다른 식물은 모두 멸종했는데 왜 양치류는 살아남았나요?

Jan 03, 2024

위: 공룡을 멸종시킨 운석 충돌 이후 양치식물은 다른 식물보다 훨씬 빠르게 회복되었습니다. © ISTOCK.COM, DASZA64

과학자들의 최근 가설에 따르면 공룡이 멸종한 소행성이 약 6,500만 년 전에 지구로 돌진한 때는 북반구의 어느 따뜻한 봄날이었을 가능성이 높습니다. 뒤이은 불폭풍과 이어진 소위 충격 겨울 동안, 백악기를 상징했던 울창하고 우뚝 솟은 침엽수림은 사라지고, 대략 10년 동안 추위와 어둠만이 존재했습니다. 빛이 돌아온 뒤에도 생명이 되살아나는 데는 수천 년이 걸렸고, 오늘날의 포유류와 현화식물이 지배하는 새로운 시대를 열었습니다.

과학자들은 소행성 충돌 중에 방출된 화학 원소인 이리듐이 풍부한 창백한 돌의 얇은 층 덕분에 지질 기록에서 이 백악기-고제대(K-Pg 또는 KP) 대량 멸종을 쉽게 발견할 수 있으며, 이는 암석을 두 기간에서 분리합니다. 그러나 1970년대 이후 지질학자들은 이리듐이 풍부한 층 바로 위에 "많은 양치류 포자 화석"을 포함하고 있는 또 다른 층의 존재를 지적해 왔다고 대학의 고생물학자인 엘렌 쿠라노(Ellen Currano)는 말합니다. 와이오밍주. "우리는 침엽수나 속씨식물 또는 이와 유사한 것을 거의 볼 수 없습니다."라고 그녀는 덧붙여 연구자들이 이 층을 양치류 스파이크라고 불렀습니다.

양치류는 다른 종류의 식물보다 화석 기록에서 더 잘 보존되지 않습니다. 따라서 소행성 충돌 후 수세기 동안 양치류의 양이 폭발적으로 증가한 것은 "양치류에 관한 어떤 것이 그러한 조건에서 잘 살았다는 것을 의미합니다"라고 Currano는 말합니다. 스파이크를 설명하기 위해 몇 가지 가설이 제기되었습니다. 예를 들어 양치류는 강인하여 용암 지대를 가장 먼저 뚫는 경우가 많지만 먼지보다 작고 먼 거리로 흩어질 수 있는 포자는 수십 년 동안 휴면 상태를 유지할 수 있습니다. 그리고 뿌리에서만 다시 자랄 수 없는 많은 나무와는 달리, 양치류는 표면의 폭풍우로부터 절연되었을 수 있는 뿌리줄기라고 불리는 지하 줄기 덕분에 지상 손상 후 다시 돋아납니다. 이러한 가정에도 불구하고 "생물학적 측면에서 스파이크가 무엇인지 알아내려고 애쓰는 사람은 아무도 없었다"고 플로리다 대학의 식물 진화 생물학자인 Emily Sessa는 말합니다.

이 작은 백악기의 평온한 날은 번호가 매겨져 있습니다.

이제 마침내 Sessa, Currano 및 그들의 동료들이 그렇게 할 기회를 갖게 될 수도 있습니다. 2019년 NASA는 지구의 대량 멸종 과정을 포함하여 유기체가 극한 환경에 어떻게 반응하는지 탐구하려는 기관의 관심의 일환으로 그룹의 연구 제안에 자금을 지원했습니다. Sessa와 캘리포니아 대학교(UC) 산타 크루즈의 식물 생태생리학자인 Jarmila Pittermann은 온실을 사용하여 백악기와 유사한 조건을 만들고 있으며 어느 시점에서는 시뮬레이션된 유성 충돌을 일으킬 것입니다. 내부의 의심할 여지가 없는 식물에는 식물의 두 가지 생활 단계에 속씨식물, 겉씨식물 및 양치류가 포함됩니다. 즉, 크고 알아볼 수 있는 포자체와 훨씬 작은 이끼 같은 배우체입니다. Currano와 로스앤젤레스 La Brea Tar Pits and Museum의 고생물학자인 Regan Dunn은 함께 박물관 표본을 채취하고 콜로라도, 몬태나, 와이오밍의 유명한 K-Pg 유적지를 방문하여 온실 식물과 화석화된 양치류를 비교하고 있습니다. 이리듐 이상 및 고사리 스파이크 당시의 잎과 포자.

"대체로 과거를 연구하는 방법에는 세 가지가 있습니다. 화석 기록에서 직접 읽을 수도 있고, 우리 주변 세계에서 동시대의 유사성을 검색할 수도 있고, 실험적 접근 방식을 사용할 수도 있습니다... 사건을 시뮬레이션할 수도 있습니다."라고 말합니다. 펜실베니아 Haverford College의 고생물학자인 Jonathan Wilson은 이전에 Pittermann과 협력했지만 현재 작업에는 참여하지 않습니다. 그는 이 프로젝트가 세 가지 모두를 포함하기 때문에 "이런 대규모 이벤트에 대한 참신한 접근 방식"이라고 말합니다. "나는 이것이 우리가 미래의 실험을 위한 분야를 설정하는 데 도움이 될 것이라고 생각합니다."

이 프로젝트는 지금까지 몇 가지 문제를 겪었습니다. Pittermann은 The Scientist에 장비가 까다로울 수 있으며, 캠퍼스가 폐쇄되고 식물 및 기타 재료를 조달하는 것이 어려워지면서 작업이 1년 동안 지연되었다고 말했습니다. 오늘날에도 작업이 잘 진행되고 있지만 "아무 일도 일어나지 않고, 장비가 파손되지 않고, 식물이 과열되지 않기를 바랄 뿐입니다."라고 Pittermann은 말합니다. "이런 것들이 나를 밤잠 못 들게 만드는 종류의 것들입니다. 말 그대로 실용적인 측면이죠."