스트로마톨라이트 - Stromatolite

선캄브리아 시대의 대표적인 화석 하면 어떤 것이 떠오르십니까? 십중팔구는 스트로마톨라이트를 떠올리지 않으실까 생각합니다. 오래전에 정리를 해놓았는데 인제야 올려 보네요. 그런데 다시 살펴보니 참 조잡하게 썼습니다. :) 그러고 보니 정말 화석 테마에는 오랜만에 글을 올립니다. :) 앞으로 자주 올려 보겠습니다.

▷ Stromatolite란 무엇인가?
☞ 우선 Stromatolite의 의미를 살펴보면 이렇습니다.

stromato-lite
stromato : Gr. stroma(στρωμα, mattress, bed)
lite : Gr. lithos(λιθος, rock)

결국 "돌(암석)을 덮는 무언가"를 의미합니다.

사실 이 덮고 있는 녀석의 정체는 원시 남조류(blue-green algae)로 알려진 - 정확한 표현이 아닙니다. 조류가 아니니까요. - 시아노박테리아(cyanobacteria)의 군체가 살아가면서 남긴 흔적이라 할 수 있습니다. 본래 시아노박테리아는 '원핵 세포(procaryotic cell)'를 가진 박테리아로 산소를 이용하지 않고 물질대사를 하던 생명체였습니다. 지구에서 최초로 광합성의 메커니즘을 획득한 중요한 생명체랍니다. 전성기를 보낸 후 지금은 비교적 쇠퇴했지만 여전히 생존해 있지요. 이들이 등장한 시점은 현재 약 35억 년 전으로 추정하고 있습니다. 이때 얕은 바닷속에 등장해 태양 광선과 당시에 풍부했던 이산화탄소를 이용해 광합성을 했고, 대사의 결과물로 탄산칼슘과 산소를 내놓았지요. 원핵 세포는 핵막이 존재하지 않아 핵과 세포질이 뒤섞인 상태입니다. 아직 엽록체는 물론 미토콘드리아도 존재하지 않았던 원시적인 세포라 할 수 있습니다. 진핵 세포가 등장하지 않은 상태니까요.

▷ 스트로마톨라이트가 생성되는 과정
☞ 스트로마톨라이트는 열악한 환경에서 태양을 이용해 대사했고, 결과적으로 단단한 석회질(탄산칼슘)의 침전물과 산소를 만들어냈으며, 군집 생활을 했습니다. 이런 결과로 물속 부유물들이 표면에 점착되어 하나의 층을 만들었다고 합니다. 그리고 광합성을 통해서 낮 동안 성장을 한 후 다시 같은 과정을 되풀이하면서 호상(띠 모양)의 퇴적 구조를 생성했다고 합니다. 사진들을 보면 예외 없이 반복되는 호상 구조를 보여줍니다. 결국, 스트로마톨라이트는 시아노박테리아의 생활상이 그대로 화석화된 것이라 할 수 있습니다.

▷ 언제 등장했는가?
☞ 스트로마톨라이트의 일반적인 연대는 대략 30억 년 전으로 추정합니다. (요즘은 어떤지 모르겠네요. 책을 다시 뒤적여 봐야겠네요.) 그러나 학자에 따라 조금씩 다르지만 35억 년 전까지도 거슬러 올라가는 가장 오래된 화석 중의 하나라 할 수 있습니다. 보통 27억 년 전에 왕성하게 번성하기 시작했고, 이들로부터 바닷속에는 많은 양의 산소가 공급되기 시작했다고 합니다. 또한, 이런 산소는 당시 바닷속에 많이 녹아 있던 Fe2+를 산화시켜 Fe3+로 만들었고, 결과적으로 붉은 철광층을 형성했지요. 또한, 강한 독성으로 많은 초기 세포들을 살상했다고 합니다. 그리고 결국 그런 산소의 공포로부터 살아남은 녀석들로 진화했다는 얘기지요. 그리고 산소의 축적이 본격적으로 이루어지면서 약 6억 년 후 산소는 대기 중으로 축적되기 시작했다고 합니다. 그리고 이 시점에서 진핵 세포(Eucaryotic cell)가 등장한 것이죠. 진핵 세포가 등장하게 된 배경이 되는 가설이 두가지 정도가 있는데,

1. 원핵 세포가 성장하여 작은 원핵 세포들을 취하면서 세포 내 소기관과 핵막을 만들었다는 가설
2. 원핵 세포와 원핵 세포가 공생하여 세포내 소기관을 만들었다는 가설

현재는 2번의 가설이 정설입니다. 이와 관련한 재밌는 글이 아래에 링크되어 있습니다. 한번 읽어 보세요. :)

미토콘드리아가 있었다!

