0. 목차
- '캄브리아기 대폭발'이란 무엇인가?
- '캄브리아기 대폭발' 이전
- '캄브리아기 대폭발' 직전~초기
- '캄브리아기 대폭발' 후
- '캄브리아기 대폭발' 약 1억 년 후
- '캄브리아기 대폭발'의 원인
- '캄브리아기 폭발'이 진화론에 미친 영향
- 여러 가지 '캄브리아기 생물군'
- 여러 가지 '에디아카라 생물군'
1. '캄브리아기 대폭발'이란 무엇인가?
영국의 생물학자 '찰스 다윈(Charles Robert Darwin, 1809~1882)'은 1859년에 '종의 기원(On the Origin of Species)'을 발표하고 진화론을 제창했다. 그리고 거기에서 '생물은 조금씩 다양화하고 진화한다'라고 주장했다. 하지만 다윈은 자신의 진화론에 몇몇 중대한 난점이 있다고도 고백했다. 그중 하나는 '캄브리아기에 몇몇의 동물이 갑자기 일어난 일'을 제대로 설명할 수 없다는 점이었다.
'캄브리아기(Cambrian period)'는 지금으로부터 5억 4100만 년 전에 시작되어, 4억 8800만 년 전까지 약 5200만 년 동안 계속된 시대이다. 다윈이 '진화론'을 발표할 당시, 캄브리아기 이전의 지층에서는 화석이 전혀 발견되지 않았다. 그런데 캄브리아기의 지층에 들어가자, 갑자기 여러 종류가 되는 '삼엽충(Trilobite)' 화석들이 발견되었다. 삼엽충은 껍데기, 다리 그리고 눈까지 갖추고 있었다. 캄브리아기 생물인 삼엽충에 현재와 동물과 마찬가지로 복잡하고 고도의 기관이 있었던 것이다.
다윈은 캄브리아기보다 훨씬 이전에 더욱 단순한 형태의 삼엽충이 있었고, 모든 동물이 그 공통의 조상으로부터 진화했다고 생각했다. 하지만 그의 예상과는 다르게, 그런 화석은 발견되지 않았다. '생물은 단순한 것에서 복잡한 것으로 조금씩 진화하고 다양화한다'라는 다윈의 생각으로는 설명할 수 없는 일이었다. 생명은 최초의 것이 발생했다고 생각되는 38억 년 전부터, 30억 년 이상의 세월 동안 천천히 진화해 왔다. 그런데 '캄브리아기'가 되자 고작 1000만 년도 안되는 시간에 생물들이 갑자기 진화하고 다양화되었다. 이 사건을 '캄브리아기 대폭발(Cambrian explosion)'이라고 부른다.
1-1. '캄브리아기 대폭발'은 어떻게 발견되었는가?
1909년, 캐나다 서부에 있는 '로키산맥(Rocky Mountains)'의 일부인 '캐나디언 로키(Canadian Rocky)'의 산속에서 색다른 생물의 화석이 많이 발견되었다. 이 발견은 진화론을 뒤흔드는 대사건으로 이어진다.
미국 '스미스소니언 협회(Smithsonian Institution)'를 맡고 있던 고생물학자 '찰스 월컷(Charles D. Walcott, 1850~1927)'은 1909년 여름 가족과 함께, 캐나다 '브리티시컬럼비아 주(Province of British Columbia)'의 워프타 산에서 야영을 하고 있었다. 이 산에서 삼엽충의 화석을 채집할 수 있다는 사실이 전부터 알려져 있었는데, 월컷은 가족과 함께 그 화석을 채집하러 갔다. 그리고 야영에서 돌아오는 길에 그의 처 '헬레나'가 탄 말이 미끄러졌는데, 그때 발밑을 본 월컷은 굴러다니는 암석 중에서 지금까지 본 일이 없는 생물의 화석을 발견했다고 한다. 그 화석의 크기는 2cm 정도였고, 머리에 두 쌍의 촉각이 튀어나와 있었다. 몸통은 여러 개의 마디로 갈라져 있으며, 레이스와 같은 나풀나풀한 구조가 있었다. 월컷은 암석 안에 검은 얼룩처럼 남아있던 그 생물을 자신의 친구 이름을 따서 '마렐라(Marrella)'라고 명명했다. 그리고 월컷은 그 기묘한 모습에 매료되어, 평생 동안 이 지층에서 120종 이상, 6만 500점에 이르는 화석을 채집했다고 한다.
