2억 5200만년 전 페름기-트라이아스기 멸종 사건은 지구 역사상 가장 비극적인 '대멸종'으로 알려져 있다. 이로 인해 바다 종의 96%, 육지 동물의 70%가 사라졌습니다. 그 파괴력은 나중에 비조류 공룡을 멸절시킨 재난을 훨씬 능가합니다. 최근 스탠포드 대학이 이끄는 연구팀은 PNAS(Proceedings of the National Academy of Sciences)에 최신 연구를 발표하여 오랫동안 과학계를 어리둥절하게 만들었던 이 고대 재난의 미스터리를 풀었습니다.한때 수억 년 동안 바다를 지배했던 특정 종들은 거의 사라진 반면, 조개나 달팽이와 같은 오늘날의 일반 연체동물은 살아남아 오늘날까지 번성하고 있는 이유는 무엇입니까?

이번 멸종 사건이 모든 동물을 동등하게 대하는 것은 아니며, 그 결정적인 역할은 동물의 대사생리학적 특성에 있다는 점을 연구는 지적했다. "대량 멸종" 이전에는 바다는 완족류와 같은 생물이 해저에 광범위하게 분포하고 있었으며 느리게 움직이고 대사율도 낮았습니다. 그들은 안정된 환경에서 생활에 잘 적응할 수 있었습니다. 그러나 당시 지구는 대규모 화산 활동을 겪었고, 이로 인해 다량의 이산화탄소와 메탄이 분출되어 지구 온도가 급격하게 상승하고 해양의 화학적 균형이 심각하게 붕괴되었습니다.

환경 변화는 파괴적인 이중고를 가져왔습니다. 바닷물을 데우면 용존 산소가 감소할 뿐만 아니라 동물의 화학 반응이 가속화되어 산소 수요가 증가합니다. 연구자들은 워싱턴주의 산후안 제도(San Juan Islands)에 서식하는 완족류와 같은 고대 동물의 살아있는 대표자를 대상으로 실험을 수행하고 수온 변화에 반응하여 산소 소비량을 측정했습니다. 이들 저대사 유기체는 무산소 수역에서 생존할 수 있지만, 수온이 상승하면 산소 요구량이 급증하고, 제한된 호흡 구조와 생리적 메커니즘이 이를 충족시키지 못해 결국 대규모 질식사로 이어지는 것으로 밝혀졌다.

대조적으로, 멸종 사건 이후 바다를 지배하게 된 물고기, 달팽이, 성게, 조개, 굴, 홍합과 같은 쌍각류의 그룹은 더 큰 회복력을 보였습니다. 비록 이 동물들은 정상적인 조건에서 산소 요구량이 더 높지만, 더 활동적인 대사 패턴, 더 발달된 근육, 더 효율적인 호흡 시스템을 통해 상태가 악화될 때 더 많은 산소 공급을 동원할 수 있는 능력을 제공합니다. 이러한 차별적인 생존 메커니즘은 왜 멸종 사건이 당시의 "약한" 생물을 걸러내고 현대 해양 생물 군집의 토대를 마련했는지 설명합니다.

연구팀은 이 대량 멸종이 수천 년 동안 지속되었고 현대 기후 변화와는 다른 시간 규모에 있었지만 핵심 생물학적 문제는 매우 경고하고 있다고 믿습니다. 지구 기후가 따뜻해지고 물의 산소 함량이 감소함에 따라 해양 생물은 2억 5200만 년 전과 유사한 환경 압력에 직면하고 있습니다. 이번 연구의 선임 저자이자 스탠포드 대학 지구 및 행성 과학 부교수인 에릭 스펄링(Erik Sperling)은 이번 연구가 고생물 생리학 연구의 공백을 메울 뿐만 아니라 오늘날 지구 환경의 변화에 ​​대한 심오한 참고 가치를 가지고 있다고 말했습니다. 현재 과학 모델에 따르면 최악의 시나리오에서는 지구의 기후가 페름기-트라이아스기 수준의 온난화에 도달할 것으로 예측됩니다. 과거에 유기체가 스트레스에 어떻게 반응했는지 이해하면 미래를 더 잘 예측하고 이에 대처하는 방법을 찾는 데 도움이 될 수 있습니다.