고생대시기에 살았던 어류중에서 폐로 숨쉬던 어류는 무엇이며 향후 어떻게 진화를 해왔을까요?
고생대시기에는 지금의 어류와 달리 폐로 숨쉬던 어류가 있다고 하던데요 해당 어류가 무어인지 궁금하여 향후에는 어떻게 진화를 해왔는지 알고 싶습니다
안녕하세요.
고생대 시기, 특히 데본기(약 4억 년 전)는 ‘어류의 시대’로 불릴 만큼 다양한 어류가 등장하고 번성한 시기입니다. 이 시기에 출현한 폐로 호흡이 가능한 어류는 오늘날 육상 척추동물의 조상으로 간주될 만큼 진화적으로 매우 중요한 생물입니다. 대표적인 예로는 폐어(Lungfish)와 엽지류 어류(육기어, Sarcopterygii)가 있습니다. 폐로 숨 쉬던 어류로는 폐어와 엽지류 어류가 있는데요, 폐어 (Lungfish)는 현재도 남아 있는 살아 있는 화석 생물로, 고생대 데본기부터 존재해왔습니다. 이들은 부레(부력 조절 기관)가 변형되어 폐처럼 작용하게 되었고, 공기 중 산소를 직접 흡입할 수 있는 능력을 갖췄습니다. 주로 산소가 부족한 물 속에 살며, 건기에는 진흙 속에 들어가 휴면 상태로 몇 달을 버티는 놀라운 생존 전략도 가지고 있습니다. 다음으로 엽지류 어류 (Sarcopterygii, 육기어)는 지느러미 내부에 뼈가 들어 있어 마치 팔다리처럼 움직일 수 있는 구조를 가지고 있었습니다. 이 구조는 훗날 육상에서 걷고 기어 다닐 수 있는 사지동물(양서류, 파충류, 포유류 등)의 팔과 다리로 진화하게 됩니다. 대표적인 종류로는 실러캔스(Coelacanth)와 고생대의 틱타알릭(Tiktaalik)이 있습니다. 틱타알릭은 지느러미와 다리의 중간 형태를 보여주는 전이 화석으로, 물에서 육지로의 진화를 상징하는 핵심 증거 중 하나입니다. 이들이 진화한 방향을 살펴보자면, 엽지류 어류 → 사지동물 (사지척추동물, Tetrapods)로 진화했습니다. 엽지류 어류의 지느러미가 점점 강한 뼈 구조를 갖춘 팔다리로 진화하면서, 이들은 얕은 늪이나 습지를 기어다닐 수 있게 되었습니다. 이 과정을 통해 초기 양서류가 출현하였고, 이후 파충류, 조류, 포유류 등 다양한 육상 척추동물로 진화하게 되었습니다. 폐어 → 오늘날의 일부 어류로 존속했는데요, 폐어는 진화적으로 다른 방향을 택해 여전히 물속에서 살면서 공기호흡을 하는 독특한 어류로 남아 있습니다. 오늘날에는 아프리카, 남아메리카, 오세아니아 일부 지역에서 발견되며, 여전히 폐를 이용한 호흡을 통해 살아가고 있습니다. 정리해보자면 고생대 시기, 특히 데본기에는 폐로 호흡할 수 있었던 어류, 즉 폐어와 엽지류 어류가 등장했고, 이들은 산소가 부족한 환경에 적응하며 육상 생활의 가능성을 열었습니다. 이 가운데 엽지류 어류는 사지동물로 진화하여 오늘날의 포유류, 파충류, 조류의 조상이 되었고, 폐어는 특별한 생존 방식으로 오늘날까지 살아남아 현존하는 화석의 역할을 하고 있습니다. 이처럼 폐호흡 어류의 등장은 지구 생명의 진화사에서 물속에서 육지로의 대전환을 이끈 핵심적인 사건이라 할 수 있습니다.
고생대에 폐로 숨쉬던 대표적인 어류는 폐어류와 같은 육기어강에 속하는 종류들입니다. 이들은 아가미와 함께 폐와 비슷한 부레를 가지고 있어 물속 산소가 부족한 환경에서도 공기 호흡을 할 수 있었으며, 일부는 살이 많은 지느러미를 이용해 물 밖으로 나오기도 했습니다. 이 육기어류 중 일부는 점차 지느러미가 다리 형태로 발달하고 폐 기능이 강화되면서 육상 환경에 적응하여 최초의 양서류로 진화했고, 이후 파충류, 조류, 포유류로 이어지는 육상 척추동물의 조상이 되었습니다.
고생대 시기, 특히 약 4억 1천만 년 전 ~ 3억 5천만 년 전 데본기에 폐로 숨을 쉬던 어류는 바로 폐어입니다.
폐어는 현재에도 호주, 남아메리카, 아프리카 등지에 6종이 남아있어 '살아있는 화석'으로 불리며, 아가미와 함께 폐를 가지고 있어 물속과 물 밖 모두에서 호흡할 수 있습니다.
폐어는 건기가 되어 물이 마르는 환경에 적응하기 위해 아가미 외에 공기 호흡을 할 수 있는 폐를 발달시켰습니다. 폐어의 폐는 다른 어류의 부레가 진화한 형태로, 물속에서 물고기의 부력을 조절하는 역할 외에 직접 산소를 흡수하는 호흡기관으로 기능하게 되었죠.
폐어의 진화는 크게 두 가지 방향으로 나누어 볼 수 있습니다.
첫번째는 현존하는 폐어류의 진화로 앞서 말씀드린 오늘날 아프리카, 남아메리카, 호주에 서식하는 폐어들은 고생대 폐어의 후손으로, 건조한 환경에 적응하여 하천 바닥을 파고 들어가 점액질로 몸을 감싸고 여름잠을 자는 등의 독특한 생존 전략을 발전시켰습니다.
두번째는 사지동물로의 진화입니다. 고생대 데본기 말에는 폐어와 유사한 육기어류 중에서 양서류의 조상이 출현했습니다. 이들은 폐어처럼 공기 호흡이 가능했으며, 튼튼한 지느러미를 이용해 물 밖으로 나와 이동할 수 있었습니다. 이들이 바로 최초의 육상 척추동물이었으며, 이들의 후손이 점차 육상 환경에 더욱 적응하여 양서류, 파충류, 조류, 포유류 등 다양한 사지동물로 진화하게 된 것입니다.
안녕하세요. 박창민 수의사입니다. 고생대 시기에 폐로 숨 쉬던 어류는 폐어류와 육기어류로, 이들은 아가미와 함께 원시적인 폐를 이용해 공기 중 산소를 흡수할 수 있었으며, 그중 근육질 지느러미를 가진 육기어류는 이후 양서류로 진화해 파충류, 조류, 포유류로 이어지는 육상 척추동물의 조상이 되었다고 보시면 됩니다. 감사합니다.