'마렐라'를 비롯한 다양한 화석은 '캄브리아기 중기'인 '버제스 셰일층(Burgess Shale layer)'이라고 불리는 지층에서 발견되었다. 이것은 다윈의 생각 이상으로 다양한 동물들이 캄브리아기에 나타나고 있다는 증거가 되었다. 그리고 '다종다양한 생물이 캄브리아기에 왜 갑자기 등장했는지'는, 즉 '캄브리아기 폭발이 왜 일어났는지'는 진화의 역사에서 최대의 수수께끼가 되었다.
1-2. '캄브리아기 대폭발' 연구는 어떻게 이루어졌는가?
'버제스 셰일층'에서 발견된 화설을 철저히 분석하고, 그 모습을 복원한 것은 영국의 고생물학자인 '해리 위팅턴(Harry Whittington)' 박사가 이끄는 '케임브리지 프로젝트(Cambridge Project)'의 멤버였다. 1960년대, '해리 위팅턴' 박사팀은 캐나다 지질 조사의 하나로 '버제스 셰일층'을 재조사했다. 그리고 '스미소니언 협회'에 있는 월컷의 화석도 대대적으로 재분석했다.
'화석'이라고는 하지만, 버제스 셰일층에서 발견된 것은 공룡이나 암모나이트와 같은 입체적인 물체가 아니다. 버제스 셰일층의 화석은 암석 위에 납작하게 부서진 2차원적인 상태로 남아 있다. '해리 위팅턴' 박사팀은 이 2차원의 화석으로부터, 살아있을 때의 3차원 모습을 복원하여 실제 모습을 추정한다.
화석이 납작하게 찌부러져 있기는 하지만, 위에 있는 껍데기 등을 벗겨 '해부'하면 그 아래에 촉수나 발 등의 내부 구조가 있다. 그래서 '해리 위팅턴' 박사팀은 치과 의사가 사용하는 드릴을 써서 mm 단위 이하로 화석을 '해부'하고 그 내부 구조를 밝혔다. 또 화석이 찌부러진 방향이 다르다는 점도 이용했다. 같은 종이라도 어떤 화석은 정면으로 찌부러져 있으며, 어떤 화석은 등 쪽이 찌부러져 있고, 또 어떤 화석은 옆이 찌부러져 있다. 이러한 다양한 화석을 서로 보완함으로써, 살아있을 때의 모습을 추측할 수 있다.
1-3. 버제스 셰일 동물군
캄브리아기 생물들은 캐나다 이외의 여러 곳에서도 발견되어 복원되었다. 1980년대 이후 '그린란드(Greenland)'나 '중국(China)', '오스트레일리아(Australia)', '미국' 등에서도 '버제스 셰일 동물군'과 비슷한 화석이 발견되어, 이에 대한 연구도 진행되고 있다. 이러한 연구가 종합된 결과, 캄브리아기 대폭발에 의해 현재와 같은 수의 동물문이 나타났다고 생각하게 되었다. 즉, 캄브리아기 대폭발은 현재와 같은 정도의 다종다양한 생물을 출현시킨 대사건이었다.
'캄브리아기 중기' 당시, 캐나다 브리티시컬럼비아 주는 얕은 해저였다고 생각된다. 그리고 여기에서 살았던 '캄브리아기 중기'의 동물들의 화석은 '버제스 셰일'에서 발견되는데, 이들을 '버제스 셰일 동물군(Burgess Shale fauna)'이라고 부른다. 미국의 고생물학자 '스티븐 제이 굴드(Stephen Jay Gould, 1941~2002)'는 '버제스 셰일 동물군'의 그 기묘함에 매료되어, 이를 연구하였다. 그리고 1987년에 저서 '원더풀 라이프(Wonderful Life)'를 발표하고, 그 책에서 이 동물들을 소개했다. 그는 이 책에서 '버제스 셰일 동물군'을 '기기묘묘한 동물군(Weird wonder)'이라고 불렀다.
'스티븐 제이 굴드'는 이들 생물 중 많은 것에 대해 '분류 불명'이라고 했다. 하지만 현재는 '케임브리지 프로젝트'의 일익을 담당했던 영국의 고생물학자 '사이먼 모리스' 박사 등의 연구에 의해, 버제스 셰일 동물군과 현대 생물과의 유연관계가 밝혀지고 있다. 대부분의 '버제스 셰일 동물'은 현생 동물고 공통된 특징을 가지고 있다고 한다. 즉, 기묘한 모양을 하고 있어도, 생각보다는 현생 동물과 가까운 동물이었던 것으로 생각된다.
2. '캄브리아기 대폭발' 이전
그러면 다종다양한 생물이 갑자기 출현한 '캄브리아기 대폭발은' 도대체 왜 일어났을까? '캄브리아기 대폭발'의 수수께끼를 풀기 위해, 연구로 밝혀진 내용들을 먼저 살펴보자. '캄브리아기 폭발'의 실체를 알기 위해서는, 생물의 다양화가 시작되기 전의 생물의 모습을 알아야 한다.
