뉴욕 채석장서 약 3억8천600만년 전 최고(最古) 숲 발굴

카이로 원시 숲에서 나온 아르카이오프테리스 뿌리 화석 [찰스 베르 스트라에텐 제공]

미국 뉴욕주 캐츠킬 산맥 기슭에서 약 3억8천600만년 전에 있었던 것으로 추정되는 세계에서 가장 오래된 숲이 발굴돼 학계에 보고됐다.

뉴욕주립 빙엄턴대학 생물학 명예교수 윌리엄 스타인 박사가 이끄는 연구팀은 뉴욕주 카이로 인근의 버려진 사암 채석장 일대 3천㎡의 고대 숲 지도를 완성한 결과를 과학저널 '커런트 바이올로지'(Current Biology) 최신호에 실었다.

연구팀은 이 숲이 펜실베이니아주 일대까지 광범위하게 형성돼 있었을 것으로 추정했다.

이 숲은 지금까지 가장 오래된 숲으로 알려졌던 인근의 길보아 숲보다 약 200만~300만년 더 된 것으로 분석됐다.

연구팀은 길보아에서 약 40㎞밖에 떨어지지 않은 이 일대의 화석 토양에서 양치식물과 비슷하지만 잎이 부족한 '클라도그쉴로프시드스'(cladoxylopsids)와 침엽수 같은 몸통에 종려나무처럼 길게 갈라진 잎을 가진 '아르카이오프테리스'(archaeopteris)가 서로 어울려 숲을 구성한 흔적을 찾아냈다.

이와 함께 석탄기와 그 이후에나 존재했을 것으로 여겨져 온 석송 속(屬)으로 추정되는 대형 식물의 뿌리 화석도 발굴됐다.

연구팀이 만든 카이로 숲 지도 [커런트 바이올로지 논문 캡처]

스타인 박사는 "카이로 숲에서 발견된 뿌리 체계는 석탄기의 긴 뿌리를 가진 대형 나무와 일치하지만 이 식물의 지상부 화석은 데본기 초기에는 발견되지 않았다"면서 "이번 발굴을 통해 일반적으로 추정되던 것보다 앞서 이 식물이 존재했을 것으로 보이지만 아직은 '발자국'만 갖고있어 이를 확인해주는 추가 증거가 나오길 기다리고 있다"고 했다.

연구팀은 고대 식물 종마다 서로 배타적 서식지를 형성했을 것으로 여겨지던 것과 달리, 고대 삼각주로 추정되는 카이로 원시 숲에서는 키가 큰 아르카이오프테리스 사이에서 이보다 작은 클라도크쉴로프시드스가 개별 또는 무리를 지어 서식한 것으로 분석했다.

연구팀은 또 카이로 원시 숲에서 현대 종자식물의 특성을 많이 가진 아르카이오프테리스가 11ｍ에 달하는 거대한 뿌리망을 형성한 화석도 찾아냈다.

연구팀은 이처럼 나무뿌리가 여러 갈래로 갈라져 작은 잔뿌리를 갖고 다년생이 되면서 식물과 토양이 상호작용을 숲과 대기의 공진화에 주축이 되게 만들었다고 설명했다.

연구팀은 또 채석장 주변에서 물고기 화석이 많이 발견된 점으로 미뤄 홍수가 덮치면서 숲이 파괴됐을 것으로 추정했다.

연구원들이 채석장의 화석토양 표면을 긁어내는 장면 [윌리엄 스타인 제공]

논문 공동저자인 카디프대학 지구해양과학과의 크리스 베리 박사는 "나무가 어떻게 대기 중 이산화탄소를 흡수하기 시작했는지를 이해하려면 초기 숲의 생태와 서식지, 뿌리 시스템 등을 이해할 필요가 있다"면서 이번 연구결과는 대형 식물의 중요성에 대한 일반론에서 벗어나 어떤 식물이 무슨 역할을 했는지 구체적인 각론으로 들어가는 계기를 만들었다고 의미를 부여했다.   

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