지금까지 계통학은 대부분 겉모습으로 구분해왔습니다. 그러나 DNA를 확인 할 수 있게 되면서 계통을 결정할 때 활용할 수 있게 되면서 조금 더 정확하게 분류를 할 수 있게 된 것은 사실이나 이 DNA도 생각보다 확인하기 어려워 초기 유전체 기술로는 한계가 있었습니다. 그래서 이번에는 고도화된 시퀀싱 기술을 활용해서 가능한 많은 유전자 정보를 활용해서 연체동물들을 분류해봤다고 합니다. 제목은 A genome-based phylogeny for Mollusca is concordant with fossils and morphology으로 77개 연체동물 유전체를 분석해서 BUSCO를 사용해 13개 종을 새로 분류했다고 합니다. 그리고 지금까지 확보하고 있지 못했던 단판강의 고품질 genome을 2종이나 확보 했다고 하네요.
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Mollusca의 유전체 데이터를 기반으로 한 계통학 연구는 화석 및 형태학과 일치하는 결과를 보여주며, 다양한 생물체의 진화적 성공과 유연성을 설명합니다.
1. **Mollusca의 다양성과 복잡성**
- Mollusca는 gastropods, bivalves, cephalopods 등 다양한 그룹으로 구성되어 있습니다.
- 이들은 생태적, 행동적 적응을 통해 광범위하게 퍼져 나갔습니다.
2. **유전체 기반 계통학 연구**
- 77개의 게놈을 분석하여 mollusca의 계통학을 재구성하였습니다.
- Metazoan BUSCO 유전자를 사용하여 모든 주요 클래스의 관계를 확인하였습니다.
3. **연구의 의의와 도전 과제**
- 이번 연구는 mollusca의 진화적 성공과 유연성을 설명하는 데 기여하였습니다.
- mollusca의 계통학을 이해하는 데 있어 유전체 데이터의 중요성을 강조하였습니다.
gemini
우리 주변에서 흔히 볼 수 있는 달팽이, 조개, 그리고 오징어는 모두 '연체동물'이라는 하나의 대가족에 속합니다. 하지만 이들은 겉모습이 너무나 달라서, 과학자들은 수백 년 동안 이들이 정확히 어떤 친척 관계인지 밝혀내는 데 애를 먹었습니다.
최근 세계적인 과학 학술지 **'사이언스(Science)'**에 게재된 연구는 최첨단 유전자 분석 기술을 통해 이 복잡한 연체동물의 족보를 마침내 깔끔하게 정리해냈습니다. 일반인들도 이해하기 쉽게 이 흥미로운 연구 내용을 요약해 드립니다.
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### 1. 연구 배경: 너무나 다른 겉모습, 혼란에 빠진 과학자들
연체동물은 지구상에서 몸의 구조가 가장 다양한 동물 집단입니다. 껍데기가 두 개인 조개, 소용돌이 껍데기를 가진 달팽이, 뼈가 아예 없는 오징어, 심지어 벌레처럼 생긴 연체동물까지 총 8개의 그룹(강)으로 나뉩니다.
지금까지 과학자들은 화석을 보거나 생김새를 비교하며 이들의 관계를 추측해 왔지만, 연구마다 결과가 제각각이어서 정해진 정답이 없었습니다. 특히 '살아있는 화석'이라 불리는 단판강(Monoplacophora) 같은 희귀 그룹은 유전 정보가 거의 없어 분석이 불가능에 가까웠습니다.
### 2. 연구 목적: 완벽한 '연체동물 유전자 지도' 만들기
이번 연구의 목적은 명확했습니다. 그동안 베일에 싸여 있던 희귀 연체동물을 포함해 8개 그룹 모두의 고품질 게놈(유전체) 데이터를 확보하고, 이를 바탕으로 **신뢰할 수 있는 연체동물 진화의 계통도(족보)**를 완성하는 것이었습니다.
### 3. 연구 방법: 77종의 유전자를 샅샅이 뒤지다
연구팀은 전 세계 곳곳에서 수집한 연체동물들의 유전자를 분석했습니다.
*
**새로운 데이터 확보**: 특히 연구가 어려웠던 심해 단판강 2종을 포함해 총 13종의 게놈을 새롭게 해독했습니다.
*
**방대한 분석**: 기존 데이터를 합쳐 총 77종의 게놈을 분석했으며, 모든 생물에 공통적으로 존재하는 'BUSCO'라는 특수 유전자 세트를 활용해 아주 오래전의 진화적 차이를 정밀하게 추적했습니다.
### 4. 연구 결과: 드디어 완성된 연체동물의 족보
유전자 분석 결과, 놀랍게도 최첨단 유전학 데이터는 과거 과학자들이 화석과 겉모습을 통해 추측했던 모델과 거의 일치했습니다.
*
**두 갈래의 시작**: 연체동물은 진화 초기(캄브리아기)에 껍데기가 단단한 그룹(조개, 달팽이 등)과 가시나 판을 가진 그룹(군부 등)으로 빠르게 나뉘었습니다.
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**새로운 친척 관계**: '단판강'은 나머지 껍데기 있는 연체동물들의 가장 조상 격인 자매 그룹임을 확인했습니다.
