피카이아

3. 계통 분류

찰스 왈콧은 1911년 처음 이 종을 다모류로 분류했다.^[68] 그러나 버제스 동물군 연구가 진행되면서 이러한 인식은 재검토되었고, 1979년 영국의 고생물학자 사이먼 콘웨이 모리스에 의해 "시원적 척삭동물"로 분류가 변경되었다. 미국의 고생물학자 스티븐 제이 굴드의 저서 풀 하우스 등에서는 이 학설에 따라 "척추동물의 조상", "인간의 조상" 등으로 설명하기도 했다.^[66]

피카이아는 척삭동물이지만 척추동물은 아니며, 창고기 등이 속하는 두삭동물아문(Cephalochordata)에 속한다. 이 분류군은 오랫동안 척추동물의 조상에 해당한다고 여겨져 왔으며, 사이먼 콘웨이 모리스가 1979년에 학설을 발표했을 당시에는 피카이아가 그중 가장 오래된 시대의 것이었기 때문에 그렇게 여겨졌다. 그러나 그 후, 버제스 동물군보다 약 2,000만 년 더 오래된 캄브리아기 전기 후반 (아토다바니안)에 속하는 청강 동물군에서 척추동물아문에 속하는 미로운밍기아가 발견되었다. 따라서 피카이아는 척추동물의 직접적인 조상이 아니라, 단순히 캄브리아기에 서식했던 척삭동물의 한 속으로 여겨지게 되었다.^[66][69] 2012년 연구에서는 형태적으로 유사했던 두삭동물도 아닌, 기저적인 척삭동물에 불과하다고 결론지었다.^[67]

4. 생물학적 특징

피카이아는 양쪽 끝이 가늘어지는 창고기 모양의 몸체를 가지고 있으며, 옆으로 납작하고 뚜렷한 머리가 없다. 평균 길이는 약 4cm이다. 찰스 둘리틀 월콧은 가장 긴 개체의 길이를 5cm로 기록했다.^[16] 머리에는 달팽이와 같은 무척추동물의 촉수와 유사한 한 쌍의 큰 안테나 모양의 촉수가 있다.^[24] 이는 오늘날의 먹장어와 비교할 수 있다.^[33] 작은 원형의 입을 가지고 있어 한 번에 작은 음식 입자를 먹는 데 사용할 수 있다.

피카이아의 주요 원시적인 구조는 몸을 덮는 큐티클이다. 큐티클은 주로 절지동물, 연체동물, 극피동물, 선충류와 같은 무척추동물에서 발견되는 단단한 단백질 층이다.^[43][30] 피카이아의 큐티클은 단단한 세포외(외골격) 보호 기능을 가지고 있지 않으며, 전체 몸은 본질적으로 연질이다.^[31]

피카이아는 활동적이고 자유롭게 헤엄치는 동물이었다.^[16] 장어의 움직임과 유사하게 몸을 S자 모양으로 구부리며 헤엄쳤을 가능성이 높다. 물고기는 같은 수영 방식을 물려받았지만, 일반적으로 더 뻣뻣한 척추를 가지고 있다. 이러한 적응은 피카이아가 헤엄치는 동안 물에서 입자를 걸러내는 데 도움이 되었을 수 있다.^[33] 피카이아는 현대 척삭동물에서 빠른 수영과 관련된 속근 섬유가 없었기 때문에 느린 수영을 했을 것이다.^[33]

4. 1. 신체 구조

5. 진화적 중요성

피카이아는 초기 척삭동물의 특징을 보여주는 중요한 화석으로, 척추동물 진화의 초기 단계를 이해하는 데 핵심적인 역할을 한다. 1911년 찰스 월콧은 피카이아를 처음 발견했을 때는 원시 다모류로 분류했다. 하지만 1979년 사이먼 컨웨이 모리스는 피카이아가 척삭, 등쪽 신경삭, 근절 등 척추동물 진화에 필수적인 구조를 가지고 있음을 밝혀내고 원시적인 척삭동물로 재분류했다.^[19]

스티븐 제이 굴드는 저서 ''원더풀 라이프: 버제스 셰일과 역사의 본질''에서 피카이아를 "우리 자신의 문(門)의 일원이자 최초로 기록된 직계 조상"이라고 언급하며, 피카이아가 척삭동물과 척추동물의 조상으로 널리 알려지는 계기가 되었다.^[35] 피카이아 화석은 척삭동물의 특징인 척삭(몸을 지탱하고 헤엄치는 데 필요한 구조로 척추동물에서는 척추로 발전), 등쪽 신경삭(뇌로 이어지는 중요 구조)과 근절을 보여준다.

