아노말로카리스

아노말로카리스는 길쭉한 방추형의 몸체를 가졌다. 몸은 크게 머리와 몸통으로 구분되며, 머리에는 한 쌍의 큰 복안과 특이한 구기가 있다. 몸통은 다수의 체절로 이루어져 있으며, 각 체절에는 한 쌍의 부속지와 측면에 지느러미가 달려 있다.

성체의 크기는 종에 따라 차이가 있으나, 일반적으로 몸길이 60cm에서 1m 이상에 달하는 대형 포식자였다. 가장 잘 알려진 종인 아노말로카리스는 약 1m 정도의 길이로 추정된다. 몸체의 단면은 타원형에 가까웠으며, 유선형의 체형은 효율적인 수영에 적합했을 것으로 보인다.

몸통의 각 체절은 유연하게 연결되어 있어 몸을 좌우로 물결치듯 움직일 수 있었으며, 이는 주된 추진력을 얻는 방식이었다. 꼬리 부분은 여러 개의 지느러미가 부채꼴을 이루며 끝났다. 이러한 전체적인 체형과 크기는 버제스 셰일을 비롯한 캄브리아기 해양에서 최상위 포식자로서의 지위를 가능하게 했다.

아노말로카리스의 머리 부분에는 두 가지 매우 특화된 기관, 즉 복안과 구기가 존재한다. 이 구조들은 당시 생태계에서 최상위 포식자로서의 생활에 적응한 결과로 해석된다.

아노말로카리스의 가장 눈에 띄는 특징 중 하나는 머리 양쪽에 위치한 한 쌍의 큰 복안이다. 각 복안은 수많은 작은 개별 렌즈(단안)로 구성되어 있으며, 그 수는 약 16,000개에 달하는 것으로 추정된다[6]. 이는 현생 곤충이나 갑각류의 복안보다 훨씬 많은 수치로, 시각 능력이 매우 발달했음을 시사한다. 넓은 시야각과 우수한 움직임 감지 능력을 통해, 당시의 해저 환경에서 먹이를 효과적으로 탐지하고 추적할 수 있었을 것이다.

머리 아래쪽에는 원형의 구기가 위치한다. 이 구기는 여러 개의 날카로운 돌기(이판)가 방사상으로 배열되어 있으며, 중앙에는 빈 공간이 있다. 먹이를 포획할 때는 이 구기를 벌려 먹이를 감싸쥔 후, 내부의 이판을 이용해 잘게 부수어 삼켰을 것으로 추정된다. 구기의 구조는 단단한 껍질을 가진 당시의 동물, 예를 들어 삼엽충의 외골격을 파쇄하는 데 매우 효과적이었을 것이다. 복안과 구기는 서로 근접해 있어, 시각 정보를 바탕으로 구기를 정확하고 신속하게 조작하는 데 유리했을 것으로 보인다.

아노말로카리스는 몸통 양옆에 한 쌍의 큰 부속지와 몸 뒤쪽에 여러 개의 지느러미를 가지고 있었다. 이 구조들은 각각 포식과 운동에 특화되어 있었다.

주요 부속지는 머리 앞쪽에 위치한 한 쌍의 길고 유연한 촉수였다. 이 촉수에는 안쪽을 따라 여러 개의 가시가 줄지어 배열되어 있었으며, 끝부분은 약간 부풀어 있었다. 이 촉수는 먹이를 붙잡아 입 쪽으로 끌어오는 데 사용되었다고 추정된다. 촉수는 각 마디마다 관절이 있어 유연하게 움직일 수 있었으며, 가시는 먹이를 찔러 고정하는 역할을 했다. 일부 연구에 따르면, 이 촉수는 삼엽충의 단단한 껍질을 파괴할 수 있을 만큼 강력했다[7].

몸통의 운동 기관은 몸통 양측에 달린 일련의 덮개 모양 구조와 꼬리 부분의 지느러미였다. 몸통 각 마디에는 한 쌍의 큰, 수평으로 뻗은 덮개(로베이트 로브)가 있었는데, 이는 파동 운동을 통해 물을 뒤로 밀어 추진력을 생성했다. 몸 뒤쪽에는 일반적으로 세 쌍의 큰 삼각형 모양 지느러미가 꼬리를 향해 배열되어 있었다. 이 지느러미는 수영 시 방향을 조절하고 안정성을 제공하는 역할을 했을 것으로 보인다. 부속지와 지느러미의 조합은 아노말로카리스가 당시 해양 환경에서 효율적으로 수영하고 기동할 수 있게 해주었다.

