- 약 5억 년 전 Plectronoceras에서 보이는 “껍데기+촉수” 설계는 암모나이트와 앵무조개류로 이어지며 수억 년 동안 해양 생태계에 널리 퍼져 있었음
- 암모나이트는 백악기 말 대멸종에서 사라졌지만, chambered nautilus 계열은 살아남아 이후 약 3천만 년 동안 세계 여러 바다에서 번성함
- 약 3천만 년 전부터 앵무조개류는 북극권, 남극, 온대, 대부분의 열대 순서로 줄어들었고 지금은 북호주·인도네시아·베트남 주변 서태평양에 제한적으로 남아 있음
- 쇠퇴 원인으로 지목된 것은 물개류(pinnipeds) 의 흡입 섭식임; 입술·볼·근육질 혀로 껍데기를 남기고 안의 살만 빨아먹을 수 있음
- 껍데기 갑옷은 상어·어룡·수장룡·모사사우루스 같은 포식자에게 오래 통했지만, 살과 껍데기를 분리하는 흡입 포식자 앞에서는 방어력이 크게 약해짐
5억 년 전부터 이어진 “껍데기+촉수” 설계
- 약 5억 년 전 후기 캄브리아기에 Plectronoceras라는 작은 생물이 있었음
- 길이는 약 2cm였고, 원뿔형 껍데기와 여러 촉수를 가졌음
- 문어와 오징어를 포함하는 두족류의 초기 구성원이었으며, 부드러운 몸 대부분을 단단한 껍데기로 보호하는 갑옷 두족류였음
- 당시 복잡한 생명은 막 시작된 단계였고, 생명은 대체로 바다에 국한돼 있었음
- 물고기, 조개, 바닷가재, 불가사리, 따개비, 게, 말미잘, 산호, 다시마는 아직 없었음
- Opabinia, Anomalocaris, Hallucigenia 같은 오늘날 기준으로 낯선 생물들이 바다에 있었음
- 거의 초기부터 껍데기와 촉수를 결합한 형태가 등장함
암모나이트와 앵무조개류가 공유한 강점
- 흔히 알려진 암모나이트는 오징어·문어의 친척인 갑옷 두족류로, 단단한 외부 껍데기를 지닌 채 수억 년 동안 바다에 살다가 백악기 말 대멸종에서 공룡과 함께 사라짐
- 다만 암모나이트는 갑옷 두족류의 한 종류일 뿐이며, 이 설계는 여러 차례 독립적으로 진화한 것으로 보임
- 연체동물의 두 장점인 단단한 보호 껍데기와 잡고 조작할 수 있는 촉수를 결합한 형태였음
- 현대 연체동물은 대체로 둘 중 하나를 택하지만, 갑옷 두족류는 둘을 함께 가졌음
- 이들은 껍데기에 가스를 채워 중성부력으로 떠다녔고, 대체로 느렸지만 짧은 제트 추진으로 먹이를 잡거나 위험을 피할 수 있었음
- 수억 년 동안 극지부터 적도까지 거의 모든 해양 생태계에 존재했으며, 오늘날 암모나이트 화석이 흔하고 비교적 저렴한 이유도 그만큼 널리 퍼져 있었기 때문임
- chambered nautilus는 암모나이트가 아니지만, 나선형 껍데기와 여러 촉수를 가진 또 다른 갑옷 두족류임
- 과거 갑옷 두족류가 전 세계에 있었던 것과 달리, 현대 앵무조개류는 북호주에서 인도네시아를 거쳐 베트남 근처까지 이어지는 서태평양 일부에 제한됨
- 주로 수심 100~500m의 twilight zone에서 사는 조심스러운 생물임
대멸종 이후에도 성공했던 앵무조개류
- 소행성 충돌 이후 암모나이트는 모두 사라졌지만, chambered nautilus는 살아남아 한동안 번성함
