곤충은 어떻게 날개를 얻게 되었는지 드디어 해명! 갑각류의 발에서 기원?

 

곤충의 날개

Credit: jp.depositphotos

곤충은 어떻게 날개를 얻었을까?

이 단순한 의문에 대해서 지금까지 많은 설이 발표되어 왔지만 아직 완전한 해명은 되지 않았습니다.

그러나 이번에 미국 우즈홀 해양생물학 연구소가 100년 이상 지속되어온 논쟁에 종지부를 찍었습니다.

곤충은 그 조상이 되는 갑각류의 다리 일부를 등 쪽으로 이동시킴으로써 날개로 진화시켰던 것 같습니다.

이번 연구는 12월 1 일자로 'Nature Ecology & Evolution'에 게재되고 있습니다.

갑각류의 다리가 '날개'로 진화하고 있었다.

 

연구팀은 곤충날개 진화의 기원을 밝히기 위해 딱정벌레(Parhyale)와 초파리의 다리를 유전적 으로 분석했습니다.

두 곤충의 다리는 몇 개의 부분으로 분절화되어 있으며 딱정벌레는 7개의 마디, 초파리는 6개의 마디로 구성됩니다.

유전자 분석 결과 양쪽 다리의 유전자는 발끝에서 1~6번째 마디까지 정확히 들어맞는 것으로 나타났습니다.

Credit: nature

한편 곤충의 조상이 되는 갑각류의 다리 마디는 곤충보다 마디가 2개 더 많다는 사실도 밝혀 졌습니다.

곤충의 2마디의 다리는 어디로 갔을까요?

연구주임 헤더 브루스 씨가 과거의 문헌을 살펴봤더니 1893년 논문에서 곤충은 몸통에 가까운 7번째 마디를 몸쪽에 가까이 놓았다는 이론을 발견했습니다.

심지어 1980년대 논문에서 곤충은 다리 가까운 부위(7번째마디)를 몸벽에 끼워 넣었을 뿐 아니라 그 조상 갑각류가 갖고 있던 다리의 8번째 마디를 등쪽으로 옮겨 날개로 진화시켰다는 이론이 발견됐습니다.

Credit: nature

이 8번째 마디는 조상이 되는 갑각류에서는 다리의 일부가 되어서 체벽에 받아들여졌으며 곤충에서는 날개를 진화시키는 토대가 되었습니다 (위 그림).

브루스씨는 '우리의 유전자 분석은 이들 두 이론을 증명하는 것'이라고 말합니다.

육상생물의 기원은 바다에 있다

 

브루스 씨는 날개의 기원을 규명하는 데 이 정도 시간이 걸린 이유에 대해서 사실 갑각류가 곤충의 조상이라는 증거가 발견된 것은 오래 전부터라고 말합니다.

유전자 분석 기술이 발달함에 따라 갑각류가 곤충의 조상이라고 유전적으로 단정된 것은 2010년도 입니다.

Credit: Heather Bruce

그 전까지는 형태학에 근거하여 지네나 노래기 같은 다족류가 곤충의 조상으로 여겨졌습니다.

아무리 다족류를 조사해 봤자 날개의 기원은 찾을 수 없었습니다.

그러다 보니 날개가 곤충이 등장한 뒤 새로 태어난 기관이지 조상으로부터 물려받은 것이 아니다는 설도 제기됐습니다.

진짜 곤충 조상과는 동떨어진 종을 찾고 있었으니 못 찾을 수 밖에 없지요.

하지만 이번 연구를 통해 드디어 날개의 진실이 밝혀졌습니다.

Credit: jp.depositphotos

브루스씨는 약 3억년 전에 상륙한 갑각류가 아마 육상에서의 체중을 지탱하기 위해 다리의 일부를 체벽에 맞게 받이들이게 된 것 같다고 한다.

그것이 곤충에서 등 위쪽으로 이동하며 날개로 진화한 것입니다라며 결론지었습니다.

이와 같이 모든 육상 생물은 바다에서 기원합니다.

우리 인간이 가진 기관의 상당수도 근본을 따지면 태고의 어류에서 비롯된 것입니다.


참고문헌 : phys, dailymail

원문기사는 아래링크 참고하세요

Knockout of crustacean leg patterning genes suggests that insect wings and body walls evolved from ancient leg segments

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