아노말로카리스는 다이노카리스과에 속하는 대표적인 속으로 간주된다. 다이노카리스과는 캄브리아기 해양에서 번성했던, 비교적 큰 몸체와 특화된 포식 기관을 가진 동물군을 포함하는 분류군이다. 이 과의 구성원들은 일반적으로 한 쌍의 큰 복안, 전방에 위치한 강력한 구기 구조, 그리고 몸체 측면에 늘어선 다수의 부속지 또는 지느러미를 공유하는 특징을 보인다.

아노말로카리스는 다이노카리스과 내에서도 가장 잘 연구되고 완전한 표본이 알려진 속이다. 같은 과에 속하는 다른 속들로는 아노말로카리스와 형태가 유사하지만 구기 구조 등에서 차이를 보이는 아미스쿠아, 그리고 더 작은 크기와 다른 비율의 부속지를 가진 라게시아 등이 포함된다. 이들의 화석은 주로 버제스 셰일과 같은 특별한 보존 조건의 캄브리아기 지층에서 발견된다.

분류학적 논의에서 다이노카리스과는 더 넓은 범주인 다이노카리스목에 속한다. 일부 연구자들은 이 목을 절지동물의 근연군으로 보거나, 절지동물 문 내의 기초 분지군으로 분류하기도 한다. 그러나 아노말로카리스와 그 근연종들은 현생 절지동물의 전형적인 특징인 분절된 외골격과 관절 부속지를 완전히 갖추지 않았기 때문에, 별도의 계통군으로 취급되는 경우가 많다.

다이노카리스과 내에서 아노말로카리스의 위치는 그 독특한 해부학적 구조, 특히 구기의 형태와 배열, 부속지의 세부 구조에 의해 정의된다. 아래 표는 다이노카리스과 내 주요 속들의 특징을 비교한 것이다.

아노말로카리스의 분류학적 위치, 특히 절지동물과의 관계는 오랜 기간 동안 고생물학계의 주요 논쟁거리 중 하나였다. 초기 연구에서는 그 독특한 형태, 특히 큰 복안과 특이한 구기 구조, 그리고 몸체를 덮고 있는 판상의 외피를 근거로 절지동물의 조상 또는 근연종으로 간주하는 경향이 있었다. 이는 버제스 셰일을 비롯한 캄브리아기 화석군에서 절지동물이 매우 다양하게 나타나는 것과 연결지어 생각되었기 때문이다.

그러나 보다 정밀한 연구가 진행되면서 아노말로카리스는 절지동물의 전형적인 특징인 관절지와 이차적으로 분지된 부속지를 갖고 있지 않다는 점이 부각되었다. 특히 그 유명한 큰 앞다리는 단일한 구조물로, 절지동물의 다리가 여러 마디로 분절된 것과는 근본적으로 달랐다. 또한 입 주변의 이빨 모양 구조물과 부리 같은 구기는 당시 알려진 어떤 절지동물과도 유사하지 않았다. 이러한 특징들은 아노말로카리스가 절지동물문에 속하기보다는, 절지동물과 별개의 계통군인 다이노카리스류에 속하는 독자적인 분류군임을 시사했다.

현대의 계통분류학적 분석은 대체로 아노말로카리스와 그 근연종들을 절지동물의 직계 조상이 아니라, 절지동물과 함께 더 큰 분류군인 범절지동물(Panarthropoda) 내의 자매군으로 위치시킨다. 범절지동물에는 절지동물문 외에도 유조동물(유즐동물)과 완보동물이 포함된다. 따라서 아노말로카리스는 절지동물과 가까운 친척 관계에 있지만, 절지동물의 진화적 직계 노선에는 서지 않는 것으로 보인다. 이 논란은 캄브리아기 생물들의 놀라운 형태적 다양성과 현생 동물문들의 기원이 얼마나 복잡한지를 잘 보여주는 사례이다.

아노말로카리스는 캄브리아기 해양 생태계의 최상위 포식자로 여겨진다. 그 포식 습성은 독특한 신체 구조, 특히 구기와 앞다리에서 잘 드러난다.

먹이 포획은 두 쌍의 큰 앞다리로 이루어졌을 것으로 추정된다. 이 앞다리는 길고 가늘며 여러 개의 가시로 덮여 있어, 삼엽충이나 다른 작은 동물을 잡아 움직이지 못하게 하는 데 효과적이었다. 포획된 먹이는 강력한 원형 구기로 옮겨져 찢어지고 삼켜졌다. 이 구기는 32개의 판으로 구성된 방사형 구조를 가지고 있으며, 안쪽으로 접혀 먹이를 부수는 역할을 했다. 일부 연구에 따르면, 이 구기는 단단한 삼엽충의 외골격도 부술 수 있었을 가능성이 있다[11].

