3억1천900만 년 전 물고기 화석의 두개골에서 잘 보존된 뇌 구조가 발견됐다. 이는 지금까지 확인된 척추동물 뇌로는 가장 오래된 것으로 경골어류의 초기 뇌 진화에 대한 이해에 기여할 것으로 기대된다.
2일(현지시간) 미국 CNN 방송에 따르면 미국 미시간대와 영국 버밍엄대 연구팀은 100여 년 전 잉글랜드 탄광에서 발견된 멸종 어류 '코코세팔루스 와일디'(C.wildi)의 두개골 화석 내부를 분석, 척추동물의 뇌 구조를 확인했다고 밝혔다.
연구팀은 이 결과를 과학저널 '네이처'(Nature) 최신 호에 발표했다. 연구팀은 현재 알려진 유일한 C.와일디 화석인 이 두개골 화석의 내부 구조를 컴퓨터 단층촬영(CT)으로 스캔해 분석한 결과 척추동물 뇌의 특징적인 구조들을 발견했다.
두개골 내부는 좌우 대칭을 이루고 있으며, 뇌실과 유사한 공간이 있고, 뇌 신경처럼 실 형태로 뻗어나간 구조도 있다.
샘 자일스 버밍엄대 선임연구원은 "두개골 안에 뇌가 있을 거라고는 전혀 생각지 못하고 연구했기 때문에 이 발견은 매우 흥미롭고, 예상치 못한 것이었다"며 "이는 어류의 뇌 진화를 이해하는 데 큰 의미가 있다"고 말했다. 자일스 연구원은 뇌 조직은 뼈나 이빨 등과 달리 부드러워서 척추동물 화석에서 거의 발견되지 않는데 C.와일디 화석에는 뇌가 예외적으로 잘 보존돼 있다며 특히 3차원 구조가 보존된 것으로 가장 오래된 뇌 화석이라고 설명했다.
C.와일디는 가오리처럼 등뼈와 속에 뼈가 있는 지느러미를 가진 15~20㎝ 크기의 초기 어류로 강어귀 등에서 수생 동물이나 곤충 등을 잡아먹으며 살았을 것으로 추정된다.
연구팀은 현재 가오리 지느러미 어류의 뇌에는 바깥쪽으로 접히는 신경조직으로 이루어진 전뇌처럼 다른 척추동물에는 없는 구조적 특징이 있는데 C.와일디는 이런 특징이 부족하다고 설명했다. '종뇌'(telencephalon)로도 불리는 전뇌 부분의 구조가 양서류나 조류, 파충류, 포유류 등 신경 조직이 안쪽으로 접히는 다른 척추동물들과 더 유사하다는 것이다.
논문 제1 저자인 미시간대 로드리고 티노코 피게로아 연구원(박사과정)은 "이는 가오리 지느러미 어류의 종뇌 구조가 생각보다 훨씬 늦게 등장했음을 시사한다"고 설명했다.
피게로아 연구원은 "척추동물 뇌 진화에 대한 지식 대부분은 지금 살아있는 종에 한정돼 있는데 이 화석이 이해의 폭을 넓히는 데 기여할 것"이라고 덧붙였다.