분자 연구에 따르면, 창고기가 척추동물과 가장 가까운 현생 친척이 아닐 수 있으며, 멍게류가 더 가까울 수 있다는 결과가 나왔다.^[51] 이는 척추동물 진화에 대한 기존 가설을 재검토하게 만드는 중요한 발견이다.

피카이아의 큐티클 존재는 고등 무척추동물의 특징이며,^[43] 진화적 경향을 이해하는 데 도움을 준다. 캄브리아기 무척추동물인 마이오스코렉스(Myoscolex ateles)는 피카이아와 유사한 구조를 가지고 있어, 척삭동물과 무척추동물 사이의 진화적 관계를 보여주는 증거로 해석되기도 한다.^[47]

하지만 피카이아가 척추동물의 직접적인 조상인지에 대해서는 논쟁이 있다. 2012년 연구에서는 피카이아가 두삭동물(창고기류)이 아닌, 더 원시적인 척삭동물일 가능성이 제기되었다.^[67]

5. 1. 두부화

6. 생태

''피카이아''는 납작한 후방 부위의 좌우 굴곡을 이용하여 바닥 근처에서 헤엄치는 활동적인 유영 생물(네크토벤토스)이었을 것으로 추정된다.^[3] 전방 부속지는 먹이를 섭취하는 데 사용되지 않았을 가능성이 높으며, 호흡 기능을 했을 수 있다.^[3] ''피카이아''는 작은 유기물 입자를 먹고 살았을 것으로 추정된다.^[3]

유영성의 퇴적물 섭취자였을 것으로 생각된다.^[68]

7. 논쟁과 추가 연구

찰스 둘리틀 월콧은 1911년에 피카이아를 처음 발견했을 때 다모류 환형동물로 분류했으나^[16], 이후 1979년 휘팅턴과 컨웨이 모리스가 척삭동물로 재분류했다.^[19] 이들은 피카이아의 몸 분절이 창고기(암피옥소스)나 물고기 같은 척삭동물의 근육 묶음과 유사하며, 장관이 아닌 척삭과 비슷한 구조를 가지고 있다고 보았다.^[19]

컨웨이 모리스는 피카이아가 원시 척삭동물이며, 초기 물고기와 멀지 않은 조상일 수 있다고 주장했다.^[20] 1989년 스티븐 제이 굴드는 저서 《원더풀 라이프: 버제스 셰일과 역사의 본질》에서 피카이아를 우리 자신의 문(門)의 일원이자 직계 조상의 최초 기록이라고 언급하며 척삭동물 및 척추동물의 조상으로 널리 인식되게 되었다.^{[35][25][36][37]}

그러나 모든 고생물학자들이 이에 동의한 것은 아니다. 2001년 니콜라스 D. 홀랜드와 중국과학원의 천준위안은 피카이아의 두미류 친화성이 약하게 나타난다고 주장했다.^[39] 2010년에는 피카이아가 무척추동물의 특징을 가지며, 툴리몬스터(Tullimonstrum gregarium)와 유사하다는 주장도 제기되었다.^[24][40][41] 피카이아 화석에서 큐티클과 촉수의 존재는 척추동물보다는 무척추동물의 특징에 가깝다.^[42][43]

예르지 지크는 2003년 피카이아가 마이오스코렉스(Myoscolex ateles)와 유사하며, 척삭동물 친화성에 대한 증거가 거의 없다고 주장했다.^[47]

스티븐 제이 굴드는 피카이아를 진화적 우연성의 예시로 제시했다. 그는 생명의 테이프를 되감아 다시 재생하면 완전히 다른 결과가 나올 수 있으며, 피카이아가 버제스 셰일 대량 절멸에서 살아남지 못했다면 인간을 포함한 현재의 생명체는 존재하지 않았을 것이라고 주장했다.^[55] 이러한 관점은 진화적 우연성 개념으로 이어졌으며, 굴드는 이 개념의 가장 유명한 옹호자로 여겨진다.^[59]

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