폐름기 말을 뒤흔든 진화사 최대의 도전

『뿌리와이파리 오파비니아』시리즈 3권《대멸종》. 이 시리즈는 우주와 지구, 인간의 진화사에서 커다란 사건들을 중심으로 그것들이 현재 어떤 영향을 미치고 있는지를 살펴보는 내용을 담아 정리한 것이다. 《대멸종》은 2억 5천여 만년 전 페름기 말에 일어났던 대멸종의 원인과 다시 조명받고 있는 격변론에 대해 설명한다. 페름기를 연구하던 초기 고생물학자들의 여정과 페름기 멸망의 원인, 생명의 역사와 멸종이 주는 영향, 오늘날 인류에게 미치는 의미 등에 관하여 상세하게 소개한다.

감사의 말
추천의 말
프롤로그
지질연대표

01. 대홍수 이전의 도마뱀들
02. 머치슨, 폐름계를 명명하다
03. 격변론의 종말
04. 감히 입에 담을 수 없었던 개념
05. 운석충돌!
06. 다양성, 멸종, 대멸종
07. 페름기 말 대멸종으로 돌아와서
08. 생명계가 처한 최대의 도전
09. 두 대륙의 전설
10. 사크마라 강에서
11. 사상 최대 멸종의 원인
12. 여섯 번째 대멸종?

