[핵잼 사이언스] 3억 년 전 ‘똥 화석’에 담긴 비밀

오래전 생물 사체가 광물화된 화석은 과거를 들여다볼 수 있는 귀중한 타임캡슐이다. 하지만 생물은 아니지만 관련 흔적도 화석처럼 지층에 기록을 남길 수 있다. 예를 들어 발자국 화석이나 배설물이 돌처럼 굳어 광물화된 분석(糞石)은 당시 살던 동물에 대한 귀중한 정보를 제공한다. 특히 배설물 화석이라고 할 수 있는 분석은 해당 동물이 누구인지만 알 수 있다면 구체적으로 무엇을 먹고살았는지, 어떤 기생충에 감염되었는지를 확인할 수 있는 결정적 증거가 된다.

최근 호주 커튼대 과학자들은 3억 600만 년 전 분석의 구성 물질을 분석했다. 이 화석은 미국 일리노이주 메이슨 크릭에 있는 석탄기 지층에서 발견된 것으로 정확히 어떤 멸종 동물의 것인지는 모르지만, 크기로 볼 때 제법 덩치가 있는 동물의 것으로 추정된다. 

석탄기는 거대한 양치식물이 빽빽한 숲을 이뤘던 시기로 이 시기 죽은 엄청난 양의 식물이 현재 석탄의 형태로 채굴되기 때문에 이런 명칭이 붙었다. 하지만 석탄기 식물과 달리 육지 동물 화석은 상대적으로 빈약하다. 사지동물의 조상이 육지에 상륙한 지 얼마 되지 않은 시기이기 때문이다. 매우 원시적인 초기 파충류와 포유류의 선조뻘 동물이 등장했을 뿐 아직 큰 동물은 없었다.

연구팀이 메이슨 크릭 분석 화석의 분자 구성을 확인한 결과 식물성 성분은 없고 콜레스테롤 같은 동물성 유래 성분만 찾을 수 있었다. 따라서 이 배설물을 만들어낸 동물은 순수하게 육식만 하고 살았을 가능성이 높다. 뼛조각이나 다른 동물의 유해가 발견되지 않는 점으로 볼 때 주로 절지동물같이 당시 숲에 풍부한 먹이를 먹었던 것으로 추정된다.

곤충과 거미류의 조상이 되는 절지동물들은 척추동물보다 한발 앞서 육지로 진출했다. 석탄기에는 몸길이가 수 미터에 달하는 지구 역사상 가장 큰 육상 절지동물인 아르트로플레우라가 지상을 활보했다. 물론 작은 절지동물은 셀 수 없을 정도로 많았다. 온화한 기후와 높은 산소 농도, 그리고 절지동물의 천적이 될 대형 척추동물이 적었기 때문이다.

나중에 파충류, 조류, 공룡, 포유류 등으로 진화하게 되는 초기 양막류는 이렇게 지상에 풍부한 절지동물을 사냥하기 위해 육지 생활에 적응한 것으로 생각된다. 이 배설물을 만든 동물 역시 어떤 종인지 확실치는 않았지만, 그런 이유로 지상에 올라와서 몸집을 키우기 시작한 육식 동물이었을 가능성이 높다. 어쩌면 지금까지 알려지지 않은 대형 척추동물일 가능성도 있다. 이 시기 이렇게 큰 배설물을 만든 동물이 어떤 종인지 답을 찾기 위해 과학자들은 계속 지층을 조사할 것이다.