주된 먹이는 당시 풍부했던 삼엽충이었을 것으로 보인다. 실제로 많은 삼엽충 화석 표본에서 아노말로카리스의 공격으로 생긴 것으로 해석되는 반원형의 물린 자국이 발견된다. 또한, 해면동물, 완족동물, 그리고 다른 작은 절지동물 등도 식단에 포함되었을 가능성이 있다. 아래 표는 추정 먹이 목록을 정리한 것이다.

그러나 최근 연구는 아노말로카리스의 구기가 실제로 단단한 물질을 부수기에는 너무 유연했을 수 있다는 의문을 제기하며, 부드러운 먹이를 주로 섭취했을 가능성도 함께 제시하고 있다. 이는 그가 단순히 '삼엽충 전문 포식자'라기보다는 기회주의적인 포식자였음을 시사한다.

아노말로카리스는 주로 캄브리아기 중기에서 후기에 걸쳐 번성했던 해양 포식자이다. 이 생물의 수영 방식은 그 독특한 신체 구조를 통해 추론할 수 있다.

체측에 위치한 넓고 유연한 측엽(지느러미)을 파도치듯 움직여 물속을 추진했을 것으로 여겨진다. 이 측엽은 좌우 대칭으로 배열되어 있으며, 이를 연속적으로 파동 운동시켜 비교적 안정적이고 효율적인 수영이 가능했을 것이다. 이 방식은 현생 낙지나 오징어의 제트 추진과는 달리, 지속적인 유영에 더 적합했을 가능성이 높다. 꼬리 끝에 있는 삼각형 모양의 한 쌍의 미엽은 방향 전환과 안정성을 제공하는 역할을 했을 것으로 추측된다.

아노말로카리스의 화석은 주로 버제스 셰일과 같은 캄브리아기의 해양 퇴적층에서 발견된다. 이는 그들이 당시의 열린 바다나 얕은 대륙붕 환경에서 생활했음을 시사한다. 강력한 포식자로서, 이들은 삼엽충이나 다른 작은 해양 생물들이 풍부한 환경을 선호했을 것이다. 그들의 수영 능력은 바닥 근처를 활강하듯 이동하거나, 수층 중간을 유영하여 먹이를 찾는 데 적합했을 것으로 보인다.

아노말로카리스의 화석은 주로 캄브리아기 중기에서 후기에 해당하는 버제스 혈암과 그와 동시대의 충칭 혈암에서 가장 잘 보존된 상태로 발견된다. 이들 지층은 예외적으로 우수한 화석 보존 상태로 유명한 라거슈테텐에 속한다.

버제스 혈암은 캐나다 브리티시컬럼비아주의 로키 산맥에 위치하며, 1909년에 찰스 둘리틀 월컷에 의해 처음 발견되었다. 이곳에서는 아노말로카리스 외에도 다양한 캄브리아기 해양 생물군의 화석이 다수 산출된다. 중국 충칭 혈암은 마오팅 혈암으로도 알려져 있으며, 윈난성 지역에 분포한다. 이곳에서 발견된 표본들은 버제스 혈암의 것들과 매우 유사하지만, 때로는 더욱 섬세한 부분까지 보존되어 있어 형태학적 연구에 중요한 자료를 제공한다.

이외에도 그린란드의 시리우스 파세트 지층, 오스트레일리아의 에뮈 베이 혈암, 그리고 미국 유타주와 네바다주의 지층에서도 아노말로카리스의 화석이 보고되었다. 그러나 이들 지역의 표본은 일반적으로 부분적이거나 단편적인 경우가 많다.

이들 라거슈테텐은 일반적으로 산소가 부족한 정지된 해저 환경이었으며, 화석의 빠른 매몰과 세균 활동에 의한 광물화 과정을 통해 연부 조직까지 보존되는 조건을 제공했다[13].

아노말로카리스의 화석은 주로 버제스 셰일과 같은 라게르슈테텐에서 발견된다. 이 특별한 보존 환경은 연질 조직의 섬세한 구조까지 화석화할 수 있게 했다. 대부분의 표본은 편평하게 눌려 보존되지만, 때로는 입체적인 형태도 관찰된다.

보존 상태는 개체와 발견 지역에 따라 크게 달라진다. 가장 잘 보존된 표본에서는 구기의 가시 배열, 복안의 개별 렌즈, 심지어 소화관의 내용물까지 식별 가능하다. 그러나 외피와 내부 장기의 미세 구조는 일반적으로 보존되지 않는다.

화석화 과정에서의 변형은 해석에 주의를 요한다. 예를 들어, 구기의 가시가 부러지거나 흩어져 발견되기도 하며, 부속지의 길이와 모양이 왜곡될 수 있다. 이러한 보존 상태의 차이는 다양한 종을 기술할 때 분류학적 혼란을 일으키는 원인이 되기도 했다[14].