낙원이라고 하면 어떤 풍경을 상상하게 되는가? “사자가 어린 양과 뛰놀고, 독사 굴에 어린이가 손 넣고 장난쳐도 물지 않는, 참 사랑과 기쁨의 나라”까지는 아니더라도 황량한 벌판보다는 울창한 숲, 춥고 건조한 환경보다는 따뜻하고 습한 환경을 떠올릴 것이다. 실제로 지구에 그런 시대가 있었다. 대략 3억5900만~2억9900만년 전의 일이다. 우리는 그때를 석탄기라고 부른다. 석탄기의 지구는 동물과 식물에게 낙원이었다.
석탄기 메가네우라 모식도. 사람과 비교했을 때 그 크기를 알 수 있다. 날개 길이가 최대 75㎝에 이르렀던 메가네우라는 자연사에서 가장 큰 비행 곤충이다. 오른쪽은 메가네우라와 현생 왕잠자리의 크기 비교. 출처 | Escenarios prehistoricos·Dragon Fly Day 메가네우라에게 가장 위험한 순간은 휴식시간이었다. 쉴 때도 날개를 접지 않았기 때문이다. 커다란 곤충이 날개를 접지 않고 있으니 파충류의 사냥감이 되기 십상이었다. 실제로 메가네우라 화석은 모두 날개를 활짝 펴고 있다. 석탄기에서 페름기로 넘어가면서 지구에는 중대한 기후변화가 일어났다. 지구가 냉각되고 남반구에는 빙하가 형성되기 시작한 것이다. 석탄기에 널리 퍼져 있던 따뜻하고 습한 늪과 숲의 범위가 급격히 줄어들었다.
나무의 진화도 한몫했다. 석탄기 초기의 숲과 늪은 포자를 통해 번식하는 양치식물이 지배했다. 요즘의 양치식물은 고사리나 관중처럼 작은 식물이지만 당시에는 고사리나무라고 부를 만큼 거대했다. 노목, 인목, 봉인목처럼 수십m 높이의 아름드리나무로 자라는 양치식물이었다. 포자로 번식하는 양치식물은 광합성을 통해 높은 산소 농도를 유지했다. 대기 중 산소 농도는 석탄기 말기에 최고치를 기록한 후 페름기에는 점진적으로 현저하게 줄어들었다. 높은 산소 농도에 의존해 살았던 메가네우라 같은 대형 절지동물은 생존이 어려워졌다. 그 결과 메가네우라는 다른 대형 절지동물과 함께 멸종에 직면하게 된 것이다.항상 그렇다. 누군가의 위기는 다른 누군가에게는 기회가 된다. 큰 절지동물이 위기에 빠지자 작고 효율적인 생명체는 점차 진화하면서 변화하는 환경에 적응했다. 현대 잠자리는 크기, 생김새, 행동, 진화적 적응에서 메가네우라와 상당한 차이를 보인다. 석탄기에 이미 작은 잠자리가 먹이 경쟁에서 우세해지기 시작했다. 호버링, 추진 비행, 빠른 방향 전환 능력으로 숙련된 사냥꾼이 되었기 때문이다. 산소 농도가 높을 때는 메가네우라가 단순한 기관 시스템만으로도 호흡할 수 있었지만 산소 농도가 낮아지자 호흡이 힘들었다. 하지만 현대 잠자리들은 더욱 전문화되고 효율적인 호흡 시스템을 가지게 되었다.
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