2-1. 에디아카라 생물군
캄브리아기 대폭발 이전 시대에 대표격으로 알려진 '에디아카라 생물군'이 있다. '에디아카라 생물군(Ediacara biota)'은 1974년, 오스트레일리아 사우스오스트레일리아 주 정부의 지질 조사원 '레그 스프리그스(Reg Spriggs, 1918~1994)'가 오스트레일리아의 '에디아카라 구릉(Ediacara Hilly Land)'에서 발견된 생물군이다.
'에디아카라 생물군'의 화석은 모두 연체성이며, 껍데기와 발도 없고 이빨도 없다. 그래서 오랫동안 동물이라고도 식물이라고도 할 수가 없었다. 하지만 근년의 연구에서는 '이동한 흔적'이나 '할퀸 흔적' 등이 발견되어, 적어도 일부는 '연체성 동물'이라고 결론지어졌다. 캄브리아기 폭발의 뿌리에는 '에디아카라 생물군'이 있다고 생각된다. '에디아카라 생물군'이 캄브리아기 대폭발 이후의 생물과 어떻게 이어지는 정확하지는 않지만, 캄브리아기 대폭발 전의 생물군 모두가 '연체성 생물'이었다는 점은 확실하다.
3. '캄브리아기 대폭발' 직전~초기
'캄브리아기 대폭발'은 '단기간'에 이루어졌다고 여겨지지만, 실제 '캄브리아기 대폭발'에서 말하는 '단기간'이란 수백만~1500만 년에 걸쳐 일어난 일을 말하는 것이다.
3-1. 극소 경골격 화석군(SSF)
1970년대 이후의 연구에서 '캄브리아기 대폭발'의 가장 빠른 시기의 지층에서 어떤 종류의 화석이 발견되었다는 사실이 알려졌다. 이 화석은 캄브리아기 대폭발 직전부터 초기의 지층에서 발견된 이들은 '극소 경골격 화석군(SSF: Small Shelly Fossils)'이라고 불리는데, 크기가 대부분 1mm도 안되는 작은 것들이다. 이들 화석군이 어떤 생물인지는 모르지만, 대개는 생물의 일부를 구성하고 있던 '부품'으로 간주되고 있다. 이 화석들은 한 종류가 아니라 코일 같은 나선 모양의 것도 있고, 크루아상 빵 모양의 것들도 있다.
'경조직(Scleroid)' 서로 다른 동물의 그룹에서 각각 독립적으로, 또 동시에 진화했다. SSF는 그 증거의 하나이다. SSF를 구성하는 화석은 주성분에 따라 크게 셋으로 구분된다. '탄산염(탄소, 산소, 칼슘)', '인산염(인, 산소, 칼슘)', '규산(규소, 산소)'이다. 이 세 가지는 현재 생물의 껍데기나 뼈, 가시 등의 '경조직'을 구성하고 있는 성분이다. 구체적으로는, 조개의 껍데기나 산호에는 '탄산염', 사람의 뼈에는 '인산염', 해면의 가시에는 '규산'등이 있다.
캄브리아기 대폭발의 가장 이른 시기에, 이런 경조직을 가진 동물들이 나타났다. 그리고 이후 캄브리아기 대폭발은 차츰 그 규모가 커져서 마침내 본격적인 상태가 되었다. 그리고 최종적으로는, '캄브리아기 동물'이 나타나고, 현생 동물의 조상들도 모두 나왔다.
4. '캄브리아 대폭발' 후
캄브리아기 대폭발로 인해 현대에 존재하는 모든 동물문이 갖추어졌다.
- 복잡하고 단단한 조직을 가지고 있는 동물이 등장했다: 캄브리아기의 최대 특징은 연체성의 동물'로부터 단단한 조직을 갖춘 동물들로 진화했다는 사실이다. 위에서 소개한 것처럼 캄브리아기 대폭발 전에 있던 '에디아카라 생물'은 모두 단순하고 단단한 조직이 없는 '연체성 동물'이었다. 하지만 '버제스 셰일 동물군'을 비롯한 '캄브리아기 폭발' 이후의 화석은 대부분 복잡한 구조로 되어 있다. '곤충과 같은 외골격', '길고 튀어나온 눈', '날카로운 입', '칼 같은 가시' 등등 그 구조가 매우 다양하다.
