화석화된 땅다람쥐 배설물, 고대 생태계 분포 및 진화에 대한 정보
- 지구환경 / 문광주 기자 / 2026-06-10 09:45:40
3분 읽기
- 캐나다 영구 동토층에서 최대 70만 년 된, 즉 선사시대 땅다람쥐의 배설물 발견
- 클론다이크 금광 지대는 19세기 말 골드러시를 촉발시킨 역사적인 금 매장지
- 수십만 년 동안 얼어붙은 상태로 남아 과거 기후와 생태 조건에 관한 귀중한 정보 보존
- 과거 기후 변화로 인해 선택적으로 진화한 유전자 분석 가능
캐나다 북서부 유콘 준주에 있는 클론다이크 금광 지대는 19세기 말 골드러시를 촉발시킨 역사적인 금 매장지로 유명하다. 하지만 고생물학과 지질학 연구에 있어서 이 지역은 전혀 다른 보물을 간직하고 있다. 이 지역의 상당 부분은 영구 동토층으로 이루어져 있는데, 일부 지역에서는 수십만 년 동안 얼어붙은 상태로 남아 있어 과거 기후 및 생태 조건에 대한 귀중한 정보를 보존하고 있다.
고대 DNA가 담긴 배설물
캐나다 하카이 연구소의 타일러 머치(Tyler Murchie)가 이끄는 연구팀은 매우 특별한 종류의 "타임캡슐"을 분석했다. 클론다이크 금광 지대의 영구 동토층에서 연구팀은 북극땅다람쥐(Urocitellus parryii)의 화석화된 배설물 샘플 13개를 발굴했는데, 그중 일부는 최대 70만 년 전까지 거슬러 올라간다. 머치와 그의 동료들은 "선사시대 배설물인 분변 화석은 다양한 생체 분자와 고대 DNA(aDNA)를 포함하고 있기 때문에 과거의 생물학적 모습을 시간적으로 한정적으로 보여주는 자료가 될 수 있다"고 설명했다. 여기에는 분변 화석을 만든 생물의 고대 DNA, 식단, 장내 미생물군, 그리고 주변 환경에 있던 다른 생물의 고대 DNA까지 포함된다.
오늘날의 북극땅다람쥐처럼, 그들의 조상은 약 70만 년 전 땅속에 굴과 터널을 파고 살았다. 그곳에 식물, 씨앗, 썩은 고기 등 식량을 저장하고 배설물을 남겼다. 영구 동토층이 수천 년 동안 굴을 밀봉하고 보존했기 때문에 그들의 유전 물질은 오늘날까지 보존될 수 있었다. 연구진은 이를 통해 땅다람쥐 12마리, 말 3마리, 스텝 들소 2마리, 그리고 눈토끼 1마리를 포함한 총 18개의 미토콘드리아 게놈을 재구성할 수 있었다. 그들은 털매머드, 아메리카 치타, 늑대, 그리고 당시 동물군에 속했던 수많은 다른 동물들의 DNA 흔적을 발견했다. 뿐만 아니라 200종 이상의 식물군과 수많은 박테리아도 확인했다.
생태계, 분포 및 진화에 대한 정보
연구 대상이 된 배설물 화석은 약 1만7000년 전부터 70만 년 전까지 다양한 연대를 가지고 있어서, DNA 분석을 통해 고대 생태계의 변화를 파악할 수 있다. 머치 연구원은 "풀과 꽃이 피는 초본 식물이 지배했던 중기 플라이스토세의 매머드 스텝 생태계에서부터 오늘날 삼림 지대가 특징인 생태계에 이르기까지 생태학적 변화를 관찰할 수 있다"고 설명했다.
이번 연구 결과는 북극땅다람쥐의 진화에 대한 새로운 정보도 제공한다. 연구 결과에 따르면, 이전에 알려지지 않았던 유전적 계통이 약 70만 년 전에 분화되었는데, 이는 오늘날 북극땅다람쥐 종의 대부분이 진화하기 훨씬 이전이다. 당시 유콘 준주에 서식했던 땅다람쥐의 가장 가까운 친척은 현재 베링 해협 건너 시베리아에서만 발견된다.
캐나다 맥마스터 대학교의 공동 저자 헨드릭 포이나르(Hendrik Poinar)는 "이번 연구 결과는 기후 변화와 진화라는 맥락에서 종의 확산을 이해하는 데 도움이 된다"고 말했다. "궁극적으로 우리는 과거 기후 변화로 인해 선택적으로 진화한 유전자를 분석할 수 있으며, 이를 통해 동물들이 현재의 온난화되는 기후에 어떻게 적응하고 있는지, 혹은 적응하지 못하고 있는지를 이해할 수 있을 것이다.“
출처: Tyler Murchie (Hakai Institute, Heriot Bay, British Columbia, Canada) 외, Nature Communications, doi: 10.1038/s41467-026-72977-6
- 캐나다 영구 동토층에서 최대 70만 년 된, 즉 선사시대 땅다람쥐의 배설물 발견
- 클론다이크 금광 지대는 19세기 말 골드러시를 촉발시킨 역사적인 금 매장지
- 수십만 년 동안 얼어붙은 상태로 남아 과거 기후와 생태 조건에 관한 귀중한 정보 보존
- 과거 기후 변화로 인해 선택적으로 진화한 유전자 분석 가능
화석화된 땅다람쥐 배설물, 고대 생태계에 관한 귀중한 통찰력 제공
캐나다 영구 동토층에서 연구진은 최대 70만 년 된 놀라운 DNA 저장소, 즉 선사시대 땅다람쥐의 배설물을 발견했다. 이 작은 잡식성 동물의 화석 유해에는 땅다람쥐 자체의 유전 물질뿐만 아니라 털매머드, 말, 들소, 아메리카 치타, 토끼, 그리고 수많은 식물, 균류, 박테리아의 DNA 흔적도 포함되어 있다. 이는 당시 생태계에 대한 매우 독특한 통찰력을 제공한다.