*
**발달한 발**: 조개, 달팽이, 뿔조개는 '메갈로포디페라(Megalopodifera)'라는 하나의 큰 그룹으로 묶였는데, 이는 이들이 모두 크고 발달한 '발'을 가졌다는 공통점을 유전적으로 증명한 것입니다.
### 5. 고찰: 왜 그동안 연구가 어려웠을까?
연구팀은 연체동물의 유전자가 **매우 유연하고 변덕스럽다**는 사실을 발견했습니다. 이들의 유전자는 짧은 시간 안에 급격하게 변하거나 복잡하게 섞이는 특성이 있어, 기존의 적은 유전자 데이터로는 분석이 어려웠던 것입니다. 이러한 유전적 유연성이야말로 연체동물이 수억 년 동안 다양한 환경에 적응하며 성공적으로 살아남은 비결이기도 합니다.
### 6. 의의 및 시사점
이 연구는 5억 년 넘게 이어온 연체동물의 진화 역사를 유전학적으로 확정 지었다는 데 큰 의의가 있습니다.
*
**화석 연구의 이정표**: 이제 과학자들은 애매하게 발견되는 고대 화석들이 이 족보의 어디쯤 위치하는지 더 정확하게 판단할 수 있게 되었습니다.
*
**생명 다양성의 이해**: 겉모습이 극단적으로 다른 생물들도 결국 유전적 뿌리가 하나임을 보여줌으로써 생명의 신비로움을 다시 한번 확인시켜 주었습니다.
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### 💡 이 연구가 왜 중요한가요?
연체동물은 단순히 식탁에 오르는 해산물을 넘어 인류에게 매우 중요한 존재입니다. 조개류는 수산업에서 경제적 가치가 크고, 오징어의 신경세포는 뇌과학 연구의 핵심 모델이며, 이들의 껍데기 구조는 생체 모방 공학의 영감이 됩니다.
그동안 우리는 이들의 정체도 제대로 모른 채 이용해 왔지만, 이번 연구를 통해 **지구 생명체의 거대한 한 축인 연체동물의 진화적 근원**을 이해하게 되었습니다. 이는 단순히 족보를 그린 것을 넘어, 기후 변화 속에서 이 다양한 생물들을 어떻게 보호하고 활용할 것인지에 대한 가장 기초적인 설계도를 얻은 것과 같습니다.
chatGPT
아래는 **업로드하신 논문
〈A genome-based phylogeny for Mollusca is concordant with fossils and morphology〉(Science, 2025)**의 내용을 바탕으로,
**일반 성인 독자를 대상으로 한 블로그용 요약문**입니다.
요청하신 대로 **연구 배경–목적–방법–결과–고찰–의의와 시사점**, 그리고 **이 연구가 왜 중요한지**까지 논문의 실제 내용을 중심으로 쉽게 풀어 설명했습니다.
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## 유전체로 다시 그린 연체동물의 진화 나무
### ― 화석과 형태학을 하나로 잇다
### 1. 연구 배경: “너무 다양한 생김새”가 만든 오랜 혼란
연체동물(Mollusca)은 달팽이, 조개, 문어처럼 우리에게 익숙한 생물부터, 몸이 벌레처럼 길고 껍질이 없는 심해 생물까지 포함하는 매우 큰 동물 분류군이다. 이들은 약 **5억 년 이상**에 걸쳐 진화하며 **동물계에서 가장 다양한 몸 구조**를 만들어냈다.
문제는 바로 이 다양성이다. 너무 다른 모습 때문에 “서로 어떤 그룹이 더 가까운 친척인가?”라는 기본적인 질문조차 수백 년 동안 명확히 정리되지 못했다.
형태학(몸 구조), 화석 기록, 유전자 분석 연구들이 **서로 다른 진화 나무**를 제시해 왔고, 특히 유전체 정보가 부족한 집단(예: 단판류, 굴족류 등)은 항상 논쟁의 중심에 있었다.
### 2. 연구 목적: “연체동물 전체”를 아우르는 신뢰할 수 있는 진화 계통도
이 연구의 목표는 단순하다.
👉 **모든 현생 연체동물 8개 강(class)을 포괄하는, 신뢰도 높은 ‘기본 진화 골격(backbone phylogeny)’을 확립하는 것**이다.
이를 위해 연구진은
* 형태나 일부 유전자 대신
* **전장 유전체(genome) 기반 자료**를 사용해
* 화석 기록 및 기존 형태학적 가설과 **조화(concordant)** 되는지를 검증하고자 했다.
### 3. 연구 방법: 77종 유전체 + 핵심 유전자 세트
연구진은 기존 연구보다 훨씬 방대한 자료를 사용했다.
* **총 77종 연체동물 유전체** 분석
* 이 중 **13종은 이번 연구에서 새로 해독**
* 특히 그동안 거의 자료가 없던 **단판류(Monoplacophora)**의 고품질 유전체 2종 포함
* 모든 종에서 **BUSCO 유전자**(동물에서 거의 항상 하나씩 존재하는 핵심 유전자) 약 900개 이상 추출
* 이 유전자들을 이용해
* 여러 계통 분석 방법(ASTRAL, 시간 보정 계통도 등)을 적용
* 화석 연대 정보를 결합해 **언제 갈라졌는지**까지 추정
이 방식은 “유전자가 적어서 생기는 착시”나 “특정 그룹만 많이 분석한 편향”을 최소화했다.