- 포식이 시작되었다: 생태계도 크게 다르다. '에디아카라 생물군'의 화석에서는 어떠한 포식의 흔적도 발견되지 않는다. 하지만 캄브리아기 이후에는 명확한 포식 종들이 등장하였다. 캄브리아기 이후의 일이지만, 예컨대 공룡 시대에는 '티라노사우루스(Tyrannosaurus)'가 '트리케라톱스(Triceratops)'를 베어 먹은 흔적이 발견된다. 반면, 에디아카라 생물에서는 서로를 베어 먹은 상처를 찾아볼 수가 없다. '에디아카라 생물'의 어떤 화석에서는 진흙을 긁어모으는 흔적을 찾아볼 수 있다. 이를 바탕으로 추측해 봤을 때, 에디아카라 생물은 진흙 안의 유기물을 주식으로 삼고 있었던 것으로 생각된다.
- '구조색'이 등장하였다: '버제스 셰일 동물군'에서는 '구조색'을 가졌을 가능성이 있는 종이 몇몇 있다. '구조색(Structural Color)'이란 색속 가지는 색이 아니라, 물체의 구조에 의해 나타나는 유채색이다. 즉, 몸의 미세 구조의 영향으로 보는 각도에 따라 빛깔이 변하는 것이다. 예컨대, CD의 뒷면이 빛나는 것도 '구조색' 때문이다. CD의 뒷면은 폭 수백nm의 규칙적인 홈이 있다. 이러한 홈에 빛이 닿으면, 빛이 서로 간섭함으로 써 특정 파장의 빛이 강조되고, 각도에 따라 색깔이 변해 보인다. '캄브리아기 대폭발'로 인해 등장한 '위왁시아(Wiwaxia)'나 '마렐라(Marrella)' 등은 마치 몸의 일부가 CD의 뒷면처럼 빛났을 가능성이 있다. 반면 '에디아카라 생물군'에서는 구조색을 만드는 그런 미세하고 복잡한 구조가 보이지 않는다.
5. '캄브리아기 대폭발' 약 1억 년 후
그러면 '캄브리아기 대폭발' 이후 생물은 어떻게 변했을까? 현재 지구를 정복하고 있는 '척추동물(Vertebrata)'은 캄브리아기 당시에 지배력을 확립했을까? 캄브리아기 대폭발 이후에는 '절지동물(Arthropoda)'이 세계를 지배했다. '쳉장 동물군'의 데이터를 보면 절지동물 종수가 전체의 3분의 1로 가장 많다. 이 데이터로 봤을 때, 캄브리아기의 생태계를 지배하던 것은 '절지동물'인 것으로 보인다. 단단한 껍데기를 가짐으로써 생기는 이점은 방어력 뿐만이 아니다. 단단한 껍데기를 기반으로 근육을 뻗을 수 있고, 이에 따라 정확하고 민첩하고 강하게 움직일 수 있게 되었다.
반면, '캄브리아기 대폭발' 이후 척추동물의 조상인 어류는 척추는 있었지만, 대개는 턱이 없고 약한 존재였다. 어류는 몸길이도 최대 수십 cm에 불과했다.
6. '캄브리아기 대폭발'의 원인
6-1. 눈의 탄생설
생명의 역사에서 '눈(eye)'을 가진 동물 화석이 발견되기 시작한 시기도 '캄브리아기'이다. 동물학자 '앤드루 파커(Andrew Parker, 1967~)' 박사는 1998년에 '캄브리아기 대폭발로 경조직을 가진 동물이 출현하게 된 핵심적인 이유는 눈의 탄생에 있다'는 '눈의 탄생설'을 주장했다. 현재 가장 주목되는 이 가설의 내용은 다음과 같다.
캄브리아기 대폭발 직전 'SSF(극소 경골격 화석군)'의 출현보다 빠른 시기의 진화 단계에서, 연체성 동물 중에서 '눈'을 가진 동물이 우연히 태어났다. 눈을 가진 동물은 생존 경쟁에서 자연스럽게 유리한 입장에 서게 되었다. 습격하는 쪽에서 보면 먹이의 위치, 약점 등을 정확하게 알 수 있었고, 습격을 당하는 쪽에서도 천적의 접근을 빠르게 파악하고 바위나 진흙 속으로 숨을 수 있었다. 이에 따라 생존 경쟁이 심해졌다. 그래서 습격당하는 생물은 방어하는데 필요한 껍데기나 가시, 그리고 도주하는 데 필요한 발과 지느러미 등을 획득했다. 반면, 습격하는 쪽은 강력한 치아나 추적용의 발과 지느러미를 가지게 됐다. 이러한 과정을 통해 생물은 다양해졌다. 즉, 눈의 탄생이 계기가 되어, 생물이 다양해졌다는 것이다.
