문어의 조상은 사실 오징어에 더 가깝다? 박쥐문어가 연결하는 문어와 오징어의 이야기

"피를 빨지 않는 흡혈귀"가 진화의 주역으로

심해의 어둠 속을 부유하는, 검붉은 망토를 두른 생물.
"뱀파이어 스퀴드(흡혈 오징어)"라는 무시무시한 이름과는 달리, 이들은 피를 빨기는커녕, 바다를 떠도는 "바다의 쓰레기"인 마린 스노우를 부지런히 모아 먹는 온순한 청소부다.위키백과

그 흡혈 오징어가 지금, 진화 생물학의 중심에 뛰어들고 있다.
비엔나 대학과 국립 와카야마 고등전문학교, 시마네 대학 등의 국제 팀이 이 생물의 게놈을 고정밀도로 해독하여,문어와 오징어의 공통 조상이 "문어 쪽"이 아닌 "오징어 쪽"이었다는 것을 강하게 시사하는 결과를 발표한 것이다.Phys.org

박쥐문어라는 "경계의 존재"

흡혈 오징어의 일본어 이름은 아직 정착되지 않았지만, 일본어로는 종종 "박쥐문어"라고도 불린다. 기사에서도 연구 대표인 요시다 마사아키 씨가 "일본어 이름은 '박쥐문어', 배트옥토퍼스라는 의미"라고 소개하고 있다.Phys.org

• 8개의 팔은 문어와 동일

• 그러나 팔끼리 연결하는 박쥐 모양의 막이나, 몸 안에 남아 있는 "껍질의 흔적(글라디우스)"은 오징어에 가깝다

• 생태적으로는 문어·오징어 어느 쪽에도 별로 닮지 않았고, 심해의 저산소 환경에 특화된 "저에너지형 데트리타스 식" 전문가

라는 식으로, 형태·생태 모두문어와 오징어의 중간적인 특징을 가진 생물로서, 이전부터 주목받아 왔다.위키백과

이번 연구는, 이러한 "경계의 존재"에, 게놈이라는 수준에서 빛을 비춘 것이다.

110억 염기쌍, 사상 최대급의 두족류 게놈

연구팀은 흡혈 오징어의 게놈을 염색체 수준에서 조립하여, 그 전체 길이가110억 염기쌍 초과——인간의 약 4배에 달하는 것을 밝혀냈다. 이는 지금까지 분석된 두족류 중 최대 규모다.

그러나 놀라운 것은 크기만이 아니다.
보통 게놈이 거대화되면, 염색체의 구조는 복잡하게 섞이기 쉽다. 그런데 흡혈 오징어에서는,염색체의 배열이, 보다 원시적인 오징어나 갑오징어의 동료에 가까운 "고대형" 그대로, 놀랍도록 잘 보존되어 있었다는 것이다.univie.ac.at

연구자들은, 이러한 특징으로부터 흡혈 오징어를 "게놈판의 '살아있는 화석'(genomic living fossil)"으로 위치지었다.univie.ac.at

문어의 게놈은 "융합과 섞임"으로 이루어져 있었다

그러면, 흡혈 오징어와 비교했을 때, 현생 문어의 게놈은 어떻게 다른가.

팀은, 외양성의 "카이다코(Argonauta hians)" 등 다른 문어의 동료의 게놈도 함께 비교하여,문어의 염색체는, 오징어형의 조상 게놈이 "fusion-with-mixing(융합과 혼합)"이라고 불리는 과정을 거쳐 재편성된 결과라고 결론지었다.univie.ac.at

이는, 단지 염색체가 붙은 것만이 아니라,

• 여러 염색체가 융합

• 그 내부에서 유전자의 배열 변경(재배치)이 일어나는

• 새로운 "염색체 지도"가 만들어지는

라는 다이내믹한 재구성을 의미한다.
그 결과로서, 문어 특유의 부드러운 몸, 능숙한 팔, 껍질을 잃은 생활양식 등,형태의 대진화가 한꺼번에 진행되었다고 생각되는 것이다.univie.ac.at

연구의 포인트는, "새로운 유전자가 계속해서 생겨났기 때문에 진화했다"라기보다는, "원래 있던 유전자를 염색체 수준에서 배열을 바꾼 결과로서 다양화했다"라고 보여준 데 있다.

공통 조상은 "문어 같은 오징어"였다?

종래, 문어와 오징어의 계통 관계는, 화석 기록이나 형태 비교에서 "오징어형의 조상에서 껍질이 퇴화하여 문어가 나왔다"고 추정되었으나, 그 상세는 모호했다.위키백과

이번에, 흡혈 오징어라는 "중간형"의 게놈이 손에 들어오면서, 다음과 같은 스토리가, 상당히 구체적인 형태를 갖게 되었다.

1. 약 3억 년 전, 문어·오징어의 공통 조상(오징어 쪽의 갑오징어 같은 동물)이 존재

2. 그로부터

   • 데카포디폼(오징어·갑오징어): 비교적 조상형의 염색체 구조를 유지

   • 옥토포디폼(문어·흡혈 오징어): 그중 문어가 염색체의 대규모 재편성으로 "문어적" 형태를 획득

3. 흡혈 오징어는, 그 중간 단계의 염색체 구조를 지금도 유지하는게놈상의 중간종

즉, **"문어의 조상은 생각했던 것보다 훨씬 오징어 같았다"**는 것이다.univie.ac.at

심해에 숨은 "저에너지 디자인"의 승리

흡혈 오징어 자신도, 진화의 이야기를 빼놓고 충분히 기묘하고 매력적인 생물이다.

• 전체 길이 약 30cm

• 세계의 온대~열대의 심해 600~900m, 산소가 거의 없는 "산소 최소층"에 서식

• 대사를 극한까지 떨어뜨리고, 천천히 부유하면서 마린 스노우를 모아 먹는 "저에너지 생활"

• 위험을 느끼면, 망토를 뒤집어 가시투성이의 "파인애플 모습"이 되어, 더불어 청록색으로 빛나는 점액을 흩뿌려 적을 혼란시킨다

라는 엄청난 적응의 온파레이드이다.위키백과

심해의 환경은, 3억 년 전부터 크게 변하지 않았다고 한다.
그 때문에, "심해로 도망친 흡혈 오징어의 조상은, 환경이 안정되어 있었던 덕분에, 염색체 수준에서도 '고대 그대로' 진화가 슬로우 모션이 되었던 것이 아닐까"라는 시각도 가능하다.위키백과

다시 말해, **"진화가 빠르게 진행된 문어"와, "환경에 딱 맞아 변하지 않아도 좋았던 흡혈 오징어"**라는, 대조적인 두 가지 성공 패턴이, 같은 두족류에서 탄생한 것이다.

SNS에서는 "러브크래프트급", "역시 지구 외 생물"?

이 뉴스는 물리·생물계 뉴스 사이트 Phys.org나 대학의 보도 자료 등에서 전 세계에 배포되어, X(구 Twitter)나 Threads 등의 SNS에서도 서서히 확산되고 있다.Phys.org

X에서는, 과학 계정이

• "#Research Vampires in the deep, an ancient link between octopuses and squids"라는 링크와 함께 담담히 소개하는 게시물X (formerly Twitter)

• "게놈의 '살아있는 화석'이 발견되었다", "문어와 오징어의 분기를 직접 연결하는 존재다"라고 해설하는 스레드

등을 세워, 연구자나 오타쿠 층을 중심으로 리트윗이 증가하고 있다.

한편, 심해 생물 애호가들이 모이는 커뮤니티나,