### 4. 연구 결과: 오래된 논쟁에 종지부를 찍다
#### (1) 연체동물은 두 큰 갈래로 나뉜다
연구 결과, 연체동물은 다음 **두 대그룹**으로 명확히 나뉜다.
* **Aculifera**
* 다판류(키톤), 무각류(벌레형 연체동물) 포함
* **Conchifera**
* 복족류(달팽이), 이매패류(조개), 두족류(문어·오징어), 굴족류, 단판류 포함
이는 오래전 형태학과 화석에서 제안되었지만, 유전체로는 불확실했던 가설을 **강하게 지지**하는 결과다.
#### (2) 단판류의 위치가 드디어 확정되다
그동안 가장 논쟁적이었던 **단판류**는
👉 **Conchifera의 가장 기저(초기 분기) 그룹**으로 확인되었다.
이는
* “단판류가 문어와 가깝다”는 일부 분자 연구 결과를 반박하고
* 형태학·화석 기록과 일치하는 결과다.
#### (3) 조개–달팽이–굴족류는 ‘빠른 방사 진화’의 산물
복족류·이매패류·굴족류는 서로 매우 가까운 친척이며,
짧은 기간에 급격히 분화한 **‘빠른 방사(radiation)’**를 겪은 것으로 나타났다.
이 때문에 과거 연구들에서 관계가 엇갈렸던 이유도 설명된다.
### 5. 고찰: 왜 연체동물 계통은 그렇게 풀기 어려웠을까?
연구진은 그 이유를 **연체동물 유전체의 특성**에서 찾았다.
* 대부분의 연체동물은
* **이형접합성(heterozygosity)** 이 매우 높고
* 반복 서열이 많아
* 유전체 조립 자체가 어렵다
* 같은 그룹이라도 유전체 크기와 구조 차이가 극단적이다
즉, 문제는 분석 기술이 부족해서가 아니라
👉 **연체동물 자체가 ‘유전체적으로 매우 유연한 집단’**이었기 때문이다.
이 유전체 유연성이
* 과거 연구의 혼란을 낳았고
* 동시에 연체동물이 그렇게 다양한 형태와 생태를 진화시킬 수 있었던 원동력이었다.
### 6. 의의와 시사점: 진화 연구의 기준점이 생기다
이 연구는 단순히 “연체동물 계통도를 하나 제시했다”는 데서 끝나지 않는다.
* 화석·형태·유전체가 **하나의 이야기로 통합**됨
* 멸종 연체동물(화석 종)의 위치를 **더 정확히 해석할 기준** 제공
* 연체동물의
* 껍질 진화
* 육상·담수 진출
* 신경계와 행동 진화
를 연구하는 데 **기본 지도** 역할을 한다
* 어업, 환경 독성 연구, 신경과학, 생체모방 연구 등 다양한 응용 분야에도 영향을 준다
### 7. 이 연구는 왜 중요한가?
이 연구의 진짜 중요성은 다음 한 문장으로 요약할 수 있다.
👉 **“동물 진화에서 가장 극단적인 실험을 해온 연체동물의 역사를, 처음으로 안정적인 틀 안에서 이해할 수 있게 되었다.”**
연체동물은 “진화가 어디까지 가능할 수 있는지”를 보여주는 살아 있는 사례다.
이번 연구는 그 끝없는 다양성 뒤에 숨은 **공통의 출발점과 분기 과정**을 밝혀냄으로써,
동물 진화 전반을 이해하는 데 핵심적인 기준점을 제공했다.
grok
### 연체동물의 게놈 기반 계통학: 화석과 형태가 맞물리는 진화 이야기
#### 연구 배경
연체동물(Mollusca)은 지구상 동물 중 몸체 형태가 가장 다양하다. 달팽이(복족류), 조개(이매패), 오징어(두족류)처럼 익숙한 그룹 외에 지렁이 같은 무갑류, 8개 껍데기 가진 키톤, 송곳 모양 스카포포다, 머리 없는 모노플라코포라 등 8개 클래스가 있다. 이 다양성 때문에 수백 년간 계통 관계가 논쟁적이었다. 초기 분자 연구는 형태학적 가설과 충돌했으나, 최근 화석과 형태 증거가 점차 수렴하고 있다. 문제는 게놈 자원이 부족하고, 게놈 자체가 크기, 이형접합성, 반복 서열 변이로 다루기 어렵다는 점이다.
#### 연구 목적
이 연구는 연체동물의 안정적인 '생명의 나무'를 재구성해 진화 과정을 밝히는 데 초점. 모든 8개 클래스를 포괄하는 게놈 데이터를 바탕으로 형태학·화석 증거와 일치하는 계통을 확인하고, 게놈 유연성이 진화 성공 요인인지 탐구한다.
#### 연구 방법
연구팀은 77종(13종 새로 생성)의 게놈에서 메타조안 BUSCO(보편 단일 복제 유전자)를 추출해 계통 분석. 희귀 클래스의 고품질 게놈(모노플라코포라 2종, 카우도포베아타 1종 등)을 새로 만들었다. ASTRAL-Pro로 계통 트리를 구축하고, MCMCTREE로 분기 시간을 추정. 화석 캘리브레이션(캄브리아기 소형 껍데기 화석 등)을 사용해 시간을 보정했다.
