리, 손, 발과 같은 잠재적인 사지로 진화했을 것이라고 생각했다.[1-4] 또한 많은 육기어류들은 분리되어 있는 두 개의 등지느러미(dorsal fins)를 갖고 있는데, 이것은 하나의 등지느러미에 갖고 있는 조기어류(ray-finned fishes)와 비교된다. 사실, 육기어류는 단지 독특한 특징을 갖고 있는 물고기의 한 독특한 범주임을 가리킨다.

그림 1. 실러캔스(coelacanth) <Image credit: Richard Pyle, Association for Marine Exploration>


육기어류는 진화적 조상 없이, 다른 많은 형태의 물고기들(무악류, 유악류, 갑주어, 연골어류 등)과 함께 데본기 초기 지층에서 갑자기 나타난다.[6] 이러한 물고기의 두 살아있는 사례는 실러캔스(coelacanth, 그림 1)와 폐어(lungfish)이다. 가장 오래된 실러캔스 화석은 진화론자들에 의해서 약 4억8백만 년 전에 발견되었고, 가장 어린 실러캔스 화석은 6천6백만년 전 지층에서 발견되었다.[6] 실러캔스는 원래 멸종된 것으로 생각됐었지만, 이제 그 물고기는 아직도 살아있고, 바다 깊은 곳에서 살 수 있도록 적응되어 있다. 남아프리카 해안에서 실러캔스는 150m에서 690m 아래에서 발견된다. 분명히, 깊은 바다 속에서 살아가는 이 물고기는 육지로 올라가도록 진화했을 가능성과는 거리가 멀다.

그림 2. 판데리크티스의 재구성 <Image credit: Tyler Rhodes>


진화론자들은 진화계통나무에서 육상동물로 진화했던 주요 후보로서 판데리크티스(Panderichthys)라고 불리는 멸종된 육기어류(그림 2)를 말해왔다. 이 육기어류 화석은 3억8천만 년 전으로 말해지는 데본기 후기까지 나타나지 않는다. 이 육기어류 화석은 더 납작해진 머리와 등지느러미가 없는 것과 같은 다른 외형과 해부학을 갖고 있기 때문에, 비록 뒷지느러미(뒷다리가 진화해야만 하는 부위)는 매우 작았지만, 일부 양서류와 비슷한 초기의 사족동물로 취급되었다.[7] 따라서 진화론자들은 이것을 육상으로 올라간 최초의 물고기 중 하나로 간주해왔다.


틱타알릭

그 다음 전이형태로 주장됐던 것은 틱타알릭(Tiktaalik)으로, 진화계의 록스타이며, 육상생물의 가장 중요한 전이형태 중 하나로 선전됐었다(그림 3).[1-3] 틱타알릭의 모든 신체 구조들은 특징들은, 진화론적 조상으로 추정되는 판데리크티스와 유사한, 또 다른 독특한 형태의 육기어류(lobe-finned fish)였다. 그것은 물고기 몸체의 비늘, 지느러미 줄, 아가미, 판데리크티스와 같은 아래턱을 갖고 있었다. 다만 머리와 어깨 부분이 약간 떨어져 있어서, 머리 움직임을 더 많이 할 수 있었다. 앞지느러미는 판데리크티스보다 관절이 많아, 지느러미를 더 많이 움직일 수 있었고, 요대(pelvic girdle)는 넓어서 더 정교했다. 틱타알릭이 오늘날의 망둥어(mudskippers)처럼 땅 위로 몸을 밀어올린 것으로 여겨지고 있지만, 이는 순전히 추측일 뿐이다.

그림 3. 틱타알릭(Tiktaalik rozae)의 재구성 <Image credit: Tyler Keillor/Beth Rooney>


게다가, 틱타알릭의 엽 지느러미(lobe-fins)는 여전히 물고기와 같기 때문에, 이러한 구조가 육지에서 몸무게를 지탱할 수 없었을 것이다. 그것은 분명히 물이나 늪지대에서 살도록 적응되었다. 클랙은 이 명백한 물고기 지느러미에 주목하고 이렇게 말했다. "틱타알릭의 쌍을 이룬 지느러미는 여전히 지느러미 줄(fin rays)을 갖고 있다. 지느러미 줄의 소실은 다리를 지느러미와 구별하는 방법의 일부이다."[8] 흥미로운 특징들을 가지고 있는 틱타알릭은 육지에서 살거나 걸을 수 없는, 독특한 종류의 물고기였다.