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| ▲ 이 사진은 중기 플라이스토세 당시 유콘 준주의 풍경이 어떠했을지 보여주는 예시다. 북극땅다람쥐의 배설물에 담긴 고대 DNA는 당시의 동식물에 대한 정보를 제공한다. © Mercedes Minck/Hakai Institute |
캐나다 북서부 유콘 준주에 있는 클론다이크 금광 지대는 19세기 말 골드러시를 촉발시킨 역사적인 금 매장지로 유명하다. 하지만 고생물학과 지질학 연구에 있어서 이 지역은 전혀 다른 보물을 간직하고 있다. 이 지역의 상당 부분은 영구 동토층으로 이루어져 있는데, 일부 지역에서는 수십만 년 동안 얼어붙은 상태로 남아 있어 과거 기후 및 생태 조건에 대한 귀중한 정보를 보존하고 있다.
고대 DNA가 담긴 배설물
캐나다 하카이 연구소의 타일러 머치(Tyler Murchie)가 이끄는 연구팀은 매우 특별한 종류의 "타임캡슐"을 분석했다. 클론다이크 금광 지대의 영구 동토층에서 연구팀은 북극땅다람쥐(Urocitellus parryii)의 화석화된 배설물 샘플 13개를 발굴했는데, 그중 일부는 최대 70만 년 전까지 거슬러 올라간다. 머치와 그의 동료들은 "선사시대 배설물인 분변 화석은 다양한 생체 분자와 고대 DNA(aDNA)를 포함하고 있기 때문에 과거의 생물학적 모습을 시간적으로 한정적으로 보여주는 자료가 될 수 있다"고 설명했다. 여기에는 분변 화석을 만든 생물의 고대 DNA, 식단, 장내 미생물군, 그리고 주변 환경에 있던 다른 생물의 고대 DNA까지 포함된다.
오늘날의 북극땅다람쥐처럼, 그들의 조상은 약 70만 년 전 땅속에 굴과 터널을 파고 살았다. 그곳에 식물, 씨앗, 썩은 고기 등 식량을 저장하고 배설물을 남겼다. 영구 동토층이 수천 년 동안 굴을 밀봉하고 보존했기 때문에 그들의 유전 물질은 오늘날까지 보존될 수 있었다. 연구진은 이를 통해 땅다람쥐 12마리, 말 3마리, 스텝 들소 2마리, 그리고 눈토끼 1마리를 포함한 총 18개의 미토콘드리아 게놈을 재구성할 수 있었다. 그들은 털매머드, 아메리카 치타, 늑대, 그리고 당시 동물군에 속했던 수많은 다른 동물들의 DNA 흔적을 발견했다. 뿐만 아니라 200종 이상의 식물군과 수많은 박테리아도 확인했다.
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| ▲ C. 골드런(2007년) 현장 복구 및 표본 추출(2023년) 중 촬영한 사진. (출처: 09 June 2026 / Ground squirrel coprolites preserve complex archives of ancient environmental DNA over 700,000 years / nature communications) |
생태계, 분포 및 진화에 대한 정보
연구 대상이 된 배설물 화석은 약 1만7000년 전부터 70만 년 전까지 다양한 연대를 가지고 있어서, DNA 분석을 통해 고대 생태계의 변화를 파악할 수 있다. 머치 연구원은 "풀과 꽃이 피는 초본 식물이 지배했던 중기 플라이스토세의 매머드 스텝 생태계에서부터 오늘날 삼림 지대가 특징인 생태계에 이르기까지 생태학적 변화를 관찰할 수 있다"고 설명했다.
이번 연구 결과는 북극땅다람쥐의 진화에 대한 새로운 정보도 제공한다. 연구 결과에 따르면, 이전에 알려지지 않았던 유전적 계통이 약 70만 년 전에 분화되었는데, 이는 오늘날 북극땅다람쥐 종의 대부분이 진화하기 훨씬 이전이다. 당시 유콘 준주에 서식했던 땅다람쥐의 가장 가까운 친척은 현재 베링 해협 건너 시베리아에서만 발견된다.
캐나다 맥마스터 대학교의 공동 저자 헨드릭 포이나르(Hendrik Poinar)는 "이번 연구 결과는 기후 변화와 진화라는 맥락에서 종의 확산을 이해하는 데 도움이 된다"고 말했다. "궁극적으로 우리는 과거 기후 변화로 인해 선택적으로 진화한 유전자를 분석할 수 있으며, 이를 통해 동물들이 현재의 온난화되는 기후에 어떻게 적응하고 있는지, 혹은 적응하지 못하고 있는지를 이해할 수 있을 것이다.“
출처: Tyler Murchie (Hakai Institute, Heriot Bay, British Columbia, Canada) 외, Nature Communications, doi: 10.1038/s41467-026-72977-6
[더사이언스플러스=문광주 기자]
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