거대한 겹눈을 가졌던 게에서 진화의 증거는 없었다.

미디어위원회

2022-03-03

거대한 겹눈을 가졌던 게에서 진화의 증거는 없었다.

(No Evidence for the Evolution of Crab Eyes)

by Jerry Bergman, PhD

이 게의 눈은 잘 발달되어 있었고, 기능적이고, 완벽하다. 그리고 연부조직이 보존되어 있었다.

과학자들은 아마도 자유롭게 헤엄치는 포식자였을, 커다란 눈을 가진 새로운 종류의 게(crab) 화석을 발견했다. 9500만 년 전으로 말해지는 백악기 중기 지층에서 발견된 이 당혹스러운 생물은 칼리치마에라 퍼플렉사(Callichimaera perplexa)라는 이름이 붙여졌다. 수영하는 특성의 이 게는 매우 특이한데, 왜냐하면 오늘날의 성체 게는 작은 눈에 거의 의존하지 않고, 먹이를 구하거나, 해초를 뜯어먹기 위해, 조용한 대양 바닥을 기어 다니기 때문이다.[1]

.멸종된 게 칼리치마에라 퍼플렉사를 그림으로 표현한 것으로, 콤마새우(comma shrimp)인 에오보도트리아 뮤지카(Eobodotria muisca, Cumacea)를 따라 헤엄치는 게를 묘사하고 있다. 거대한 눈을 주목해 보라. <Illustration courtesy of Masato Hattori>.

이 새로운 게는 "게의 오리너구리(platypus of crabs)"라고 불릴 정도로 이상한 해부학적 특징들의 조합을 갖고 있었고, 너무도 기이해서, 게가 어떤 생물인지에 대한 재정의를 강요하고 있었다.[2] 학술지 Cell 지에 게재된 연구의 헤드라인은 이 생물이 얼마나 놀라웠는지를 보여준다 : "백악기 게의 놀라운 시각 시스템".[3] 저자들은 "게(true crabs, Brachyura)는 여러 종류의 겹눈(compound eyes)을 진화시킨 절지동물의 몇 안 되는 그룹 중 하나"라고 믿고 있지만, 현재 게의 진화에 대한 어떠한 증거도 없다는 것을 그들도 인정하고 있었다. 이러한 이유로, 연구자들은 이 멸종된 게의 겹눈과 관련하여 이렇게 말했다 :

게의 겹눈의 기원과 초기 진화는 불분명하다... 그들의 시각 시스템의 기원과 진화는 여전히 알려져 있지 않다... 몇몇 칼리치마에라 퍼플렉사의 잘 보존된 표본에서 안구 해부학은 이 게의 독특한 시각계를 보여주고 있지만, 오늘날의 게에서 발견되는 많은 종류의 겹눈들의 기원과 진화를 밝혀내지는 못한다."[4]

연부조직의 보존

예일 대학의 연구자들은 이 생물의 눈에 대한 많은 확실한 증거들을 찾아냈다. 그들은 "칼리치마에라 퍼플렉사의 커다란 겹눈과 시신경엽(optic lobe)과 같은 연부조직의 상세한 보존"을 발견했고, 이를 통해 눈의 형태와 성장 속도에 대한 정보를 얻을 수 있었다. 이것을 통해 “오늘날의 다양한 게들과 데이터를 비교할 수 있었으며, 이 게가 활발한 시각을 가진 수영선수였다는 것을 보여준다"고 말했다.[5] 연구자들은 칼리치마에라 퍼플렉사 눈의 "내부 시신경과 외부 각막 요소"의 명확한 증거로부터, 이 멸종된 게는 다음과 같은 것으로 믿고 있었다 :

이 게는 눈과 껍질(carapace) 두 가지 모두를 보존하고 있는, 최초의 알려진 고생대 이후의 절지동물로서, 시각계의 성장률을 계산할 수 있게 한다. 칼리치마에라 퍼플렉사는 현존하는 14종의 게 표본과 비교할 때, 가장 빠른 시각계 성장 속도를 보여준다. 홑눈간 각(interommatidial angle)과 안 변수(eye parameter)의 계산과 결합하여, 칼리치마에라 퍼플렉사의 성장 계열은 그 생물은 빛이 잘 들어오는 환경에서 살았던 매우 시각이 발달된 포식자라는 것을 보여준다.[6]

화석 연부조직의 보존에 대한 증거들이 점점 더 많이 축적되면서, 진화론자들은 “연부조직이 화석기록에 보존되지 않음으로 진화에 대한 증거는 부족하다”라는 변명을 더 이상 할 수 없게 되었다. 칼리치마에라 퍼플렉사를 포함하여, 지금까지 발견된 연부조직의 증거는 진화가 없었음과 변화의 정지를 보여준다. 이것은 창조 모델을 지지한다.