#### 연구 결과
연체동물은 캄브리아기(약 5억 4천만 년 전)에 기원해 빠르게 Aculifera(무갑류+키톤)와 Conchifera(나머지)로 분기. Conchifera 내 모노플라코포라는 기저에 위치, 세팔로포다는 가스트로포다 + 디아소마(스카포포다 + 비발비아)의 자매군. 이 구조는 형태학(예: Diasoma의 화석 증거)과 화석 기록과 일치. 게놈 분석에서 높은 이형접합성(1% 이상)과 반복 서열(높은 비율)이 확인됐으며, 이는 조립 난이도를 높인다.
#### 연구 고찰
이전 연구의 불일치(예: 모노플라코포라+세팔로포다)는 데이터 부족 탓으로 보인다. 연체동물 게놈의 유연성은 반복적 형태 적응(예: 육상 진출, 껍데기 변형)을 가능케 했으나, 분석 어려움을 초래. 화석 재해석 가능: 초기 캄브리아 화석(Pelagiella)은 스템 콘키페라로 보임. 클래스 내 분기(예: 세팔로포다의 백악기 방사)는 대멸종 후 회복과 맞물린다.
#### 의의와 시사점
이 연구는 연체동물 진화를 통합적으로 이해하는 기반을 마련. 게놈 데이터로 형태·화석 증거를 보강해, 생물 다양성 패턴(예: 육상 적응의 독립 발생)을 밝힘. 미래 연구(예: 크로모솜 수준 게놈 추가)로 이형접합성 원인 탐구 가능. 이는 수산·신경생물학 등 분야에 활용될 수 있다.
이 연구가 중요한 이유는 연체동물이 동물 진화의 '극한 실험장'이기 때문이다. 10만 종 이상의 다양성을 설명하는 게놈 유연성을 밝혀, 생명의 적응 메커니즘을 이해하는 데 기여한다. 결국, 지구 생태계의 역사를 재조명해 보존과 과학 발전을 촉진한다.
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## 연체동물의 족보를 다시 쓰다: 유전체로 밝혀낸 5억 년 진화의 비밀
우리 주변에서 흔히 볼 수 있는 달팽이, 조개, 그리고 바다의 영리한 사냥꾼 문어는 모두 '연체동물(Mollusca)'이라는 하나의 가문에 속합니다. 하지만 이들은 겉모습이 너무나 달라서 과학자들은 지난 수백 년 동안 이들의 정확한 친척 관계(계통수)를 밝히는 데 애를 먹어왔습니다. 최근 **유전체 분석 기술을 통해 이 복잡한 족보를 정리한 획기적인 연구**가 발표되어 그 내용을 알기 쉽게 요약해 드립니다.
### 1. 연구 배경: 너무나 다른 생김새, 혼란에 빠진 과학자들
연체동물은 지구상에서 가장 다양한 몸의 구조를 가진 동물 집단 중 하나입니다. 우리가 잘 아는 복족류(달팽이), 이매패류(조개), 두족류(문어) 외에도 벌레처럼 생긴 굴족강이나 깊은 바다에 사는 단판강 등 8개의 클래스(강)로 나뉩니다.
하지만 이들은 5억 년 이상의 긴 진화 역사를 거치며 너무나 다르게 변했습니다. 그동안 형태학적 연구나 단편적인 유전 정보만으로는 누가 누구의 조상인지, 어떤 그룹이 더 가까운지에 대해 서로 모순된 결과가 나오기 일쑤였습니다.
### 2. 연구 목적: 연체동물의 '표준 족보'를 완성하라
이번 연구의 목적은 명확했습니다. **현존하는 연체동물 8개 강 전체를 아우르는 방대한 유전체 데이터를 분석하여, 그동안의 논란을 종결짓는 안정적인 계통수를 재구축하는 것**입니다. 특히 그동안 유전 정보가 부족했던 희귀 그룹들까지 포함해 연체동물의 진화 과정을 시간순으로 복원하고자 했습니다.
### 3. 연구 방법: 최첨단 유전자 탐정 기법
연구팀은 77종의 연체동물 유전체를 분석했습니다. 여기에는 새롭게 해독된 13개의 유전체가 포함되었는데, 특히 심해에 살아 연구가 어려웠던 '단판강'의 고품질 유전체 2개가 포함되어 분석의 정확도를 높였습니다.
이들은 **'BUSCO(Universal Single-Copy Orthologs)'**라고 불리는, 생물종 간 비교에 매우 효과적인 필수 유전자 세트를 추출하여 분석했습니다. 이를 통해 아주 먼 옛날(캄브리아기)에 일어난 진화적 갈래까지 정확하게 추적할 수 있었습니다.
### 4. 연구 결과: 새롭게 밝혀진 사실들
연구 결과, 연체동물의 족보에서 매우 중요한 몇 가지 사실이 확정되었습니다.
* **두 갈래의 시작:** 연체동물은 진화 초기에 크게 두 그룹으로 나뉘었습니다. 하나는 가시나 골편을 가진 벌레 모양의 '아쿨리페라(Aculifera)'이고, 다른 하나는 껍데기를 가진 '콘키페라(Conchifera)'입니다.
