과학(Science)/생태계 (Ecosystem)

삼엽충(trilobites)

SURPRISER - Tistory 2021. 10. 20. 05:08

0. 목차

  1. 3억 년 동안 수만 종 이상으로 진화했다.
  2. 삼엽충의 성장
  3. 삼엽충의 색깔은 알 수 없다.
  4. 인롤(In roll)
  5. 겹눈(Compound Eye)
  6. 대멸종
  7. 삽엽충 갤러리
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1. 3억 년 동안 수만 종 이상으로 진화했다.

 '삼엽충(Trilobites)'은 고생대를 상징하는 대표 생물로, 캄브리아기 초에 나타나 약 3억 년 동안 바다에서 여러 가지 형태로 진화했다. 이렇게 3억 년 동안 진화하면서, 삼엽충의 종의 수는 수만 종 이상에 이르렀다. 삼엽충의 정확한 종의 수는 너무 많아서 연구자도 파악하기 어려울 정도이다.

 삼엽충이 살았던 시대는 약 5억 4200만 년 전에서 약 2억 5100만 년 전에 끝난 '고생대'였다. 이 시대는 생물의 종류나 수가 폭발적으로 늘어난 '캄브리아 대폭발'이라는 사건에 의해 막이 올랐다. 삼엽충의 시대에는 어류의 등장과 번영, 양서류의 육지 진출도 일어났다. 하지만 이후, 약 2억 5100만 년 전에 일어난 대절멸로 삼엽충의 시대는 막을 내렸다. 공룡이 등장하는 것은 이 대절멸 이후, 중생대에 접어들고부터이다.

고생대의 지질 연대표
삼엽충의 진화 계통도

2. 삼엽충의 성장

 삼엽충은 많은 절지동물과 마찬가지로, '탈피(껍질이나 가죽을 벗김)'에 의해 성장하는 생물이었다. 실제로 탈피한 껍데기로 여겨지는 화석도 다수 발견되었다. 그리고 탈피할 때, 성체가 될 때까지 마디의 수를 늘리면서 성장한 것으로 보인다.

3. 삼엽충의 색깔은 알 수 없다.

 삼엽충 화석은 검은색이나 회색, 갈색을 띤 것이 많다. 왜냐하면 삼엽충이 실제로 그런 색깔이었던 것이 아니라, 죽은 뒤에 철이나 망간 등이 달라붙었거나 성분이 바뀌었기 때문이다. 그래서 다른 고생물과 마찬가지로, 화석에는 색소가 남아 있기 어려워, 삼엽충의 색깔은 영원히 수수께끼이다.

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4. 인롤(In roll)

 삼엽충은 출현 당시부터 더 큰 동물의 습격을 받아 잡아먹히는 입장에 있었던 것으로 보인다. 삼엽충의 화석에는 포식자의 공격을 받은 흔적이 남아있는 것도 있다. 끊임없이 포식의 대상이 되었던 삼엽충은 진화가 이루어짐에 따라 여러 가지 방위 수단을 얻게 되었다. 그중 하나가 '인롤(In roll)'이라는 방어 자세이다. 길이 1cm 정도의 '공벌레'라는 작은 절지동물은 손가락으로 찌르면 몸을 둥글게 만다. 이 자세가 바로 '인롤'이다. 많은 삼엽충의 경우도 인롤 자세를 취함으로써 배 쪽을 완전히 엎을 수 있다. 이 밖에도 '무장' 등 삼엽충이 방어를 위해 취했다고 생각되는 수단은 많다.

공벌레

5. 겹눈(Compound Eye)

 삼엽충 화석에서 가장 복잡한 부분은 '눈' 부분이다. 삼엽충의 특징 중 하나로 절지동물 특유의 '겹눈(Compound Eye)'이 있다. '겹눈'이란 작은 렌즈가 모여 하나의 눈을 구성하는 것이다. '겹눈'은 우리 포유류가 가지고 있는 눈처럼 머리를 움직이지 않고, 렌즈만을 움직일 수는 없다. 하지만, 그것을 구성하는 '작은 렌즈'의 방향을 조금씩 바꾸어 배치함으로써 전체적으로는 일정한 시야를 확보할 수 있다. 삼엽충의 렌즈는 '방해석(Calcite)'이라는 광물로 만들어져 있다는 점이 다른 절지동물과 다르다.