 

▷ 살아 있는 화석 스트로마톨라이트~!!
☞ 스트로마톨라이트는 선캄브리아 시대 동안 번성한 후 고생대에 접어들면서 급격한 쇠락의 길을 걸었습니다. 물론 이유는 포식자의 등장 때문이죠. 그러다가 지금으로부터 약 4억 5,000만 년 전부터는 화석이 발견되지 않아 절멸한 것으로 생각했었습니다. 그런데 이후 이 원시적인 시아노박테리아의 독특한 퇴적구조가 호주의 샤크만 부근에서 확인되었고, 여전히 생존해 있답니다. 둥글둥글한 모습의 퇴적 구조는 스트로마톨라이트와 같은 것입니다. 1년에 약 1mm씩 성장한다고 하는데, 이 강인한 생명체는 아직도 살아있는 것입니다. 어릴 적 소년 잡지(소년중앙으로 기억함.)에서 시아노박테리아와 같은 녀석들을 금성에 로켓으로 발사해 금성의 대기 조성을 바꾼다면 금성을 지구와 비슷한 환경으로 만들 수 있지 않겠느냐는 글을 읽었던 적이 있었습니다.^^ 만약 이 강인한 녀석들이 금성의 그 열악한 환경에서도 살아남을 수 있다면 참 재밌는 결과가 있을지도 모를 것 같습니다.
▶ 샤크 베이의 스트로마톨라이트 사진
(출처 :
http://www.petrifiedseagardens.org/stromat.htm
 

by 꼬깔 | 2008/01/24 16:33 | 화석 이야기 | 트랙백 | 핑백(1) | 덧글(24)

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Linked at The race that kn.. at 2008/03/31 00:02

... 재미있는 일이 생길지도 모르겠다. 좀 더 상세한 이야기를 알고 싶으신 분은 유명한 오파비니아 시리즈의 제 1권인 를 권한다. [ Reference] 1. 스트로마톨라이트 - Stromatolite by 꼬깔 2. 오파비니아 시리즈 1권 3. Stromatolite by Wikipedia 4. by Bill Bryson 5. 불교TV 뇌 강좌 ... more

Commented by 스칼렛 at 2008/01/24 16:40
NHK '지구대기행'에서 처음 본 녀석들이군요. :) 어릴 때는 참 신기하게 보였더랬습니다.
Commented by 가고일 at 2008/01/24 16:50
저도 거기서 처음 봤지요. 샤크베이 얕은 물에서 반짝이던 모습...참 아름다운 풍경으로 기억하고 있습니다.

그 금성의 테라포밍 얘기 그때 저도 본 기억 있습니다.
위성궤도에서 금속분말로 금성을 둘러버려 태양빛을 감소시켜 온도가 낮아지면
그녀석들을 풀어서 번식시킨다고 했었지요. 소요시간은 150~200년 정도.
Commented by 서산돼지 at 2008/01/24 16:57
저도 그 다큐멘타리를 보았읍니다. 해수의 염도가 높아서 다른 생물은 못산다고 했던 것 같네요. 그래서인지 물이 참 맑았읍니다. 금성의 테라포밍이라 ... 우주남아의 로망이죠.
Commented by 제갈교 at 2008/01/24 17:06
만일 생명과학기술의 발달로 저녀석과 인간의 세포를 융합해 '신인류'가 만들어져 인류가 산소만이 아닌 이산화탄소와 햇빛만으로 살아갈 수 있다면 재밌어지겠는데요. ^^