* **껍데기의 조상, 단판강:** 흔히 '머리 없는 삿갓조개'처럼 생긴 단판강(Monoplacophora)이 나머지 껍데기 연체동물들의 가장 뿌리가 되는 형제 그룹임이 확인되었습니다.
* **'대족류(Megalopodifera)'의 발견:** 연구팀은 달팽이(복족류), 조개(이매패류), 뿔조개(굴족강)를 하나로 묶어 **'메갈로포디페라(큰 발을 가진 자)'**라는 새로운 그룹으로 명명했습니다. 이들은 공통적으로 벨리저 유충 단계를 거치며, 껍데기 밖으로 뻗어 나오는 커다란 발을 가졌다는 특징이 있습니다.
* **유연한 유전체:** 연체동물의 유전체는 변이가 매우 심하고 반복되는 서열이 많았습니다. 이러한 유전적 유연성이 연체동물이 환경에 맞춰 수많은 형태로 진화할 수 있었던 성공의 비결로 분석되었습니다.
### 5. 고찰 및 시사점: 화석과 유전자의 만남
이번 연구는 유전자 분석 결과가 그동안 발견된 화석 기록 및 신체 구조 연구와 일치한다는 점을 보여주었습니다. 예를 들어, 문어와 오징어 같은 두족류가 조개나 달팽이보다 화석상으로는 늦게 등장하지만, 유전적으로는 이들보다 먼저 갈라져 나왔다는 점 등 복잡한 진화적 사건들의 순서를 바로잡았습니다. 또한, 우리가 '원시적'이라고 생각했던 삿갓조개가 실제로는 진화의 후반부에 나타난 형태일 수 있다는 흥미로운 가능성도 제시되었습니다.
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### 💡 이 연구가 왜 중요한가요?
이 연구는 단순히 동물의 이름을 분류하는 것을 넘어, **지구 생태계에서 가장 성공적인 동물 집단 중 하나인 연체동물이 어떻게 5억 년 동안 살아남아 번성했는지 그 청사진을 제공**합니다.
연체동물은 수산업부터 뇌과학, 신소재 디자인까지 우리 삶과 밀접하게 연결되어 있습니다. 이제 안정적인 족보(계통수)가 마련됨으로써, 특정 연체동물의 유용한 특성을 연구하거나 기후 변화에 따른 이들의 적응 과정을 이해하는 데 강력한 기초 지도를 갖게 된 것입니다.
**요약하자면, 이 연구는 연체동물이라는 거대한 생명의 역사를 읽어내는 데 있어 가장 정확한 '가이드북'을 완성한 것이라고 할 수 있습니다.**
Perplexity.ai
이 논문은 전 세계에 사는 조개, 달팽이, 오징어, 문어 같은 ‘연체동물’의 진화 가계도를 최신 유전체(게놈) 기술로 다시 그려 보고, 왜 이 그룹의 진화 역사가 그렇게 복잡하게 보였는지 그 근본 원인을 파헤친 연구입니다.[1]
***
## 연구 배경: 왜 연체동물인가?
- 연체동물은 바닷가 조개, 달팽이, 문어·오징어뿐 아니라 깊은 바다에 사는 희귀한 벌레형 연체동물까지 포함해, 동물 문(phylum) 중에서도 몸 형태가 가장 **다양한** 그룹입니다.[1]
- 5억 년이 넘는 긴 역사 동안 껍질 모양, 몸 구조, 서식 환경이 너무 다양하게 바뀌어서, 이들 사이의 “가족관계도(계통수)”를 정확히 그리는 일이 오랫동안 논쟁거리였습니다.[1]
- 기존에는 일부 유전자나 형태, 화석 자료가 서로 다른 신호를 보내서, 연구마다 연체동물 계통도가 자주 뒤집히곤 했습니다.[1]
***
## 연구 목적: ‘연체동물 가계도’의 최종판 만들기
이 연구의 핵심 목표는 다음과 같습니다.[1]
- 연체동물 8개 모든 현생 강(조개류, 복족류, 두족류, 단판류, 삿갓조개류, 각피류, 솔렌가스트레스, 카우도포베아타)을 대표하는 고품질 유전체를 모아, **전(全) 연체동물 계통수**를 유전자 단위에서 다시 그리는 것.[1]
- 그 계통수가 화석 기록과 형태 연구에서 제시된 가설들과 얼마나 잘 맞는지 검증하는 것.[1]
- 왜 이전 분자 계통 연구들이 서로 상충했는지, 연체동물 **게놈 자체의 특성**에서 그 이유를 찾는 것.[1]
***
## 연구 방법: 77개 유전체, 954개 공통 유전자
### 1. 어떤 데이터를 썼나?
- 연구진은 기존에 공개된 유전체에 더해, 단판류(머리 없는 깊은바다 삿갓조개) 2종을 포함해 13종의 연체동물 유전체를 새로 해독했습니다.[1]
- 최종적으로 8개 강에서 총 77종의 유전체를 분석에 사용했습니다.[1]
### 2. 어떤 유전자를 비교했나?
- ‘BUSCO’라는, 동물들 사이에서 **보편적으로 하나씩 존재**하는 단일 복사 유전자(단일 유전자 사본) 집합을 사용했습니다.[1]
- 각 종당 평균 약 897개의 BUSCO 유전자가 확보되었고, 이 유전자들을 모아 954개의 유전자 계통도를 만들고, 이를 합쳐 하나의 큰 계통수를 추정했습니다.[1]