아칸토스테가

진화계통나무 위에서 틱타알릭 다음의 주요 후보는 3억6500만 년 전의 아칸토스테가로 데본기 말에 발견된 생물이다(그림 4).[1-3, 8] 그 생물은 많은 뚜렷한 물고기 같은 특징들을 갖고 있었지만, 그럼에도 불구하고 진화론자들은 발가락들을 가진 사지를 가진 초기 사지동물(tetrapod)이라고 주장해왔다.[8] 아칸토스테가 역시 확장된 요대(pelvic girdle)를 갖고 있었으나 틱타알릭과는 다른 구조였다. 하지만 육지를 걸어 다니는 사지동물에 비교하여 상대적으로 작았고, 뼈 관절이 아닌 연부조직으로 척추와 연결되어 있었다. 아칸토스테가의 물고기와 같은 특징들 중 몇 가지는 긴 뼈줄(bony rays)들로 지탱되는 꼬리지느러미, 물고기와 같은 내부가 덮인 아가미 등인데, 이것은 분명히 물속에서 아가미로 호흡을 하는 생물이었음을 분명히 나타낸다.[8] 그것의 어깨와 앞다리(forelimb, 앞지느러미) 또한 뚜렷하게 물고기 같았다.

그림 4. 아칸토스테가의 재구성 <Image credit: Dr. Günter Bechly>


진화론자들에게 아칸토스테가의 발견과 분석은 축복이자 저주였다. 그것은 알아볼 수 있는 발가락 같은 부속지를 갖고서(앞발에 8개, 뒷발에 6개의 발가락) 발견된 최초의 물고기처럼 생긴 생물체의 하나였다. 그러나 논란이 일어났는데, 육지 사지동물의 표준 발가락 수는 5개였기 때문이었다. 게다가 앞발가락 8개는 물갈퀴(webbing)로 연결되어 있어서, 기능적으로 패들(paddle, 노) 지느러미를 이루고 있었다. 또한 사지에 손목(wrists)이 없어서, 육지를 걸을 수 없었다. 다시 말해, 앞쪽 부속지를 팔꿈치에서 앞쪽으로 구부릴 수 없었고, 따라서 그 생물은 몸무게를 지탱할 수 없었다. 분명히 이 생물은 다리와 발가락을 수영을 위해서, 그리고 수생식물을 붙잡을 수 있도록 적응된 것이었다. 다시 한 번 말하지만, 이 생물은 육상에서 살아갈 수 없는, 또 다른 종류의 독특한 멸종된 물고기였다. 사실, 클랙은 아칸토스테가를 결코 물을 떠나지 않았던 수생동물(aquatic animal)로서 해석했다.[8]


이크티오스테가

진화 계통나무에서 주장된 주요 전이형태의 사지동물 생물 중 마지막은 3억7천만 년 전의 이크티오스테가(Ichthyostega)로서, 아칸토스테가(Acanthostega)보다 5백만 년 더 오래된 것으로 주장되는 것이다.(그림 5). 이크티오스테가는 아칸토스테가의 전구체로 추정하고 있는데, 이 생물도 아칸토스테가처럼 물속에서의 생활에 잘 적응했음을 보여주는 특징들을 갖고 있었다. 물고기 모양의 특징으로 완전히 기능적인 아가미(성체에서도), 꼬리에 지느러미살(fin rays)이 있는 지느러미를 갖고 있었다.[1-3, 8] 그것의 추정되는 진화적 전구체와 비교해 볼 때, 더 정교한 사지를 갖고 있었지만, 육지를 걷는 데는 적합하지 않았다. 사지 뼈의 가동에 대한 컴퓨터 모델 연구에 의하면, 상완골과 대퇴골의 긴축을 거의 회전할 수 없었다는 것을 보여주었다. 즉 그 동물은 서 있을 수 없었고, 손이나 발을 땅과 평탄하게 돌릴 수 없었다.[9] 그러므로, 그것은 땅바닥에서 몸을 밀어내거나, 전형적인 사족보행 육상동물이 할 수 있는 것처럼 번갈아가며 사지를 움직일 수 없었다.

그림 5. 미술가가 그린 이크티오스테가(Ichthyostega) <Image credit: Nobu Tamura>


이크티오스테가의 다른 특징들 또한 진화론적 관점에서는 혼란스러워, 클랙은 이것이 "문제가 있는 속(problematic genera)"이라는 것을 인정하고 있었다.[1] 척추 뼈의 디자인은 진화론이 예상했던 것과 다른 것으로 밝혀졌다.[10] 뒷다리의 발가락 수는 7개로, 아칸토스테가의 8개 발가락, 그리고 대부분 사지동물의 5개 발가락과 달랐다. 이 물고기 같이 생긴 생물의 이상한 특징들에 대해서 클랙은 이렇게 말했다. "이크티오스테가는 데본기의 사지동물로 보기 어려우며, 자신만의 방식으로 매우 특화된 것으로 밝혀졌다."[8] 그러므로 이크티오스테가는 수생생물-육상생물의 과도기적 전이형태가 아닌, 모자이크식 특징을 갖고 있는, 흥미로운 독특한 물고기 같은 생물이었다. 