 삼엽충이 출연하기 이전 시대의 생물 화석에서는 눈의 흔적이 발견되지 않는다. 그래서 삼엽충은 생명 사상 최초로 눈을 가진 생물군의 하나라고 여겨진다. 대부분의 생물이 명암만 구별할 수 있었던 시대에, 삼엽충은 겹눈으로 물체를 입체적으로 포착할 수 있었던 것으로 보인다.

5-1. '반구' 모양의 겹눈을 가진 삼엽충

 삼엽충 중에는 '반구(Hemisphere)' 모양의 겹눈을 가진 종류가 있다. 이런 종은 '원양(육지에서 먼 바다)'의 지층에서 '연안(바다, 호수, 하천 등과 접해 있는 육지 부분)'의 지층에 이르기까지 다양한 지층에서 화석이 나오므로, 높은 유영 능력을 가지고 헤엄쳤던 것으로 생각된다. 그 렌즈에 들어오는 빛의 각도를 계산해 보았더니 위로 90°, 아래로 60°의 시야를 가졌음이 확인되었다. 이렇게 넓은 시야를 가지고 헤엄침으로써 더욱 높은 안전은 확보할 수 있었을 것이다.

5-2. 아래 방향을 경계할 필요가 없었던 삼엽충의 겹눈

 껍데기가 두껍고 몸무게도 많이 나가며, 형태적으로 분명히 해저를 끼고 생활했다고 생각되는 삼엽충의 겹눈은 수평 아래의 방향이 그 시야에 포착되지 않았다. 이들은 아래 방향을 경계할 필요가 없었기 때문인 것으로 보인다. 또 이러한 종 가운데는 눈을 내밀거나 겹눈을 세로로 겹침으로써, 자기 몸을 진흙 속에 숨긴 채 주위를 경계한 것을 보이는 것들도 있다.

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6. 대멸종

 약 5억 4200만 년 전의 고생대 캄브리아기 초에 출연한 삼엽충은 약 1억 년 동안 폭발적으로 다양해졌다. 하지만 약 4억 4400만 년 전인 고생대 오르도비스기 말에, 분류 단위의 '과' 수준에서 30%가 절멸했다. 이후 서서히 수가 줄어들면서 2억 년의 시간이 지났고, 고생대 페름기 말에 완전히 절멸했다. 페름기 말의 대멸절 사건은 삼엽충 외에도 90% 이상의 생물이 모습을 감추었다. '페름기 대멸종(Permian Triassic Extinction Event)' 사건은 지구 역사상 최대의 절멸 사건이었다.

페름기 대멸종(Permian mass extinction)

7. 삽엽충 갤러리

 '눈을 발달시킨 삼엽충', '가시로 무장한 삼엽충', '신기한 모양의 삼엽충', '방어 자세를 갖춘 삼엽충' 등 다양한 특징을 가진 삼엽충이 발견되었다.

특징 삼엽충
눈을 발달시킨 삼엽충 아사푸스 엑스판수스(Asaphus expansus)
레모플레우리데스 (Remopleurides sp.)
콜트라이니아 오우파텐(Coltraenia oufaten)
아사푸스 코발레브스키(Asphus kowalewskii)
이소콜루스 쇼이그레니(Isocolus sjoegreni)
드로톱스 아르마투스(drotops armatus)
가시로 무장한 삼엽충 코무라 불팅키(Comura bultyncki)
디크라누르스 몬스트로수스(Dicranurus monstrosus)
케라타르게스(Ceratarges sp.)
왈리세롭스 트리푸르카투스(Walliserops trifurcatus)
콜리하펠티스 (Kolihapeltis sp)
신기한 모양의 삼엽충 스파이로코리페(Sphaerocoryphe sp.)
온니아 수페르바(Onnia superba)
하르페스(Harpes sp.)
방어 자세를 갖춘 삼엽충 레돕스(Reedops sp.)
일라이누스(Illaenus sp)
파릴라이누스 로이메리(Parillaenus roemeri)

7-1. 아사푸스 엑스판수스(Asaphus expansus)

  1. 학명: Asaphus expansus

 눈이 머리 부분에서 조금 튀어나와 있다.

아사푸스 엑스판수스(Asaphus expansus)

7-2. 레모플레우리데스 (Remopleurides sp.)

 오르도비스기의 삼엽충으로, 유선형의 몸 때문에 유영 능력이 높았다고 한다. 머리 부분 옆의 띠 같은 구조가 이 삼영충의 눈으로, 겹눈 형태이다. 이 띠 모양의 겹눈으로 넓은 시야를 확보할 수 있었다. 꾸리부분에 있는 가시는 헤엄칠 때 노 역할을 했을 것으로 추측된다.