### 3. 시간축(언제 갈라졌는가)은 어떻게?
- 연체동물 화석이 풍부하게 알려진 시기의 화석(예: 특정 조개·달팽이·두족류의 가장 오래된 화석)을 ‘기준점’으로 삼아, 분기 시점을 추정했습니다.[1]
- 이를 통해, 연체동물의 기원이 캄브리아기, 그리고 Aculifera(몸에 작은 비늘·가시)와 Conchifera(껍질을 가진 그룹)로 매우 빠르게 갈라졌다는 시간틀을 제시합니다.[1]
***
## 주요 결과: 연체동물의 ‘뼈대 계통도’ 확정
### 1. 8개 강의 큰 틀 관계
연구의 가장 중요한 성과는, 여러 학설을 하나의 **안정된 뼈대 계통도**로 통합했다는 점입니다.[1]
- Aculifera
- 솔렌가스트레스와 카우도포베아타(둘 다 벌레 비슷한 몸) + 각피류(마디마디 판이 8개인 키틴류)가 하나의 큰 그룹(Aculifera)을 이룬다는 기존 가설을 지지합니다.[1]
- Conchifera
- 껍질을 가진 나머지 그룹들(조개류, 복족류, 두족류, 단판류, 소고둥류)이 Conchifera라는 하나의 큰 갈래를 이룬다는 점도 재확인됩니다.[1]
- 단판류(머리 없는 삿갓조개류)의 위치
- 단판류는 다른 Conchifera 전체의 **기저(가장 아래)**에서 갈라져 나오는 자매 그룹으로, 이후에 두족류, 복족류, 조개류 등이 분화한 것으로 나타났습니다.[1]
- 복족류·조개류·소고둥류
- 복족류(달팽이·우렁이), 조개류, 소고둥류(스캐포포다)가 함께 한 갈래를 이루며, 이 그룹에서 조개류와 소고둥류가 가까운 관계(Diasoma)라는 오래된 형태·화석 기반 가설도 지지됩니다.[1]
- 이 세 그룹은 매우 짧은 시간에 한꺼번에 분화된 “폭발적 방사”의 후손으로 보이며, 연구진은 이 큰 갈래에 **“Megalopodifera(큰 발을 가진 것들)”**라는 이름을 붙였습니다.[1]
### 2. 각 주요 그룹 내부의 새로운 통찰
- 두족류(문어·오징어·갑오징어)
- 오징어·갑오징어를 포함하는 십완류(Decapodiformes)의 계통도가 논란이 많았는데, 이번 연구는 5개 유전자 분석 등과 일치하는 안정적인 구조를 제시합니다.[1]
- 작은 오징어류(Sepiolina)를 별도의 목(Sepiolida)으로 인정할 근거가 강화되었고, 갑오징어(Sepiida)가 대부분의 오징어류와 자매 관계라는, 해부학적으로도 더 간단한 시나리오를 뒷받침합니다.[1]
- 복족류(달팽이류)
- 복잡했던 복족류의 큰 틀이 “Psilogastropoda vs Adenogonogastropoda”라는 두 갈래로 재확인됩니다.[1]
- 전통적으로 가장 원시적인 달팽이로 여겨졌던 삿갓달팽이류(Patellogastropoda)는, 분자 자료에서는 더 나중에 갈라진 파생된 그룹으로 자주 나타나며, 이번 연구도 그 경향을 지지합니다.[1]
- 조개류
- 조개의 큰 가지(원시 조개 Protobranchia → 날조개·홍합류 Pteriomorphia → 담수조개 Paleoheterodonta → 나머지 대부분인 Imparidentia)의 “백본”은 기존 합의와 잘 맞습니다.[1]
- 다만 어떤 조개 목(Adapedonta와 Galeommatida 등)은 형태와 분자 자료가 충돌하는 부분이 남아 있어, 여전히 논쟁 지점으로 남습니다.[1]
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## 고찰: 왜 연체동물 계통은 그렇게 어려웠나?
