[강신종 쌤의 '재미있는 과학이야기' (30)] 생물 다양성(중)

선캄브리아 시대에 광합성이 시작됐죠
산소 농도가 증가하자 동·식물 나타났어요

남세균의 한 종류인 ‘스트로마톨라이트(Stromatolite)’가 선캄브리아 시대에 최초의 광합성을 시작하였다. 이로 인해 대기 중 산소 농도가 서서히 증가하여 육지에 동생물들이 살아갈 수 있는 여건이 만들어지기 시작하였다. 지금도 호주 서부 해안가에서는 스트로마톨라이트의 광합성을 관찰할 수 있다.

스트로마톨라이트와 광합성

고생대(Paleozoic era) 표준화석 중 하나는 우리가 많이 들어 본 ‘삼엽충’이다. 고생대에는 해양생물이 급격히 증가하였다. 중생대(Mesozoic era)는 트라이아스기, 쥐라기, 백악기 등 세 개의 ‘기(紀·period)’로 나누어진다. 중생대에서는 초대륙 ‘판게아(Pangaia)’가 여러 대륙으로 나뉘면서 해안선이 길어졌다. 또한 왕성한 화산 활동으로 인해 마그마와 화산 기체가 대량으로 분출되어 대기에는 온실 기체인 이산화탄소() 농도가 증가해 따뜻하고 기후가 지속되었을 것이다.

공룡 등은 중생대에 등장

영화 ‘쥬라기공원’에서 보았던 공룡 등 거대한 파충류가 육지를 지배했으며, 겉씨식물과 몸집이 작은 포유류도 출현하였다. 바다에서는 오징어, 문어와 같은 두족류인 ‘암모나이트’가 번성하였으며, 암모나이트는 중생대를 대표하는 표준 화석이다.

중생대 백악기(Kreide period)와 신생대 제3기(Tertiary period) 사이에 ‘5차 대멸종’이’ 일어났다. ‘기’의 앞글자를 붙여 ‘K/T(또는 K/Pa) 대멸종’으로 부르기도 한다. 현재는 지질시대와 암석 단위에서 제3기(Tertiary period)를 사용하지 않고 팔레오기(Paleogene period)로 바꿔 부르기 때문에 ‘K/Pa 대멸종’이라 한다.

약 6500만 년 전부터 현재에 이르는 신생대(Cenozoic era)는 팔레오기, 네오기, 제4기 등 세 개의 ‘기’로 나뉜다. 제4기(Quaternary period)는 인류가 출현한 시기이며, 빙하기가 네 차례 있었다.

선캄브리아 시대, 고생대, 중생대, 신생대를 거치면서 바다와 육지에서 다양한 생물들이 나타났다 사라졌다. 지질시대에서 많은 생물들이 큰 규모로 갑자기 사라졌는데 이를 ‘대멸종(mass extinction)’이라 한다.

‘1차 대멸종’은 고생대 오르도비스기와 실루리아기의 경계인 약 4억4300만 년 전, 2차 대멸종은 고생대 데본기와 석탄기의 경계인 약 3억7000만 년 전에 일어났으며 ‘2차 대멸종’은 척추동물들이 육상으로 진출하는 계기가 되었다는 것이다. ‘4차 대멸종’은 중생대 트라이아스기와 쥐라기의 경계인 약 2억1500만 년 전에 일어났다.

지구 역사상 가장 큰 규모의 대멸종은 고생대의 페름기(Permian)와 중생대의 트라이아스기(Triassic) 사이에 일어났으며, ‘P/T 대멸종(3차 대멸종)’이라고 한다. P-T 대멸종으로 생물 종의 95%가 멸종되었다고 한다.

대멸종은 새로운 시작

‘백악기(K)/제3기(T) 경계’는 세계 각지에서 흔히 발견되는 가느다란 지층 경계다. 재미있는 것은 공룡 화석이 ‘K/T 경계’ 아래에서만 발견된다는 것이다. 이는 중생대에서는 공룡이 살았으나 신생대에서는 살지 않았다는 것과 ‘K/T경계’과 중생대가 끝나고 신생대가 시작된다는 것을 말하고 있다는 것이다. 이를 근거로 ‘5차 대멸종’은 중생대 백악기(Kreide)와 신생대 제3기(Tertiary) 사이에 일어난 것으로 분석하고 있다. ‘5차 대멸종’은 공룡 등 거대한 파충류가 사라졌고, 거대한 파충류의 빈자리를 포유류들이 차지하기 시작한 것이다.

‘대멸종’은 끝이 아니라 새로운 시작이다. ‘5차 대멸종’으로 공룡 등 거대 파충류 시대는 끝이 났지만 거대 파충류의 빈자리를 포유류가 채우며 생명다양성이 더욱 증가하게 되었다.

강신종 < 용화여고 교사 >