레모플레우리데스 (Remopleurides sp.)

7-3. 콜트라이니아 오우파텐(Coltraenia oufaten)

 데본기의 삼엽충이다. 겹눈 렌즈가 활 모양을 그리면서 세로 방향으로 그리면서 세로 방향으로 규칙적으로 겹치다가, 머리 부분에서 돌출하는 것이 특징이다. 이런 형태의 겹눈은 원근의 구별을 할 수 있었다.

콜트라이니아 오우파텐(Coltraenia oufaten)

7-4. 아사푸스 코발레브스키(Asphus kowalewskii)

 오르도비스기의 삼엽충으로, 마치 잠망경처럼 눈이 튀어나와 있다. 성적 구애 때 사용했다는 설도 있다.

아사푸스 코발레브스키(Asphus kowalewskii)

7-5. 이소콜루스 쇼이그레니(Isocolus sjoegreni)

 성체라도 몸길이 7~8mm밖에 안되는 아주 작은 삼엽충이다. 동굴에서 생활해서, 눈이 사라졌다.

이소콜루스 쇼이그레니(Isocolus sjoegreni)

7-6. 드로톱스 아르마투스(drotops armatus)

 고생대 데본기의 삼엽충이다. 딸기 씨 모양에 해당하는 부분이 이 삼엽충의 겹눈을 구성하는 렌즈이다. 또 이 삼엽충은 작은 가시가 몸에 나 있어서, 몸을 둥글리면 가시가 어느 방향으로든 뻗는다.

드로톱스 아르마투스(drotops armatus)

7-7. 코무라 불팅키(Comura bultyncki)

 데본기의 삼엽충으로 몸이 가시로 덮여 있다. 겹눈 위에도 가시가 있다. 이들 가시는 공격용이 아닌 방어용인 것으로 보인다.

코무라 불팅키(Comura bultyncki)

7-8. 디크라누르스 몬스트로수스(Dicranurus monstrosus)

 데본기에 등장한 삼엽충이다. 그 모습 때문에, '괴물(Monter)'이라는 이름이 붙였다.

디크라누르스 몬스트로수스(Dicranurus monstrosus)

7-9. 케라타르게스(Ceratarges sp.)

 데본기의 삼엽충이다. 가시뿐 아니라 겹눈까지 튀어나와 있는 것이 특징이다.

케라타르게스(Ceratarges sp.)

7-10. 왈리세롭스 트리푸르카투스(Walliserops trifurcatus)

 데본기의 삼엽충으로, 세 갈래의 뿔을 가지고 있다. 현재의 투구벌레처럼 수컷끼리의 싸움에 사용되었을지도 모른다.

왈리세롭스 트리푸르카투스(Walliserops trifurcatus)

7-11. 콜리하펠티스 (Kolihapeltis sp)

 데본기의 삼엽충이다. 이 종이 속한 그룹은 일반적으로 가시가 없지만, 이 종은 특별히 가시가 발달했다.

콜리하펠티스 (Kolihapeltis sp)

7-12. 스파이로코리페(Sphaerocoryphe sp.)

 오르도비스기의 삼엽충이다. 머리 부분이 이상한 모양으로 부풀어 있다. 삼염충은 머리 부분에 위가 있을 것이라고 생각되고 있는데, 그래서 이 종은 위가 특수했을지도 모른다고 생각하고 있다.

스파이로코리페(Sphaerocoryphe sp.)

7-13. 온니아 수페르바(Onnia superba)

 오르도비스기의 삼엽충이다. 비교적 해저의 흙 속에 살았다. 가슴 부분의 마디가 적어서 단기간에 성숙했을 것으로 생각된다.

온니아 수페르바(Onnia superba)

7-14. 하르페스(Harpes sp.)

 데본기의 삼엽충으로 '투탕카멘의 마스크' 같은 머리 부분을 가지고 있따. 이 머리 부분 아래에 가슴 부분이나 꼬리 부분을 감출 수 있었다.

하르페스(Harpes sp.)

7-15. 레돕스(Reedops sp.)

 데본기의 삼엽충이다. 이 삼엽충은 머리 부분 아래로 꼬리를 집어넣을 수 있다.

레돕스(Reedops sp.)

7-16. 일라이누스(Illaenus sp)

 오르도비스기의 삼엽충이다.

일라이누스(Illaenus sp)

7-17. 파릴라이누스 로이메리(Parillaenus roemeri)

 오르도비스기의 삼엽충이다.

파릴라이누스 로이메리(Parillaenus roemeri)