지구상 최초의 척추동물, 어류

 

지구상에 나타난 동물 중 최초의 척추동물은 어류였습니다. 어류의 출현, 초기 어류의 형태, 어류의 진화 과정에 대해 알아보도록 하겠습니다.

 

최초의 척추동물, 어류의 출현

최초의 척추동물, 즉 등뼈가 있는 동물은 어류였습니다. 이 어류는 아마도 오늘날의 미색동물과 비슷한 무척추동물에서 진화하한 것으로 추정됩니다. 주머니 모양의 동물, 즉 미색동물들은 바다 밑바닥에서 정착 생활을 하는데, 겉으로 봤을 때는 물고기처럼 보이지 않습니다. 그러나 그것의 새끼인 유생들은 작은 유선형의 형태를 띠고 있는데, 자기들이 커서 살아갈 장소를 찾느라 헤엄쳐 다닙니다. 이들은 질기면서도 탄력 있는 조직을 가지고 있습니다. 머리에서부터 꼬리까지 길게 이어져 있는 이것을 척색, 또는 척삭이라고 부릅니다. 이 척색은 등골뼈인 척주의 앞선 형태라고 볼 수 있습니다. 이러한 최초의 어류는 아마도 약 5억 년 전의 캄브리아기 말엽쯤에 진화하기 시작했을 것입니다. 최초의 어류는 3억 9,500만 년에서 3억 4,500만 년 전까지의 기간인 데본기에 매우 번성했습니다. 그 시기의 마지막 무렵에 대부분의 주요 어류의 종류가 진화했습니다. 이 척색은 척주인 등골뼈의 앞선 형태로서 인간을 포함한 모든 척추동물의 발생 단계 중 배(胚)에서 발견되고 있습니다.

 

초기 어류의 형태

칼슘 성분이 많이 들어 있는 경수가 단단한 퇴적물을 만들듯이 초기 어류는 칼슘염을 분비하여 뼈로 된 갑옷을 만들어 입었습니다. 그 갑옷의 무게 때문에 어류들은 해저 깊숙이 가라앉게 되었으며, 입은 턱도 없이 항상 동그랗게 열려 있었습니다. 이런 종류의 입모양은 현재 원시 기생 동물인 칠성장어, 먹장어와 같이 턱이 없는 어류인 무악류에게서 볼 수 있습니다. 먹장어나 칠성장어는 초기의 어류에서 진화되어 온 것이지만 갑옷 같은 뼈대는 없습니다. 멸종된 어류들이 바로 진화하고 있던 초기 어류 모양의 전형적인 예입니다. 코코스테우스(Cocosteus)는 머리와 몸의 일부분이 갑옷으로 둘러싸여 있습니다. 세팔라스피스(Cephalaspis)는 턱이 없는 어류로서, 삼각형 모양의 보호 방패가 달린 머리와 그 아래 입이 달려 있습니다. 자모이티우스(Jamoytius)는 뱀장어처럼 생긴 어류인데 몸 전체에 지느러미가 달려 있습니다. 이 세 종류의 어류 모두 4억 년 전쯤에 살았던 것들입니다. 어류의 무척추동물 조상들은 더 이상 남아있지 않습니다. 반면, 창고기는 우리에게 어류의 조상들이 어떻게 생겼는지를 알려 줍니다. 창고기는 어류처럼 덩어리로 배열된 근육과 척색을 가지고 있습니다. 모든 척추동물들은 발생 중 배(胚) 시기에 척색을 가지는 단계를 거치며, 후에 이것이 척주로 바뀌게 됩니다.

 

어류의 진화 과정

동물 중에는 원시적 형태를 그대로 지닌 채 살아남은 종류 많지는 않지만 아직까지 존재합니다. 이러한 종류들은 비록 멸종되어 버린 원시 동물과 정확하게 일치하지는 않지만, 흔히들 살아 있는 화석이라 부릅니다. 먹장어나 칠성장어, 철갑상어가 그러한 종류에 속합니다. 철갑상어는 가지지느러미를 지닌 어류에 해당하는데, 한때 바다에 엄청나게 많았던 원시 어류의 모습을 보여 주고 있습니다. 그러나 지금 지구상에는 매우 적은 숫자만 살아남았습니다. 철갑상어에는 경골의 골격과 상어처럼 생긴 꼬리지느러미가 있습니다. 그리고 다이아몬드 형의 갑옷과 뼈가 양 옆으로 늘어서 있습니다. 마치 4억 년 전 대부분의 어류의 몸을 뒤덮고 있었던 갑옷을 생각나게 합니다. 어류의 진화 단계에서 다음으로 중요한 것은 다른 종류의 어류를 잡아먹는 데 필요한 턱의 발달입니다. 어류는 두 가지의 주된 종으로 진화했습니다. 하나는 상어나 가오리 같은 연골어류이고 다른 하나는 대부분의 어류 같은 가지지느러미 종류의 어류입니다. 상어와 가오리는 연골로 된 골격을 갖고 있는데, 이 연골은 단백질로 이루어진 강인하면서도 탄력 있는 조직입니다. 다른 모든 척추동물 역시 기본 골격은 연골로 이루어져 있지만 단단한 광물질이 첨가되면서 경골을 이루게 됩니다. 상어와 가오리의 조상들도 분명 골격을 갖고 있었을 것입니다. 그러나 시간이 흐르면서 경골화시키는 과정이 사라지게 되었습니다. 가지지느러미 종류의 어류에는 경골의 골격을 비롯하여 상어보다 더 유연하게 움직이는 턱과 헤엄치기 적절한 지느러미가 있습니다.