그러면 이러한 가설에 근거는 있을까? '앤드루 파커(Andrew Parker)' 박사는 이 가설의 증거로 '캄브리아기 대폭발로 갑자기 나타난 '눈을 가진 생물들의 화석'을 제시했다. 특히 캄브리아기 대폭발의 아주 초기에 등장한 '삼엽충'은 현대 동물의 눈과 크게 다르지 않은 고도의 기능을 가진 눈을 이때 이미 가지고 있었다.
한편, 가시 등의 '무장'은 방어용으로 유용한 것이 아니라 '이쪽으로 오면 다친다'는 시각적인 메시지를 전하는 장식이라고 말한다. 이는 포식자에게 눈이 없으면 효력을 발휘할 수 없다. 따라서 포식자에게 고도의 눈이 없었다면, 가시나 단단한 외골격의 껍데기 등의 다양화는 일어나지 않았을 것이다.
6-2. 인의 증가설
그러면 '캄브리아기 대폭발'은 지구의 환경과는 관계가 없을까? 동물이 다양화되고 경조직이나 눈이 만들어지던 무렵 지구의 환경은 어떠했는지 살펴보자.
캄브리아기 전에, 세계에서 만들어지던 대량의 '인 광상(Phosphatic ore Deposit)'은 당시 지구 환경의 변화를 나타내는 증거이다. 오스트레일리아 국립대학의 지구과학자 '피터 쿡(Peter Cook)' 박사팀은 세계의 '인 광상' 데이터를 정리했다. 그 결과, 캄브리아기 폭발 무렵에 만들어진 '인 광상'은 특히 매장량이 많다는 사실을 알 수 있었다. 그 양은 약 1000억 t으로, 캄브리아기 전의 무려 1000배 이상이다. '인(P, 원자번호 15번)'은 생물의 귀중한 영양분이다. 식물 플랑크톤 등도 인을 영양분으로 삼고 있으며, 현재 비료의 주성분으로도 '인'이 쓰이고 있다. 인은 '연체성 동물'을 포함한 모든 동물의 영양원이자 경조직의 재료이기 하다. 그런데 '인'이 대량으로 공급되었다면, 이는 캄브리아기 대폭발을 위한 환경이 준비되었다고 할 수 있다.
그러면 인은 왜 많이 생겼을까? 인은 암석의 주성분 중 하나이다. 지표에 노출된 암석은 비바람에 의해 풍화되어 가루가 되어, 강 등을 통해 바다로 흘러들어간다. 그런데 당시 대규모의 '조산 운동(대규모의 습곡산맥을 형성하는 지각변동)'이 일어나고 있었다. 이 조산 운동에 의해 대륙의 면적이 넓어지고, 육지의 암석의 양과 바다로 흘러가는 인의 양이 늘어났을 가능성이 있다.
7. '캄브리아기 대폭발'이 진화론에 미친 영향
'캄브리아기 대폭발'의 전체 내용이 밝혀짐에 따라, 진화론에도 커다란 영향을 미쳤다. 다윈 이후, 생물의 진화에 대한 다양한 이론과 가설이 나왔다. 그 가운데 '캄브리아기 폭발'과 관련된 세 가지 가설을 소개한다.
- 다윈의 진화론 (1859년): 다윈은 '생물은 천천히 진화하면서 다양화 한다'고 생각했다. 하지만 다윈은 캄브리아기 대폭발 때 갑자기 다양하고 복잡한 구조를 가진 여러 종의 화석이 나온다는 사실을 설명하지 못했다. (다윈은 진화론을 발표할 당시, 캄브리아기에 갑자기 복잡한 구조를 갖춘 여러 종의 화석이 나온다는 사실을 알고 있었음)
- 단속 평형설 (1975년): 미국의 고생물학자 '스티븐 제이 굴드(Stephen Jay Gould)'는 1975년에 '단속 평형설(Punctuated Equilibrium Theory)'을 주장했다. '단속 평형설'이란 '생물의 종은 조금씩 늘어나는 것이 아니라 갑자기 폭발적으로 늘고, 그 다수가 멸종하며 운이 좋은 몇몇의 생물이 잠시 살아남는다. 그리고 또 어느 정도 지난 다음, 그 나머지 생존자들이 또 폭발적으로 다양화한다'는 내용이다. '굴드'는 캄브리아기 대폭발이 이 가설의 증거가 된다고 주장하였다.
- 포티의 가설 (1997년): 영국 자연사 박물관의 '리처드 포티(Rechard A. Fortey)' 박사가 1997년에 주장한 설은 '다윈의 진화론'에 가깝다. 생물의 진화와 다양화는 조금씩 일어난다는 것이다. 다만, 최초의 다양화의 시작은 '캄브리아기 폭발'보다 훨씬 옛날의 일로 본다. '리처드 포티' 박사는 '캄브리아기 대폭발' 이전에 이미 다양한 생물이 있었지만, 경조직이 없거나 SSF처럼 작았기 때문에 화석으로 발견되지 않았다고 생각한다.