옮긴이의 말
용어설명
미주
참고문헌
그림출처
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요점은 대멸종에서 생존을 판가름하는 한 요인이 행운일 수도 있다는 얘기이다. 특수하게 적응한 동물들에 비해 생존동물들에게 더 운이 따른다는 것이다. 가장 고등하고 지능적이고 빠르게 번식하는 동물종들은, 입때껏 한 번도 만나보지 못했던 도전들로 내몰릴 멸종의 재앙이 닥치면 절멸해버릴 수 있다. 보통 진화는 가뭄, 홍수, 포식자, 질병과 같은 평범한 문제들과 마주치면서 유기체들이 세세하게 적응력을 다듬어가는 식으로 이루어진다. 그러나 수백만 년에 한 번 있을까 말까 한 사건들은 그냥은 감당해낼 수 없다. 고생물학자 데이비드 라우프David Raup는 이 현상을 기막힌 말로 묘사했다. “나쁜 유전자 때문이 아니라 나쁜 운 때문이다”라고.(34쪽)머치슨은 1830년대 동안, 암석층서와 지구 역사에서 일어난 사건들의 연대를 연구하는 층서학에 전념했다. 이때는 지질학자라는 것이 행복한 시절이었다. 머치슨과 동료들은 말 그대로 지질시대를 하나하나 분류해 새겨 넣었다. 그러던 중 이 일이 단순히 국지적으로만 적용되는 것이 아님을 깨달았다. 다시 말해서 어느 한 곳의 암석을 면밀히 연구하면, 범세계적인 지질시대 표준을 마련할 수 있음을 알게 되었다는 것이다. 오늘날에는 표준적인 지질연대표가 지질학의 당연한 기초이기 때문에, 1830년대 당시는 그렇지 않았다는 사실을 깜빡하기 쉽다. 1839년, 머치슨은 실루리아계를 명명했다.(57쪽)당시 지질학자들은 두 진영으로 첨예하게 갈라져 있었고, 각각 딱지가 붙어 있었다. 좋은 쪽은 동일과정론자들이었고, 나쁜 쪽은 격변론자들이었다. 머치슨, 세지윅, 필립스를 비롯하여 사실상 영국 지질학자 대부분이 실제로 격변론자들이었다. 그러나 막강한 영향력을 행사했던 라이엘 때문에 그 지질학자들은 모두 라이엘이 붙인 딱지와 비난을 몹시 소심하게 받아들였다. 어쨌든 격변론자로 몰리지만 않으면 되었던 것이다. 그러나 멸종문제에 관해서는 격변론자들의 생각이 옳았다.(84쪽)당시 프랑스를 비롯한 유럽 대륙의 지질학자들은 과거 지질시대에 화산활동, 운석충돌, 돌연한 멸종과 불가사의한 사건들이 있었다고 가정했다. 이것이 바로 격변론이다. 틀림없이 조잡하고 비과학적인 생각으로 비칠 것이다. 동일과정론은 간단명료하고 상식적인 영국식 관점이었다. 라이엘의 생각이 합당할 것이라고 신뢰한 이면에는 라이엘이 스코틀랜드인이자 법정변호인이라는 신분이 한몫했다. 라이엘을 거부한다는 것은, 나아가 동일과정론을 거부한다는 것은 스스로 조잡한 이론가라는 딱지를 붙인 꼴이 될 터였다.(87~88쪽)1840년부터 1980년까지 있었던 대멸종 논쟁의 한 가지 핵심적인 특징은 두 진영에 대한 인식상의 불균형이었다. 격변과 갑작스런 대멸종을 옹호하는 자들은 어김없이 미치광이 취급을 받았다. 우주선宇宙線이나 태양흑점, 또는 운석충돌 따위와 대멸종을 결부시킨다는 것은 스스로를 유사과학자나 점성술가로 내모는 짓이었다. 반면 멸종 반대론자들은 분별 있고 사려 깊은 과학자로 대우받았다. 점쟁이나 종말론자, 광적인 묵시론자들의 품속으로 조잡하게 뛰어들기보다는, 더 많은 증거를 요구하고, 멸종이 점진적으로?아마 500만 년이나 1,000만 년 이상을 거치면서 서서히?일어났다고 논하고, 해수면의 변화나 기후변동처럼 지구를 기반으로 서서히 작용하는 과정들에서 설명의 실마리를 찾는 것이 훨씬 훌륭한 일이었던 것이다!(107쪽)기독교와 라이엘의 생각이 뒤범벅된 묘한 상황을 대대적으로 끝장낸 것은 다윈주의였다. 그러나 찰스 다윈이라고 연대측정문제와 화석기록의 질적인 문제에서 자유로울 수 있던 것은 아니었다. 여타 진화의 문제에 대해서는 뛰어난 통찰을 보여주었지만, 그는 개념적 도약을 거쳐 라이엘을 부정하고 대멸종이 실제 일어났음을 인정하는 데까지 나아가지는 못했다.(110쪽)프랑스의 관료였던 자크 부셰 드 페르트Jacques Boucher de Perthes(1788~1868)가 초기 인류와 유럽의 플라이스토세 포유류가 함께 살았다는 증거를 내놓았다. 그는 라이엘 같은 의심가들을 설득하기 위해서는 아주 면밀하게 연구해야 한다는 것을 알고 있었다. (……) 당시 대홍수가 전 세계를 휩쓸어, 유럽의 이색적인 매머드와 코뿔소는 말할 것도 없고, 그들을 사냥했던 선사시대 인간들까지도 파멸시켰으며, 대홍수가 지난 뒤에는 새롭고 현대적인 동물들이 유럽 지역을 채웠다는 것이다. 격변적인 홍수라는 생각은 바로 1820년대 조르주 퀴비에에게서 나온 것이었다. 프랑스와 독일에서는 여전히 격변론의 관점이 지배적이었다. 라이엘이 모든 이들을 설득할 수 있었던 것은 아니었다.(115쪽)

