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골격의 진화와 생광물화 번역
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작은껍질화석 안에서도 껍질을 만드는 방식은 매우 다양하며 대부분의 경우 정확한 기작은 알려져 있지 않다.<ref name="Bengtson2004"/>
 
==골격의 진화와 생광물화==
 
[[생광물화]]는 유기체가 광물을 이용해 몸의 일부를 만들어내는 것을 말한다. 생광물화의 진화를 설명하기 위한 가설 중에는 이것이 바다의 화학적 조성 변화에 대한 생리적 적응이었다는 주장, 포식자로부터 자신을 방어하기 위한 것이었다는 주장, 몸집을 더 키울 수 있는 기회였다는 주장 등이 있다. 작은껍질화석에서 생광물화의 기능은 다양하다. 일부는 아직 우리가 이해하지 못하고 있으며, 일부는 몸을 보호하는 갑옷의 기능, 일부는 [[골격]]의 기능을 한다. 골격은 동물의 몸에서 비교적 단단한 구조를 의미하며 꼭 마디가 있어야 한다거나 [[생광물화]]가 되어야 할 필요는 없다. 일부 작은껍질화석은 골격이 아닐 수도 있지만 모든 작은껍질화석은 껍질을 가지고 있으므로 그 정의상 생광물화된 것이다. 골격은 여러 가지 장점을 제공한다. 예를 들면 몸을 보호하거나 지지하는 데 이용될 수 있고, 바닥 표면에 달라붙는 데 이용될 수도 있고, 근육이 작용할 때 받침대나 지렛대로 작용할 수도 있으며 바닥을 이동할 때 마찰력을 만들어내거나 먹이를 다루는 데, 먹을 것을 걸러내는 공간, 혹은 생존에 필수적인 물질을 저장하는 데 사용될 수도 있다.<ref name="Bengtson2004"/>
 
[[에디아카라기]]-[[캄브리아기]] 경계에서 해양 [[칼슘]] 농도가 높아지는 것에 대한 반응으로 생광물화가 진화했다는 주장이 종종 제기되었다. 생광물화의 주된 이점은 유기체의 내부 대사과정을 방해할 수 있는 광물을 피해 없이 저장할 수 있다는 점이다. 예를 들면 [[미하일 A. 페돈킨]]은 [[먹이사슬]]의 길이가 증가하여 먹이사슬의 상위에 있는 동물에게 상대적으로 몸 크기에 비해 더 많은 노폐물과 독소가 축적되면서 생광물화가 먹이와 함께 섭취한 과잉 탄산염과 규산염을 분리해내는 방법이 되었으리라고 주장했다.<ref name="Fedonkin2003OriginOfMetazoa" /> 하지만 필요없는 광물을 안전하게 제거하기 위한 방법으로 생광물화를 통한 골격 형성은 꽤 값비싼 방법인데, 그 이유는 유기물로 이루어진 기질(matrix)가 골격 형성에 들어가는 주된 비용이며 이것은 [[단백질]]과 [[다당류]]로 이루어지고 광물이 여기에 달라붙어 [[복합 물질]]을 형성하기 때문에다.<ref name="Bengtson2004"/> 생광물화가 변화하는 해양 화학조성에 대한 반응이라는 생각 역시 [[방해석]], [[아라고나이트]], [[인산칼슘]]과 [[규산염]]으로 만들어진 작은껍질화석들이 여러 환경에서 거의 동시에 나타났다는 것을 고려해 보면 근거가 약하다.
 
이와 비슷한 시기에 [[포식]]을 피하기 위해 바닥을 파고 들어가는 유기체가 나타났다. 예지 지크(Jerzy Dzik)는 골격의 생광물화가 포식자로부터 자신을 방어하기 위한 것이며 이것이 [[진화 군비 경쟁]]의 시작이라고 주장했다.<ref name="Dzik2007" /> 지크는 자신을 보호하기 위한 방책으로 무기물을 붙여서 만든 최초의 보호 "골격"이 이 시기에 나타났다는 것을 또 다른 예로 들었다. [[운모]] 조각으로 덮인 튜브를 만들어낸 초기 캄브리아기의 벌레인 오누피오넬라가 여기에 해당된다. <ref>{{저널 인용| 이탤릭체=예
|author1=Signor, P.W. |author2=McMenamin, M.A.S. |lastauthoramp=yes |year=1988
| title=The Early Cambrian worm tube ''Onuphionella'' from California and Nevada | journal =Journal of Paleontology | volume=62 | pages=233–240
| issue=2
| jstor=1305228 |doi=10.1017/S0022336000029863 }}</ref> 이러한 전략은 유기체가 필요한 물체를 모아 붙일 수 있게 해주는 해부학적 적응은 물론 이러한 행동을 조절할 수 있게 해줄 정도의 복잡성을 지닌 신경계를 필요로 한다. <ref name="Dzik2007" />
 