8. 여러 가지 캄브리아기 생물군
- 버제스 셰일 동물군(Burgess Shale Fauna): '버제스 셰일 동물군'이 발견된 지 100년이 넘었지만, 버제스 셰일층에서 채집된 화석의 대부분은 '월컷 가족'이 모은 것이다. 그리고 모아진 7만 점 이상 되는 화석은 '위팅턴' 박사팀의 연구에 의해 적어도 125종 이상으로 분류된다는 사실이 알려져 있다.
- 쳉장 동물군(Chengjiang Fauna): '쳉장 동물군'은 '버제스 셰일'보다 1000만년 정도 오래 된 화석군으로, 중국 원난 성 쳉장에서 발견되었다. '버제스 셰일 동물군'과 함게 나란히 캄브리아기 생물의 대표적인 존재이다. '버제스 셰일 동물군'에서 볼 수 있는 'ㅏㅏ말로카리스'나 '코이아', '왑티아', '할루키게니아' 등의 일부 동물들은 '쳉장 동물군'에서도 볼 수 있다.
여기에선 '버제스 셰일 화석군(Burgess Shale Fauna)'과 '쳉장 화석군(Chengjiang Fauna)'을 참고해 복원한 '버제스 셰일 동물군'과 '쳉장 동물군'의 일부를 소개한다.
8-1. 아노말로카리스(Anomalocaris)
- 분류: 버제스 셰일 동물군
'아노말로카리스(Anomalocaris)'는 캄브리아기 몸길이 60cm나 되는 캄브리아기 최대의 생물로, 당시 다른 종과 비교해서 몇 배 이상의 큰 몸을 가지고 있었다.
캐나다 지질학 연구소의 '리처드 매커널(Richard George McConnell, 1857~1942)'는 버제스 셰일층 부근 산의 지질 조사를 하다가 '아노말로카리스(Anomalocaris)'의 화석을 최초로 발견하였다. 이때 발견된 것은 입술 끝의 촉수 부분이었다. 그는 이 촉수를 보고, 새우 무리의 화석으로 생각했다. 그래서 그리스 어로 '기묘한 새우'를 뜻하는 '아노말로카리스'라는 이름을 붙였다. 그리고 이후 '찰스 월컷'이 버제스 셰일층 '아노말로카리스'의 입 부분을 발견했다. 그는 이것을 해파리의 무리로 생각했다. 또 '아노말로카리스'의 몸통 부분도 발견했는데 이것은 해삼의 무리라고 생각했다. 그래서 각각 별개의 이름을 붙였다. 1981년에는 마침내 '위팅턴' 박사팀이 온전한 몸을 가진 아노말로카리스의 화석을 발견하였다. 이 화석의 발견으로 인해, 별개의 생물이라고 생각했던 촉수, 입, 몸통이 동일한 생물의 몸이라는 사실을 알게 되었다. 이렇게 복원된 것이 현재 우리가 아는 '아노말로카리스'의 모습이다. '아노말로카리스'는 육식을 하기에 적합한 날카로운 입과 몸의 크기로 보았을 때, 캄브리아기 생태계의 정점에 있었던 생물로 생각된다.
'아노말로카리스'는 '절지동물'로 진화하기 직전에 있었던 것으로 생각된다. 아노말로카리스는 부속지 등에서 절지 동물류와 많은 공통점을 가지고 있다. 그래서 절지 동물과 근연종으로 자리가 매겨진다. (아노말로카리스가 절지동물과 관계가 없다는 주장도 있다) 지금까지 발견된 화석에 따르면, 아노말로카리스는 최소 8종 이상이 있는 것으로 알려졌다. 그 중 일부를 소개한다.
8-1-1. 아노말로카리스 카나덴시스(Anomalocaris canadensis)
최초로 발견된 '아노말로카리스(Anomalocaris)'다. 눈이 많이 튀어나와 있는 점이 특징이다. 몸의 길이는 최대 2m가 넘기도 하며, 아노말로카리스 중에서도 가장 크다. 캐나다와 중국에서 발견되었다.
8-1-2. 아노말로카리스 사론(Anomalocaris saron)
머리에서 뻗어나온 큰 촉수가 특징이다. 그리고 그 촉수의 안쪽에는 무수한 가시가 붙어 있다. 지느러미 아래에 보행용의 발이 있다고 보는 연구자도 있다. 중국에서 발견되었다.
