[다이노+] 5억년 전 삼엽충 화석에서 암수를 구분하는 방법은?

화석은 수억 년 전 살았던 고대 생물의 비밀을 풀 수 있는 중요한 단서다. 그러나 이 단서에는 부족한 부분이 많다. 보통 단단한 뼈나 껍데기 등이 화석으로 남는데, 그나마 온전한 상태로 전체가 발견되는 경우도 드물어 근연종의 형태와 골격을 참조해 여러 가지 사실을 추정해야 한다.

그래도 화석을 통해 어느 정도 입증이 가능한 분야는 고민이 덜할 수 있다. 암수의 구별처럼 화석으로는 거의 알기 힘든 내용에 대해서는 현생 근연종과의 비교로만 짐작할 수 있을 뿐이다. 

하지만 과학자들은 드물게 암수를 구분할 수 있는 결정적인 증거를 확보하는 경우도 있다. 새끼를 낳다 죽은 어룡이나 알을 몸속에 품고 있는 고대 생물이 그런 경우다. 이 경우 화석이 암컷이라고 자신 있게 말할 수 있다. 반면 수컷을 확인할 기회는 드물다. 특히 삼엽충처럼 고생대에 살았던 아주 오래된 생물체인 경우 더 그렇다. 

하버드 대학의 연구팀은 최근 그 드문 기회를 잡았다. 다만 우연한 기회는 아니고 고된 노력의 결과였다. 연구팀은 고생대 첫 번째 시기인 캄브리아기 중기에 살았던 삼엽충인 올레노이데스 세라투스 (Olenoides serratus)의 화석 표본 65개를 상세히 분석했다. 수컷의 특징인 클라스퍼 (Clasper)를 찾기 위해서다. 

현생 절지동물 가운데 삼엽충과 비교적 가까운 친척이면서 고생대부터 지금까지 살아남은 투구게의 경우 짝짓기 도중 암컷을 잡기 위한 작은 다리인 클라스퍼를 갖고 있다. 클라스퍼의 목적은 암컷을 잡는 것으로 생식기는 아니지만, 당연히 수컷만 지니고 있다. 따라서 만약 삼엽충에서도 비슷한 구조물이 발견된다면 수컷이라고 생각할 수 있다. 

하지만 수많은 다리가 모두 온전하게 보존되고 식별할 수 있는 삼엽충 화석은 많지 않다. 연구팀이 65개의 표본을 면밀히 조사한 결과 단지 4개만이 보존 상태가 완벽했다. 그리고 그 네 개의 화석 중 하나에서 10-11번째 다리가 비정상적으로 짧은 것을 확인했다.

다른 다리와 달리 바다 밑을 걷는 데는 아무짝에도 쓸모가 없는 짧은 다리이지만, 연구팀은 이 다리의 위치가 암컷의 껍데기 돌출부를 잡는데 꼭 들어 맞는다는 점을 확인했다. 형태와 위치상 삼엽충의 클라스퍼라고 해석해도 무리가 없는 구조다. 

연구팀은 5억 년 전 삼엽충의 짝짓기 방식도 현생 투구게나 다른 해양 절지동물과 유사했을 가능성이 높다고 보고 있다.

다만 세부적인 방식은 저마다 다른 특징이 있었을 가능성이 높다. 특히 삼엽충이 수억 년간 진화했고 지금까지 확인된 것만 2만 종에 달한다는 점을 생각하면 그 다양성은 상상을 초월할 것이다. 연구팀은 그 가운데 중요한 퍼즐 조각 하나를 찾은 셈이다.