- 대멸종 이후 약 3천만 년 동안 앵무조개류는 전 세계에서 발견됐음
- 수십 종이 있었고, 다양한 서식지를 차지했음
- “껍데기+촉수” 설계는 여전히 유효했음
- 그러나 약 3천만 년 전, 포유류 시대의 중간쯤부터 앵무조개류가 줄어들기 시작함
- 종 수와 다양성이 감소했음
- 점차 현재의 작은 분포 범위로 후퇴함
- 쇠퇴는 한꺼번에 전 세계에서 일어나지 않았음
- 먼저 북극권에서 사라짐
- 다음으로 남극에서 줄어듦
- 이후 온대 지역, 마지막으로 대부분의 열대 지역에서 사라짐
- 이 순서는 북극에서 진화해 전 세계로 퍼진 온혈 포식자를 의심하게 만드는 단서임
껍데기 방어가 통하지 않게 된 이유
- 갑옷 두족류는 5억 년 동안 여러 포식자와 함께 살아왔음
- 상어, 원시 갑옷 물고기, 현대적 물고기와 공존했음
- 공룡 시대에는 어룡, 수장룡, 모사사우루스를 상대했음
- 고생대에는 8피트 길이의 거대 바다전갈에게 사냥당했음
- 캄브리아기에는 anomalocariids와 함께 살았음
- 포유류 시대 초기에는 원시 고래와 바다 악어도 있었음
- 위협받은 갑옷 두족류는 촉수를 껍데기 안으로 집어넣고 닫아버릴 수 있음
- 포식자는 껍데기를 깨부술 수 있거나, 그렇지 못하거나 둘 중 하나였음
- 실제로 수장룡과 고대 상어 등의 위에서 암모나이트 껍데기 조각 화석이 발견됨
- 껍데기를 깨 먹으려면 맛있는 연체동물 살과 함께 날카롭고 소화되지 않는 껍데기 조각을 삼켜야 했음
- 배고프면 선택할 수 있지만 이상적인 먹이는 아니었음
- 상어, 어룡, 해양 악어가 갑옷 두족류를 못 먹은 것이 아니라, 대체로 먹을 가치가 낮았다는 설명임
- 인용된 논문은 살과 껍데기를 분리할 수 있는 섭식 장치가 등장하면서 상황이 바뀌었다고 봄
물개류의 입술과 앵무조개류의 현재 분포
- 쇠퇴 원인으로 지목된 포식자는 물개류(pinnipeds) 임
- 물개류는 보통 아주 크거나 최상위 포식자는 아니지만, 입술·볼·근육질 혀를 가짐
- 이 구조로 껍데기 있는 먹이를 잡고 이빨로 껍데기에 구멍을 낸 뒤, 안의 살을 빨아먹을 수 있음
- 이 방식은 흡입 섭식(suction feeding) 임
- 물개류 전반이 흡입 섭식에 능하고, 일부는 조개·게·홍합 같은 껍데기 있는 먹이를 선호함
- 바다 바닥이나 그 근처에 사는 조개, 게, 바닷가재 등은 여러 방어·회피 전략을 진화시킬 수 있었음
- 자유롭게 떠다니는 갑옷 두족류는 짧은 속도 폭발 외에 대응 수단이 제한적이었고, 오래 빠르게 움직일 수 있는 온혈 포식자에게는 그 장점이 크게 통하지 않았음
- 물개류는 약 3천만 년 전 진화했고, 먼저 북반구의 차가운 지역에 나타난 뒤 남극과 온대 지역으로 퍼짐
- 오늘날에도 일부 열대 종이 있지만, 대체로 차갑거나 서늘한 바다의 동물임
- 아직 정착하지 않은 해역은 북호주에서 인도네시아로 이어지는 서남태평양이며, 현대 앵무조개류의 분포와 겹침
- 앵무조개류가 아직 남아 있는 지역은 흡입 섭식을 하는 물개류가 도달하지 않은 해역이라는 점이 핵심 단서로 남아 있음