고품질의 시각

.“게의 오리너구리”인 칼리치마에라 퍼플렉사의 또 다른 그림. 이 그림은 거대한 눈을 더 정확하게 보여준다. <Image credit: Elissa Martin, Yale Peabody Museum of Natural History>.

또한, 연구자들은 증거들로부터 칼리치마에라 퍼플렉사의 눈은 매우 고품질의 이미지를 생성했을 것이라고 가정해야 했다. 그들은 칼리치마에라 퍼플렉사의 눈이 여전히 진화하고 있는, 시력에 매우 좋지 않았던, 여전히 진화 단계의 시각을 갖고 있었다는 관점을 거부했다. 연구자들은 빛이 많이 들어오지 않는 바다 환경에서 성공적으로 살아남기 위해서는, 뛰어난 시력을 갖고 있었음에 틀림없다고 생각하고 있었다.

진화론은 하등한 단순한 눈에서 척추동물의 복잡한 눈으로의 진화를 필요로 하는데, 이 과정은 자연선택에 의해 추진됐을 것이라고 가정하고 있다. 이러한 진화의 각 단계는 시각을 개선시켜야 하며, 따라서 이전의 단계들은 상대적으로 나쁜 시각 시스템을 갖고 있어야 한다. 그들의 결론은 다음과 같다 :

이미지를 형성하는 겹눈은 매우 가치 있는 적응으로, 비슷한 시각 시스템이 갑각류 전반에 걸쳐 독립적으로 각각 진화해 왔다. 하지만 만약 다른 겹눈 타입들이 독립적으로 여러 번 진화했다면, 계통발생학적 관계를 해결하기 위해 눈의 구조와 홑눈 형태는 얼마나 유용할까? 게는 쥐라기 시대까지 거슬러 올라가며 좋은 화석기록을 갖고 있고, 다양한 광학적 디자인을 갖고 있으며, 현존하는 그룹과 화석 그룹을 비교할 수 있기 때문에, 이러한 질문들을 탐구하는 이상적인 연구를 수행할 수 있는 생물이다.[7]

"콜롬비아와 미국의 암석지층에서 매우 잘 보존된 수백 개의 게 화석들이 발견되었기 때문에" 이 생물에 대한 더 많은 연구가 있을 것이다.[8] 내 추측으로는 이 화석 발굴로부터 변화의 정지(stasis)를 확인할 수 있을 것이다. 지금까지 발견된 게 화석들은 진화의 증거를 제공하지 않았다. 이것은 게의 진화에 대한 증거가 현재까지 존재하지 않는다는 것을 의미한다.

요약

비록 "게(crab)의 진화계통나무에서 광수용체 유전자와 눈 형태의 진화를 추적하는 것은 이 상징적인 그룹에서 시각의 진화 역사를 재구성하는 유익한 첫 단계가 될 수 있다"고 하더라도, 사실 "(겹눈의 형태인) 연립상 눈(apposition eyes)과 중립상 눈(superposition eyes)의 진화 역사는 여전히 잘 이해되지 않는다"는 것이다.[9] 그것이 잘 이해되지 않고 있는 이유는 단단한 조직과 부드러운 연부조직을 포함하여 지금까지 발굴된 수억 개의 화석들 중에서 진화의 증거가 보이지 않기 때문이다.

References

[1] Elbeon, Asher, This Ancient Crab Had Unusually Huge Eyes, The New York Times, 23 January 2022.

[2] Shelton, Jim, Meet Callichimaera perplexa, the platypus of crabs,” Yale News, 24 April 2019.

[3] Jenkins, Kelsey M., et al., 2022. The remarkable visual system of a Cretaceous crab, iScience, Cell Press, 21 Jan 2022.

[4] Jenkins, et al., 2022.

[5] Jenkins, et al., 2022.

[6] Jenkins, et al., 2022.

[7] Luque, Javier, et al., Evolution of crab eye structures and the utility of ommatidia morphology in resolving phylogeny, bioRxiv, posted 7 October 2019.

[8] Shelton, 2019.

[9] Luque, et al., 2019.

*Dr. Jerry Bergman has taught biology, genetics, chemistry, biochemistry, anthropology, geology, and microbiology for over 40 years at several colleges and universities including Bowling Green State University, Medical College of Ohio where he was a research associate in experimental pathology, and The University of Toledo. He is a graduate of the Medical College of Ohio, Wayne State University in Detroit, the University of Toledo, and Bowling Green State University. He has over 1,300 publications in 12 languages and 40 books and monographs. His books and textbooks that include chapters that he authored are in over 1,500 college libraries in 27 countries. So far over 80,000 copies of the 40 books and monographs that he has authored or co-authored are in print. For more articles by Dr Bergman, see his Author Profile.

*참조 : 사마귀새우의 경이로운 눈은 진화론을 거부한다 : 16종류의 광수용체를 가진 초고도 복잡성의 눈이 우연히?

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