물-육지 간의 전이형태는 여전히 잃어버렸다.

"데본기/석탄기(미시시피기) 경계 이후 약 3천만 년 동안 데본기 이후의 사지동물 화석기록은 악명 높게 희박하다"는 클랙의 지적처럼, 이크티오스테가 이후에 다른 어떠한 과도기적 후보 생물도 암석기록에서 사라져있다. 클랙은 또한 "네 발이 있는 사지동물의 기원은, 아마도 초기 석탄기에서 발생한 결과인, 완전한 육상거주성의 획득과 일치하지 않는다. 진화 이야기의 이 부분은 극도로 희박한 화석기록으로 쓰여졌던 것이다"라고 말했다.[8]

다시 말해, 수생생물과 육지생물 사이의 거대한 진화적 간격은 화석기록으로는 해결책이 보이지 않은 채로 여전히 존재한다. 유명한 척추동물 고생물학자인 마이클 벤튼(Michael Benton)은 "아마도(Perhaps) 완전한 육상 사지동물은 석탄기에서 단지 2천5백만 년 만에 나타났다"며 이 사실을 인정하고 있었다.[2]


파산된 사지동물의 진화 이야기

물에서 육지로 올라간 사지동물 진화 역사에서 전이형태(transitional forms)가 완전히 결여되어 있는 것에 더하여, 진화 이야기를 더욱 심각하게 만드는 문제는 연대 문제이다. 이 글에서 논의된 육상 전이형태가 될 수 없는 모든 주요 화석들은 데본기의 중-후기인 3억8500~3억6500만 년 사이의 매우 짧은 기간으로 할당되어 있다.[1-3, 8] 그러한 거대한 진화적 변환이 일어나기에 2천만 년이라는 기간은 매우 짧은 시간일 뿐만 아니라, 최근의 발견으로 인해 그 수수께끼는 더욱 커지게 되었다.

2010년 폴란드의 한 해안가에서 잘 보존된 "확실한" 육상 사지동물의 발자국들이 발견됐는데, 그 지층의 연대는 3억9700만 년 전으로 추정되던 것이었다.[11] 이 잘 보존된 화석 보행렬은 2m 길이의 육상 사지동물 무리가 로라시아(Laurussia, 홍수 이전의 고대 판게아 초대륙의 한 부분)의 남쪽 해안 근처에 살았고, "짧은 다리(stout legs)"를 갖고 걷고 있었다는 것을 보여주었다.

앞에서 논의됐던 전이형태로 주장되던 생물들이 존재하기 이전에, 이미 육지에 사지동물이 살고 있었다는 것은 모든 사지동물의 진화 이야기는 폐기시기는 것이었다. 2010년 연구의 저자는 이렇게 말했다. “발자국들은 물고기-사지동물의 변환 시기, 생태, 환경 설정뿐만 아니라, 몸체 화석기록에 대한 근본적인 재평가를 요구한다.” 클랙은 폴란드에서 발견된 사지동물 발자국들을 검토한 후, The Guardian 지에서 시인했다. "말하자면, 그 발견은 모든 이야기를 물 밖으로 던져버렸다."[12]


결론

물에서 살던 생물이 진화하여 육지에서 살게 되었다는 진화이야기의 기초가 되었던 이들 물고기처럼 생긴 화석 생물들은, 진화론에 해결책을 제공하지 않고 있으며, 오히려 그 이야기를 더욱 혼란스럽게 만들고 있다. 사실, 이들 물고기 같은 생물들이 갖고 있는 혼란스러운 특징과 그것이 진화이야기에 주는 문제점은 클랙도 언급하고 있었다 : "일부 특성에 의존하여 어떤 목(order)으로 분류할지, 다른 목으로 분류할 지는, 어떤 그룹에 포함되기도 하고, 아니기도 하는 다른 결과를 낳게 한다. 다시 말해 데본기의 사지동물의 계통발생(phylogeny)은 불안정하다."[1]

.오늘날의 망둥어(mudskipper, 썰물 때에 갯벌 위를 뛰어오르기도 하고 가슴지느러미로 기어가기도 하는 물고기)처럼, 이 글에서 다루어진 생물들은 그들의 환경에 잘 어울렸다. 그들 중 어떤 것도 육지에서 살기 위해 물에서 나온 전이형태가 아니다. 각각은 독특했고, 특정한 서식지에서 번성하는데 필요한 형태와 특징을 갖고 있었다.