8-1-3. 라가니아 캄브리아(Laggania cambria)
럭비공과 같은 모양을 하고 있다. 꼬리 부분의 수직 방향 지느러미는 아직 발견되지 않았다. 캐나다와 중국에서 발견되었다.
8-1-4. 암플렉토벨루아 심브라키아타(Amplectobelua symbrachiata)
다른 아노말로카리스와 비교하면 지느러미가 길고, 몸통의 폭도 넓다. 중국에서 발견되었다.
8-2. 할루키게니아(Hallucigenia)
- 분류: 버제스 셰일 동물군
썩은 고기를 먹는 동물이라고 한다. 몸길이는 3cm 정도이다.
8-3. 오파비니아(Opabinia)
8-3-1. 오파비니아 레갈리스
- 분류: 버제스 셰일 동물군
- 학명: Opbabinia regalis
아래의 그림은 '오파비니아(Opabinia)'의 하위 종인 '오파비니아 레갈리스(학명: Opabinia regalis)'이다. 5개의 눈, 코끼리의 코와 같은 노즐이 특징이다. 몸길이는 7cm 정도이다.
8-4. 나수시아(Nisusia)
- 분류: 버제스 셰일 동물군
방사상의 줄기가 있는 껍질을 가졌다. '완족동물류'이며, 전체 길이는 2.2cm 정도이다.
8-5. 하플로페렌티스(Haplopherentis)
- 분류: 버제스 셰일 동물군
원뿔 모양의 몸에 덮개를 가진 구조를 가지고 있다. 전체 길이는 3cm 정도이다.
8-6. 오돈토그리푸스(Odontogriphus)
- 분류: 버제스 셰일 동물군
학명은 '이빨이 난 수수께끼'라는 뜻을 가지고 있다. 몸 길이는 6cm 정도이다.
8-7. 몰라리아(Molaria)
- 분류: 버제스 셰일 동물군
절지동물류이다. 긴 꼬리는 부드럽게 휜 것으로 보인다. 전체 길이는 2.6cm 정도이다.
8-8. 아이셰아이아(Aysheaia)
- 분류: 버제스 셰일 동물군
해면과 함께 화석으로 발견되는 일이 많아, 해면을 먹고 살았다고 생각된다. 길이는 큰 것은 6cm 정도이다.
8-9. 부르게시아(Burgessia)
- 분류: 버제스 셰일 동물군
절지동물류이며, 뒤를 향해 긴 가시가 있다. 전체 길이는 1.7cm 정도이다.
8-10. 오토이아(Ottoia)
- 분류: 버제스 셰일 동물군
'새예동물류'이며, 소화관 안에서 하플로페렌티스가 많이 발견되었다. 진흙 속에서 산 것으로 보인다. 전체 길이는 16cm 정도이다.
8-11. 루이셀라(Louisella)
- 분류: 버제스 셰일 동물군
'새예동물류'이며, 길게 튀어나온 '입술'의 앞끝은 가는 가시로 덮여 있다. 진흙 속에 몸을 감추고 입술을 내밀어 포식하던 것으로 생각된다. 그림에서는 왼쪽이 입술이다. 전체 길이는 26cm 정도이다.
8-12. 카나다스피스(Canadaspis)
- 분류: 버제스 셰일 동물군
'갑각류'이며, 칼과 같은 가시와 타원형의 단단한 껍데기를 가지고 있다. 전체 길이는 5cm 정도이다.
8-13. 왑티아(Waptia)
- 분류: 버제스 셰일 동물군
'절지동물류'이며, 갑각류의 일종이라 보는 견해도 있다. 전체 길이는 7.5cm 정도이다.
8-14. 피라니아(Pirania)
- 분류: 버제스 셰일 동물군
'해면동물류'이다. 몸통은 스펀지와 같은 구조인데, 단단한 가시가 튀어나와 있다. 전체 길이는 3.2cm 정도이다.
8-15. 디노미스쿠스(Dinomischus)
- 분류: 버제스 셰일 동물군
입과 항문이 상부의 턱에 있다. 전체 길이는 1cm 정도이다.
8-16. 코이아(Choia)
- 분류: 버제스 셰일 동물군
'해면동물류'이다. 둥근 가장자리에서 딱딱한 가시가 튀어나와 있다. 전체 길이는 2.8cm 정도이다.
8-17. 위왁시아(Wiwaxia)
- 분류: 버제스 셰일 동물군
'환형동물류'의 일종이라는 설이 있다. 전체 길이는 5.5cm 정도이다.
8-18. 시드네이아(Sidneya)
- 분류: 버제스 셰일 동물군
'절지동물류'이다. 꼬리부분이 지느러미처럼 되어 있으며, 전체 길이는 13cm 정도이다.