### 1. 게놈 자체가 “까다로운 재료”였다
연구진은 “연체동물 계통이 유난히 헷갈렸던 이유”를 **게놈의 특이한 성질**에서 찾습니다.[1]
- 높은 이형접합성(heterozygosity)
- 많은 연체동물에서 유전자형 차이가 1%를 훨씬 넘고, 일부는 4% 이상인 경우도 있어, 다른 동물에 비해 매우 높은 수준입니다.[1]
- 이 때문에 유전체를 조립하면, 실제 게놈보다 더 큰 크기로 나와 버리는 경우가 많습니다. 같은 위치의 서로 다른 염색체(‘두 개의 버전’)가 분리되지 않고 중복으로 들어가기 때문입니다.[1]
- 반복서열(repeats)의 비율이 매우 높음
- 특히 두족류처럼 복잡한 뇌와 행동을 가진 그룹은 반복서열이 많아 조립이 더 어렵고, 완성도 높은 염색체 수준 유전체를 얻기 힘듭니다.[1]
이러한 특성들 때문에, 과거의 일부 유전체·전사체 데이터는 조립이 조각조각 나거나 편향된 표본을 제공했고, 그 결과 계통 분석에서 엉뚱한 관계(예: 단판류+두족류 자매 관계)가 나오기도 했다는 것이 연구진의 해석입니다.[1]
### 2. 빠른 ‘폭발적 진화’ 구간
- 복족류·조개류·소고둥류가 한꺼번에 갈라져 나온 것으로 보이는 시기가 있는데, 이런 **짧은 시간 동안의 대규모 분화**는 계통수 분석에서 특히 어렵습니다.[1]
- 유전자별로 서로 다른 신호(불완전 계통분류, incomplete lineage sorting)가 나타나면서, 어떤 유전자는 A와 B가 가깝다고, 또 다른 유전자는 A와 C가 가깝다고 주장하는 식의 혼선이 생깁니다.[1]
- 이번 연구는 945개의 유전자 계통도를 비교해, 어떤 기존 가설이 강하게 지지되고(예: Aculifera, Conchifera, Megalopodifera), 어떤 것은 유전자들이 대다수 반대하는지(예: Serialia 등)를 정량적으로 보여줍니다.[1]
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## 의의와 시사점: ‘연체동물 버전의 인류 계통도’
### 1. 연체동물 진화 연구의 기준선 제공
- 이 논문은 “연체동물 전체를 아우르는 안정된 계통도”를 제시함으로써, 향후 화석 해석, 형태 진화 연구, 생태 적응 연구의 **공통 기준**을 제공합니다.[1]
- 이를 바탕으로, 예를 들어
- 어떤 화석이 조개류 쪽 줄기의 중간 단계인지,
- 혹은 복족류+조개류 공통 조상의 옆가지인지
같은 문제를 훨씬 더 명확히 논의할 수 있게 됩니다.[1]
### 2. ‘몸 계획(body plan)’ 진화의 큰 그림
- 새 계통도를 바탕으로, 연구진은 “연체동물 공통 조상”의 모습을 다음과 같이 추정합니다.[1]
- 등 쪽에 단단한 껍질이 있고
- 바닥을 기어 다니는 발이 있으며
- 발을 등쪽으로 당기는 여러 방향의 근육이 있고
- 먹이 긁어먹는 톱니 설비(radula)는 있지만
- 눈은 없는 상태였다.[1]
- 이후 5억 년 동안, 이 기본 설계도 위에서 껍질은 없어지기도 하고(벌레형), 여러 조각으로 나뉘기도 하고(각피류), 두 장으로 갈라지기도 하고(조개), 머리와 팔이 발달해 문어·오징어 같은 형태로도 진화한 것입니다.[1]
### 3. 게놈 다양성과 동물 진화 일반론
- 연체동물은 수많은 경제적·과학적 관심의 대상(수산업, 신경과학, 오염 연구, 생체 모사 재료 등)이지만, 지금까지 “게놈 수준에서”는 충분히 대표되지 못했습니다.[1]
- 이번 연구는 연체동물이 **유전자 다양성과 몸 형태 실험의 극단적인 사례**라는 점을 부각시키며, “동물 전체의 게놈-형질 일반 법칙”을 찾고자 할 때 연체동물을 빼놓으면 안 된다고 주장합니다.[1]
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## 이 연구가 왜 중요한가?
1. **연체동물의 계통수 논쟁에 종지부를 찍을 ‘뼈대 지도’를 제공**합니다. 이제부터는 이 계통도를 기준으로, 세부 가지를 더 정교하게 다듬어 나가는 단계로 넘어갈 수 있습니다.[1]
2. **게놈의 유연성이 곧 몸 형태의 유연성으로 이어진다는 큰 그림**을 보여줍니다. 이형접합성과 반복서열이 높은 게놈 구조가 얼마나 다양한 몸 설계를 가능하게 했는지, 연체동물은 그 강력한 사례입니다.[1]
3. **화석과 유전체, 형태학을 통합하는 진화 연구의 모델 케이스**입니다. 서로 다른 자료가 서로를 교차 검증하는 방식이 앞으로 다른 동물 그룹에도 적용될 수 있습니다.[1]
일상적으로 보는 조개와 달팽이, 회처럼 먹는 오징어·문어부터 심해의 낯선 연체동물까지, 이 연구는 “이 모든 생명들이 하나의 긴 진화 이야기 속에서 어떻게 연결되어 있는가?”에 대한 현재까지 가장 설득력 있는 답을 제시했다는 점에서 큰 의미를 가집니다.[1]
Kimi
**[블로그용 과학 리포트]
연체류(조개·소라·문어 등)의 진화 나무, 드디어 DNA로 완성하다!**
*2025년 2월 《Science》지 게재 논문 ‘MOLLUSK GENETICS’를 쉽게 풀어쓴 글*
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### 1. 연구 배경 ― “모양이 너무 달라서” 500년 난제
연체류는 갯조개·소라·문어·미역귀·바이빌(물벼룩) 등 8개 클래스, 10만 종이 넘는 거대한 동물 군입니다. 문제는 **모양이 너무 다양해서** 누가 누구와 친척인지 500년 넘게 싸웠다는 점입니다.
- 조개는 두 조각 껍데기, 문어는 껍데기 없음, 미역귀는 여덟 장의 판, 바이빌은 벌레처럼 생겼습니다.
- 그래서 “A랑 B가 사촌”이라는 진화 나무를 그리는 게 난제였습니다.
