[강신종 쌤의 '재미있는 과학이야기' (31)] 생물 다양성(하)

"5차례에 걸친 대멸종으로 많은 생물이 사라졌지만
새 생물들이 환경에 적응하며 다양하게 분화했죠"

선캄브리아 시대, 고생대, 중생대, 신생대를 거치면서 바다와 육지에서 다양한 생물이 나타났다 사라졌다. 특히 많은 생물이 갑자기 사라지는 사건을 ‘대멸종(mass extinction)’이라 한다. 대멸종으로 사라진 동물들의 빈자리는 새로운 동물들이 채운다. 즉 대멸종은 끝이 아니라 새로운 시작을 의미한다. 예를 들면 5차 대멸종으로 공룡 등 거대 파충류는 사라졌지만 거대 파충류의 빈자리를 포유류가 채우며 생명다양성이 더욱 증가했다.

대멸종의 역사

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

생물종의 95%가 멸종된 지구 역사상 가장 큰 규모의 대멸종은 ‘3차 대멸종’이다. 고생대의 페름기(Permian)와 중생대의 트라이아스기(Triassic) 사이에 일어났고, 앞 글자를 따서 ‘P/T 대멸종’이라고 한다.

‘K(백악기)/T(제3기) 경계’는 세계 각지에서 흔히 발견되는 가느다란 지층 경계다. 공룡 화석은 ‘K/T 경계’ 아래에서만 발견된다. 이는 중생대에서 공룡이 살았으나 신생대에서는 공룡이 존재하지 않았다는 것을 말하고 있는 것이다. 이를 근거로 백악기(Kreide)와 신생대 제3기(Tertiary) 사이에 공룡이 멸종했다고 보고 있으며, 이를 ‘5차 대멸종’이라 한다.

소행성 충돌 등이 이유

대멸종은 왜 일어났으며 그 원인은 무엇일까? 해양 생물 서식지 감소와 해류 변화로 인한 기후 변화에 적응하지 못해 대멸종으로 이어졌다는 가설과 대규모 화산 활동으로 화산재가 햇빛을 차단하고 이로 인해 생태계 균형이 깨져 대멸종으로 이어졌다는 가설들이 있다.

중생대 말 소행성의 충돌로 ‘5차 대멸종’이 발생했고, 이로 인해 공룡 등 거대 파충류들이 멸종했다. 멕시코 유카탄 반도에서 중생대 말 만들어진 것으로 추정되는 지름 약 180㎞에 이르는 운석 구덩이가 발견됐다. 둘째는 ‘K(백악기)/T(제3기) 경계’에서 금속 원소인 이리듐(Ir)의 농도가 높게 나타난다. 원자번호 77번인 이리듐(Ir)은 내부 식성이 탁월한 희귀 금속으로 지각에 포함된 함량이 매우 적으나, 운석이나 소행성에 상대적으로 풍부하게 존재한다. 마지막으로 데칸 고원에 중생대 말에서 신생대 초에 걸쳐 생성된 50만㎢에 이르는 용암대지가 분포하는 것들을 이유로 ‘5차 대멸종’의 원인을 소행성과의 충돌로 본다.

앞에서 언급했듯이 대멸종 이후 생태계가 회복되는 과정에서 새로운 환경에 적응한 생물들이 빠르게 번성해 멸종한 생물들의 빈 자리를 채우고, 환경 변화에 적응하면서 다양하게 분화해 새로운 종으로 진화했다. 그 결과 생물다양성(Biodiversity)이 점차 증가하게 된 것이다.

생물다양성은 ‘생물종(Species)의 다양성’, ‘생태계(Ecosystem)의 다양성’, ‘유전자(Gene)의 다양성’을 모두 포함하는 말이다. 지구에는 사람을 비롯해 상당히 많은 종류의 동식물이 살고 있다. 하지만 무분별한 포획과 파괴, 환경오염 등으로 인해 열대우림이 점차 줄어들고 이로 인해 수많은 생물이 지구에서 사라지고 있는 것이 지금의 현실이다. 만약 이 상태가 계속된다면 가까운 미래에 상당히 많은 동식물종이 지구에서 사라지게 된다. 생물다양성을 유지하고 보호해야 하는 이유다.

강신종 < 용화여고 교사 >