8-19. 요호이아(Yohoia)
- 분류: 버제스 셰일 동물군
'절지동물류'이다. 머리 끝에서 1쌍의 발이 나온 것이 가장 큰 특징이다. 전체 길이는 2.3cm 정도이다.
8-20. 부르게소카이타(Burgesso-chaeta)
- 분류: 버제스 셰일 동물군
'환형동물류'로, 뻣뻣한 털이 난 다리가 적어도 24쌍 있다. 전체 길이는 5cm 정도이다.
8-21. 올레노이데스(Olenoides)
- 분류: 버제스 셰일 동물군
'절지동물류'이며, 삼엽충의 일종이다. 머리 부분에 촉각이, 꼬리부분에 다리가 1쌍씩 나와 있다. 전체 길이는 8.5cm 정도이다.
8-22. 파카이아(Pikaia)
- 분류: 버제스 셰일 동물군
'척색동물류'이며, 몸안에 1쌍의 기둥 '척색'이 있다. 전체 길이는 4cm 정도이다.
8-23. 레앙코일리아(Leanchoilia)
- 분류: 버제스 셰일 동물군
'절지동물류'이다. 앞에서 뻗을 발에서 세 가닥의 '지팡이'가 나와 있다. 전체 길이는 6.8cm 정도이다.
8-24. 마렐라(Marrella)
- 분류: 버제스 셰일 동물군
가장 많이 발견된 동물로, 현재는 절지동물의 일종으로 보고 있다. 몸길이는 2cm 정도다.
8-25. 에크마토크리누스(Echmatocrinus)
- 분류: 버제스 셰일 동물군
'극피동물류'이며, 가장 오래 된 바다나리의 하나이다. 전체 길이는 8cm 정도이다.
8-26. 바욱시아(Vauxia)
- 분류: 버제스 셰일 동물군
'해면동물류'이다. 스펀지와 같은 몸을 가지고 있으며, 전체 길이는 3.1cm 정도이다.
8-27. 우로코디아(Urokodia)
- 분류: 쳉장 동물군
'절지동물류'로, 머리와 꼬리가 완전히 같은 구조로 되어있다. 전체 길이는 3.5cm 정도이다.
8-28. 우팅가스피스(Wutingaspis)
- 분류: 쳉장 동물군
'절지동물류'로, 삽엽충의 일종이다. 앞을 향한, 옆으로 넓은 눈을 가지고 있다. 전체 길이는 3.6cm 정도이다.
8-28. 밀로쿤밍기아(Myllokunmingia)
- 분류: 쳉장 동물군
'척색동물류'로, 발견된 동물 중 가장 오래된 어류이다. 전체 길이는 2.6cm 정도이다.
8-29. 윤나노존(yunnanozoon)
- 분류: 쳉장 동물군
분류는 미확정(반색동물류로 보는 연구자도 있다.) 몸 길이는 큰 것은 4cm 정도이다.
8-30. 파키베르미스(Facivermis)
- 분류: 쳉장 동물군
8-31. 레티파키에스(Retifacies)
- 분류: 쳉장 동물군
'절지동물류'로, 껍데기의 배 쪽에 두 눈이 있다. 길이는 최대 12cm 정도이다.
8-32. 엘도니아(Eldonia)
- 분류: 쳉장 동물군
유즐동물 또는 극피동물로 생각된다. 몸 안에 코일 모양의 소화관이 있다. 지름은 10cm 정도이다.
8-33. 이속시스(Isoxys)
- 분류: 쳉장 동물군
'절지동물류'로, 2매의 껍데기로 전체가 덮여 있다. 전체 길이는 4.5cm 정도이다.
8-34. 링구렐라(Lingulella)
- 분류: 쳉장 동물군
'완족동물류'이다. 조개는 1cm도 되지 않지만, 거기서 뻗은 줄기는 6cm나 된다.
8-35. 시앙구앙기아(Xianguangia)
- 분류: 쳉장 동물군
'자포동물류'로, 현재의 말미잘과 같은 생물이다. 전체 길이는 6cm 정도이다.
9. 여러 가지 '에디아카라 생물군'
'에디아카라 생물군(Ediacara biota)'에 속한 몇몇 생물 종을 소개한다.
9-1. 킴베렐라(Kimberella)
9-2. 에르니에타(Ernietta)
말미잘을 닮았지만, 몸 안은 비어 있다. 몸 길이는 3cm 정도이다.
9-3. 디킨소니아(Dickinsonia)
몸의 구조가 에어 매트처럼 되어 있다. 몸 길이는 수십 cm 정도이다.
9-4. 카르니오디스쿠스(Charniodiscus)
해저에 몸을 붙이고, 바닷물의 유기물을 여과하면서 먹었던 것으로 생각된다.