반면, 버나드 코헨은 방어보다는 "공학적" 이유로 생광물화된 골격이 생겨났다고 주장했다. 먹잇감이 되는 동물들은 이동성이나 날카로운 감각, 화학적 방어, 그리고 숨기 등 다양한 방어전략을 쓸 수 있다. 광물과 유기물의 복합체는 유기물로만 만들어진 골격보다 더 비용이 적게 들면서도 더 강력하다. 이 두 가지 장점으로 인해 동물은 더 크게 자랄 수 있게 되었고 근육을 더 많이 가질 수 있게 되었다. 동물이 일정 크기 이상으로 커지면 유기물만 이용해서는 근육이 잡아당기는 힘을 버틸 만큼 단단한 골격을 만들 수가 없다. 현생 [[완족동물]]의 발생과정에서 전체가 유기물로 이루어진 껍질에서 광물과 유기물이 복합체를 이루는 껍질로 바뀌어 가는 모습을 볼 수 있다. 이런 과정은 이 생물의 진화적인 발생과정에 대한 실마리를 제공하는 것일 수도 있다. 생광물화를 통해 단단한 외골격이 진화하자 포식자 쪽에서는 껍질을 뚫을 수 있게 구멍을 파는 능력을 갖추거나 화학적 무기를 개발하는 군비 경쟁이 시작되었고, 그 반대급부로 먹잇감이 되는 일부 동물들은 더 무겁고 뚫기 힘든 껍질 등을 진화 시켰다.<ref>{{저널 인용|이탤릭체=예
| author=Cohen, B.L. | year=2005
| title=Not armour, but biomechanics, ecological opportunity and increased fecundity as keys to the origin and expansion of the mineralized benthic metazoan fauna
| journal=Biological Journal of the Linnean Society | volume=85 | issue=4 | pages=483–490
| url=http://eprints.gla.ac.uk/2933/01/Cohen_2933.pdf | accessdate=2008-08-01
| doi=10.1111/j.1095-8312.2005.00507.x
}}</ref>
 
페돈킨은 캄브리아기가 시작될 무렵 생광물화가 나타난 것에 대한 또다른 설명을 제시했다. [[에디아카라 생물군]]은 찬 물에서 진화해 번성했는데, 찬 물에서 생활함에 따라 신진대사가 느렸고 생광물화를 위한 에너지를 마련하는 것이 힘들었다. 하지만 캄브리아기가 시작될 무렵 지구 온난화가 있었다는 증거가 있고, 이로 인해 생광물화가 쉬워졌을 수 있다. 비슷한 패턴이 현생 해양 동물에게서도 보이는데, 생광물화를 통해 만들어진 골격은 열대지방보다 극지방의 물 속에서는 더 드물고 더 부서지기 쉬운 경향을 보인다.<ref name="Fedonkin2003OriginOfMetazoa">{{저널 인용|이탤릭체=예| author=Fedonkin, M. A. | journal=Paleontological Research | volume=7 | issue=1 | pages=9–41 | title=The origin of the Metazoa in the light of the Proterozoic fossil record | year=2003 | url=http://www.vend.paleo.ru/pub/Fedonkin_2003.pdf | accessdate=2008-08-24 | doi=10.2517/prpsj.7.9 | url-status=dead | archiveurl=https://web.archive.org/web/20090226122725/http://www.vend.paleo.ru/pub/Fedonkin_2003.pdf | archivedate=2009-02-26 }}</ref>
 
== 각주 ==
{{각주|2}}