그러나 완전한 육상 사지동물의 발자국들이 이들 소위 과도기적 전이형태들이 존재했던 시기보다 더 오래된 암석들에서 발견되었을 때, 지금까지 선전되어왔던 진화 이야기들은 모두 쓰레기통으로 들어갔다.

창조론자들의 전 지구적 홍수 모델에 의하면, 홍수 물이 상승하면서 생태학적 지역들이 점차적으로 매몰되었기 때문에, 이러한 특이한 물고기 같은 화석의 존재는 매우 타당하다.[13] 이 생물들은 대부분의 해안지대의 육상식물들이 석탄기에 파묻히기 직전에, 홍수 층에 파묻혔다. 그들의 다양하고 독특한 적응에 기초하여 그들은 해안가 물속에 서식했고, 홍수 층에 먼저 파묻혔을 가능성이 분명해진다. 화석 증거들에 의하면, 사지동물(tetrapod)의 진화는 실패하고 있는 것이다.


References

1. Clack, J. 2012. Gaining Ground: The Origin and Evolution of Tetrapods. Bloomington, IN: Indiana University Press.

2. Benton, M. J. 2015. Early Tetrapods and Amphibians. In Vertebrate Paleontology. West Sussex, UK: John Wiley & Sons Ltd.

3. Dial, K. P., N. Shubin, and E. L. Brainerd. 2015. Great Transformations in Vertebrate Evolution. Chicago, IL: University of Chicago Press.

4. Wood, T. W. P. and T. Nakamura. 2018. Problems in Fish-to-Tetrapod Transition: Genetic Expeditions Into Old Specimens. Frontiers in Cell and Developmental Biology. 6: 70.

5. Tomkins, J. P. 2021. The Fossils Still Say No: The Mystery of Jawed Vertebrates. Acts & Facts. 50 (2): 12-14.

6. Johanson, Z. et al. 2006. Oldest coelacanth, from the Early Devonian of Australia. Biology Letters. 2 (3): 443-446.

7. The term “tetrapod” is from Greek tetra “four” and pous “foot,” which defines four-limbed animals constituting the superclass Tetrapoda. Evolutionists will often label the creatures listed in this article as tetrapods or tetrapodamorphs even though they had no real foot-walking ability.

8. Clack, J. A. 2009. The Fish-Tetrapod Transition: New Fossils and Interpretations. Evolution: Education and Outreach. 2: 213-223.

9. Pierce, S. E., J. A. Clack, and J. R. Hutchinson. 2012. Three-dimensional limb joint mobility in the early tetrapod Ichthyostega. Nature. 486: 523-526.

10. Pierce, S. E. et al. 2013. Vertebral architecture in the earliest stem tetrapods. Nature. 494: 226-229.

11. Niedz´wiedzki, G. et al. 2010. Tetrapod trackways from the early Middle Devonian period of Poland. Nature. 463 (7227): 43-48.

12. McVeigh, K. Footprints show tetrapods walked on land 18m years earlier than thought. The Guardian. Posted on guardian.co.uk January 6, 2010, accessed January 21, 2010.

13. Clarey, T. 2020. Carved in Stone: Geological Evidence of the Worldwide Flood. Dallas, TX: Institute for Creation Research.

* Dr. Tomkins is Director of Research at the Institute for Creation Research and earned his Ph.D. in genetics from Clemson University. 

Cite this article: Jeffrey P. Tomkins, Ph.D. 2021. The Fossils Still Say No: The Fins-to-Feet Transition. Acts & Facts. 50 (3).


*참조 : 전이형태 화석들?

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전이형태 화석의 부재 : 조류, 고래, 양서류, 뱀, 어류의 기원에 대해서 말한다.

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어떠한 전이형태의 화석들이 있는가? : 한 고생물학자의 중간형태 화석에 대한 고백

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진화의 상징물로 떠올랐던 틱타알릭의 추락 : 물고기-사지동물의 진화 이야기는 백지 상태로 되돌아갔다.

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3억9천5백만 년(?) 전의 네 발 달린 육상동물의 발자국 화석? : 틱타알릭이나 판데리크티스 이전에 이미 사지동물이 존재했다?

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살아있는 화석 실러캔스의 계속되는 놀라움 : 4억 년(?) 동안 극도로 느린 변이 속도. 

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새로 발견된 실러캔스 화석은 진화론의 실패를 상기시킨다. 

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▶ Transitional Fossils (CMI)

https://creation.com/topics/transitional-fossils


출처 : ICR, 2021. 2. 26.

주소 : https://www.icr.org/article/the-fossils-still-say-no-fins-to-feet-transition/

번역 : 미디어위원회



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