**게다가 DNA 염기도 마음대로 변해서** 기존 연구는 서로 엇갈린 결과만 내놓았습니다. 이번 팀은 “완전한 게놈(전체 DNA)을 대량으로 비교하면 답이 보일 것”이라고 보고 역대급 프로젝트를 시작했습니다.
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### 2. 연구 목적
“**모든 살아 있는 연체류 8개 클래스를 대표하는 게놈**을 확보해,
- 누가 가장 오래된 가지인지
- 각 그룹이 언제 갈라졌는지
- 왜 모양이 이렇게 다양해졌는지
**하나로 통일된 진화 나무를 완성하자**”는 것이 목표였습니다.
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### 3. 방법 ― “BUSCO 게임”으로 세계 기록 깨기
1) **새로 13종, 기존 64종 합쳐 총 77종의 게놈**을 확보(그 중 2종은 깊은 해저에서 채취한 단각류 최초 고품질 게놈).
2) **BUSCO**라는, 모든 동물에 꼭 하나씩 있는 ‘표준 유전자 954세트’를 찾아내 각 종에서 같은 유전자끼리 비교.
3) **ASTRAL-Pro, MCMCTREE** 등 최신 프로그램으로 ‘가계도 + 시계(연대)’를 동시에 그림.
4) 화석 기록(5억 4천만~1억 년 전)과 교차 검증.
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### 4. 결과 ― “드디어 한 장의 지도가 나왔다!”
#### ① 큰 줄기(슈퍼클래스) 2개 확정
- **Aculifera(무패강)** – 판미역귀·벌레미역귀 등 판·벌레형
- **Conchifera(유패강)** – 껍데기 있는 조개·소라·문어·단각류
#### ② 유패강 안의 순서도 최종 확정
단각류 → (머리없이 조개처럼 생긴)
↳ (문어 + (소라 + 조개·가막조개))
→ **‘Megalopodifera(큰발아래목)’**이라는 신호명 탄생(큰 발 + 유충 ‘벨리거’가 공통 특징).
#### ③ 주요 갈라진 시점(신뢰도 95%)
- 연체류 출현: **캄브리아기 초기**(~5억 4천만 년 전)
- Aculifera vs Conchifera 분기: **오르도비스기**(~4억 7천만 년)
- 문어 vs 조개·소라 분기: **실루리아기**(~4억 2천만 년)
#### ④ 각 클래스 내부도 정리
- 문어족→문어·오징어·갑오징어 순으로 갈라짐.
- 소라류→잎초소라가 먼저, 달팽이·민물소라가 나중.
- 조개류→원시 조개(프로토브란키아) → 모시조개 → 홍합·가리비 → 성게조개 순.
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### 5. 고찰 ― “DNA가 왜 엇갈렸나?” 비밀도 밝혀냄
- 연체류는 **이종(異種) 대비 염기 다양성(이형접합도)이 1~4%**로 매우 높음.
- **게놈 반복서열**도 많아서 ‘퍼즐 맞추기’가 어려웠던 것.
→ 그래서 **“부족한 데이터로는 엉뚱한 나무”**가 계속 나왔고,
**“많은 고품질 게놈”**이 해결 열쇠였습니다.
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### 6. 의의 & 시사점
#### 1) 기초 과학
- **500년 미제 연체류 계통학, 최초로 종결**. 앞으로는 이 나무를 ‘표준 지도’로 씁니다.
- **캄브리아기 대폭발 당시 동물 신체 설계 실험**을 연체류가 어떻게 통과했는지 구체적 시계가 주어짐.
#### 2) 응용 과학
- **조개·문어 양식 품종 개량**에 활용 가능(어떤 종이 빨리 자라는지, 병에 강한지 유전 마커 확인).
- **바이오재료(진주·껍데기, 점성 단백질)** 연구에 진화적 배경 정보 제공.
- **기후변화·해양 오염 지표**로 쓸 수 있는 종을 빠르게 선별(계통 정보 + 게놈 변이).
#### 3) 향후 과제
- **크로모좀(염색체) 수준 게놈** 추가 확보 → 유전자 위치·동기화 비교 가능.
- **지구촌 미(未) 게놈 채집** – 단각류·바이빌·심해 조개 등 아직 부족.
- **형질(모양) 진화의 유전 메커니즘** – 왜 벌레 모양이 나왔는지, 껍데기가 사라진 문어는 어떻게 됐는지.
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### 7. 왜 이 연구가 중요한가?
“생명의 나무를 완성한다”는 것은 단순히 지식 쌓기가 아니라,
- **우리가 먹는 어패류의 가계도**를 아는 것이고,
- **바다 생태계이 건강을 진단하는 척도**를 만드는 것이며,
- **5억 년 전 동물 대폭발의 비밀**을 푸는 열쇠이기도 합니다.
이제 연체류는 더 이상 ‘모양이 너무 달라서 난처한’ 존재가 아니라,
**‘하나의 거대한 진화 실험실’**로 우리를 초대합니다.
여러분이 먹는 조개구이, 보는 문어, 해변에서 줍는 조개 껍데기—그 모든 이야기가 **하나로 잇닿아 있는 장엄한 나무** 위에 올려져 있습니다.
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| 출처: @ye._.vely618 |