- 가고일 님 :: 소요시간이 150~200년이라니 장기적인 계획이로군요.
(그런데 교육정책도 몇년 가다못해 바뀌는 나라에서 시행하기란 힘들겠어요.)
Commented by Frey at 2008/01/24 17:20
스트로마톨라이트는 모든 층에서 잘 나타난답니다^^; Precambrian에서 많이 나타나는 건 사실이지만, 그 이후에도 잘 나타나지요.
Commented by Luthien at 2008/01/24 17:39
자라는 바위, 저도 지구대기행 (만화판) 에서 처음 접했지용.
Commented by Frey at 2008/01/24 17:44
아... 그리고 보통 이녀석들이 엽록체의 기원이라고 말하지요. 계통수를 그려보면 시아노박테리아가 엽록체의 바로 옆에 나타난답니다.
Commented by 꼬깔 at 2008/01/24 18:14
스칼렛님// 오~ 그러시군요. :) 요즘은 과학 타큐멘터리가 제법 있어서 이런 것을 비교적 쉽게 접하는 듯합니다. :)
Commented by 꼬깔 at 2008/01/24 18:15
가고일님// 아하하 그러시군요. :) 테라포밍이라~ :) 아무튼 어릴 적에 참 신기하게 생각했고, 그래서 금성이 화성보다 사람이 살 가능성이 높다고 생각했더랬죠. :)
Commented by 꼬깔 at 2008/01/24 18:16
서산돼지님// 그렇습니다. 일반적으로 다른 생물이 살기 어려운 조건에서 살고 있지요. 그래야 포식자도 줄어들테니까요. :)
Commented by 꼬깔 at 2008/01/24 18:16
제갈교님// 우리나라에서는 참여하지 못할겁니다. :)
Commented by 꼬깔 at 2008/01/24 18:17
Frey님// 그렇군요. :) 확실히 선캄브리아 시대에 등장했기에 늘 스트로마톨라이트를 생각하면 선캄브리아가 떠오르는가 봅니다. :)
Commented by 꼬깔 at 2008/01/24 18:17
Luthien님// 오~ 그러셨군요. :)
Commented by 꼬깔 at 2008/01/24 18:17
Frey님// 말씀처럼 그런 것 같습니다. :)
Commented by ranigud at 2008/01/24 18:27
아, 저게 스트로마톨라이트군요. 저 사진들은 가끔 본 적이 있는데 다른 설명이 없어서 화석이 아니라 단순퇴적층인줄 알았어요. ㅇㅅㅇ(학교에서는 사진을 보여준 적이 없으니....)
Commented by 꼬깔 at 2008/01/24 18:30
ranigud님// 그러시군요. :)
Commented by 가고일 at 2008/01/24 18:38
링크글 지금에야 봤는데.....그 유명한 힘멜버그 시리즈였군요.
예전에 보면서 참 많이 웃었습니다.
Commented by 꼬깔 at 2008/01/24 19:07
가고일님// 확실히 힘멜버그 시리즈가 유명한 것이군요. :) 전 박코스님께서 엠블에 올려주셨을 때 처음 접했거든요. :)
Commented by 아브공군 at 2008/01/24 19:56
예전에 진주 근처로 Fleid를 간 적이 있는데(진주 백악기 마차리층, 학교 후배인 Frey도 같이 갔었습니다.) 그곳에는 마치 스트로마톨라이트처럼 보이는 구조가 강가 절벽 위에 그대로 남아 있습니다. 모르고보면 스트로마톨라이트처럼 보이는데 (5번째 사진과 유사).....

문제는 그게 Microcarst라는 거죠..... (석회암 층이 녹아서 빵 붙여 놓은 것처럼 둥글 둥글해서 마치 스트로마톨라이트처럼 보이는.....)

더 웃긴 것은 그 가짜 스트로마톨라이트 층 아래엔 진짜 스트로마톨라이트가 있다는.....
Commented by 꼬깔 at 2008/01/24 20:39
아브공군님// 그러시군요. 확실히 모두 탄산칼슘이란 공통점이 있네요. 진짜 스트로마톨라이트보다 더 진짜같은 가짜 스트로마톨라이트가 있을 수도 있겠군요. :) 반갑습니다.
Commented by 불멸의 사학도 at 2008/01/25 15:07
화성 테라포밍에 관한 건 꽤 들어봤는데, 금성 테라포밍은 처음 들어보는군요...

아마 우리나라에서 십수년 이내로 저 프로젝트에 참여한다고 하면 온갖 이해단체들이 들고 일어날 것 같네요...
지금 그렇게 여유부릴 때가 아닌 것 같지만요...
Commented by 수현 at 2008/01/25 18:13
어릴 적부터 저 화석을 볼 때마다 굴껍데기가 연상되어서 묘한 기분이 들곤 합니다. ^^;
그나저나 금성의 대기 조성을 바꿀 수 있다면 정말 흥미진진 하겠는걸요? +_+ <- (......)
Commented by 꼬깔 at 2008/01/25 18:34
불멸의 사학도님// 오~ 그러신가요? :) 전 어릴 적에 금성의 테라포밍에 관한 얘길 더 많이 들어본 것 같습니다. :)
Commented by 꼬깔 at 2008/01/25 18:35
수현님// 아하하 그러고보니 정말 굴 껍데기를 연상하는 느낌이 들기도 하는군요. :) 재밌네요. 아하하

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