생명계를 뒤흔든 대멸종의 원인은 과연 운석충돌 때문일까, 화산활동 때문일까?
6,500만 년 전, 공룡을 비롯해 당시 살았던 생물종의 절반이 사라져버렸다. 그 주된 이유가 운석충돌 때문이었다는 건 지금은 어린아이들도 잘 아는 상식에 속한다. 이 백악기 말의 대멸종은 다른 어떤 멸종보다 더 면밀하게 연구되어왔다. 해마다 그 주제를 다룬 과학출판물만 수십 권에 이르고, 나아가 아동도서, 뉴스, 인터넷에서도 갖가지 방식으로 다룬다. 공룡이 풍기는 매력이 큰 몫을 하기 때문이다. 공룡의 멸종을 궁금해 하지 않을 사람이 어디 있겠는가? 그러나 그뿐만은 아니다. 백악기 말의 대멸종은 여러 차례 있었던 대멸종 가운데 맨 마지막에 일어났던 사건이며, 따라서 연구하기가 더 쉽기 때문이다.
그런데 잘 알려져 있지는 않지만, 그것보다 훨씬 큰 규모의 격변이 있었다. 지금부터 2억 5,100만 년 전인 페름기 말기에 사상 최악의 대멸종이 일어났다. 페름기 말 대멸종은 전 시대를 통틀어 단연 가장 큰 규모의 멸종이었다. 페름기 말을 견뎌낸 종은 겨우 10퍼센트 정도에 불과했던 것으로 추정된다. 다시 말해 이 참변으로 육지와 바다를 막론하고 최소한 90퍼센트의 생명이 파괴되어버렸다는 것이다. 반면 백악기 말을 견뎌낸 종은 전체의 50퍼센트였다. 그러나 백악기 말의 50퍼센트 생존율과 페름기 말의 10퍼센트 생존율 사이에는 크나큰 차이가 있다. 50퍼센트 생존율과 10퍼센트 생존율을 가르는 결정적인 차이는 바로 격변 이후에 생명이 다시 번성할 기반이 될 종자생물들이 얼마나 다양한지에 있다. 전체 종의 50퍼센트 정도면 대멸종 이전 생명의 범위를 충분히 아우를 수 있기 때문에, 육상과 해양 생태계가 충분히 균형 잡힌 계로 회복될 가능성이 있다. 그러나 전체 종의 10퍼센트 생존은 주요 식물군, 동물군, 미생물군의 많은 부분이 영원히 사라져버렸음을 뜻한다.
이 유례없는 대참사가 일어난 뒤, 지구에는 추위가 닥쳤고, 산소도 거의 없었다. 겨우 100에 한두 종만 살아남아 간신히 살아갔다. 대체 그런 어마어마한 파괴가 일어난 원인은 무엇이었고, 그 후 생명은 어떻게 회복되었을까? 페름기 말 사건의 경우, 두 가지 멸종모델이 서로 각축을 벌이고 있다. 현재 많은 과학자들은 바다에서 일어난 메탄트림과 급격한 온실효과를 고려하고 있다. 1990년대를 거치면서 화산분출모델은 차츰 개선되었고, 지지 세력도 점차 늘어났다. 대체 어느 쪽이 옳은 것일까? 사상 최대 규모의 대멸종은 과연, 지름이 10킬로미터가 넘는 거대한 운석이나 혜성이 지구와 충돌한 결과일까? 아니면 오랫동안 벌어졌던 시베리아의 화산활동 때문일까? 이 책은 바로 그 답을 찾기 위한 것이다.

“모든 멸종의 어머니”라는 페름기 말 대멸종에 대한 포괄적이면서도 상세한 분석
과학기술부 인증 우수과학도서(『생명 최초의 30억 년』, 앤드루 놀 지음, 김명주 옮김)로 첫선을 보인 <뿌리와이파리 오파비니아> 시리즈의 세 번째 책, 『대멸종?페름기 말을 뒤흔든 진화사 최대의 도전』은 2억 5,100만 년 전에 있었던 일뿐만 아니라, 다시금 새로운 조명을 받고 있는 격변론에 대해 상세히 설명하는 책이다. 격변론은 19세기에 막대한 영향력을 행사한 찰스 라이엘의 그늘 밑에서 거의 꺼져버린 듯했다가 최근에 와서야 다시 불붙기 시작한 멸종모델을 가리킨다. 격변론이 처음 제기된 때부터 150년이 지나서야 과학자들은 마침내 과거 이 세상이 대재난에 휩쓸렸음을 인정하게 되었다.
그린란드와 러시아의 현장캠프뿐 아니라 실험실에서 돌아가는 일에 대해서도 잘 아는 인물인 마이클 벤턴은 이 책에서 여러 분야에 걸쳐 큰 목표를 향해 나아가는 장대한 학자군단들의 모습을 입체적으로 그려내고 있다. 그들이 연구에 활용하는 여러 방법을 생생하게 보여주고, 현재 진행 중인 논쟁들도 가감 없이 드러낸다. 마이클 벤턴이 보여주는 것처럼, 이것은 단지 과학계만 관심을 가지는 난해한 논쟁이 아니다. 까마득히 오래전에 일어났던 과거의 위기들을 이해하면 오늘날 당면한 생물다양성의 위기가 우리 모두와 관련되어 있음을 알게 된다. “과거는 현재를 이해하는 열쇠”라는 말처럼 지구상 생명의 현재를 이해하고, 미래를 이해하는 데에 과거는 진정한 길잡이가 될 수 있기 때문이다.