학문
과거에는 생명체의 크기가 컸던 이유가 무엇인가요?
안녕하세요. 인류가 등장하기 이전에는 공룡이나 엄청큰 잠자리 같은 생명체가 존재했었는데요, 과거에는 생명체의 크기가 컸던 이유가 무엇인가요?
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환경적인 이유도 있지만, 신체적으로도 효율이 높았습니다.
고생대에는 산소 농도가 현재의 21%보다 훨씬 높은 약 35%에 달해, 확산 작용으로 호흡하는 곤충들이 산소를 몸 구석구석 전달하며 몸집을 키울 수 있었습니다.
게다가 공룡은 뼈 내부가 비어 있고 공기 주머니가 있는 독특한 호흡 체계를 가져, 거대한 체구에 비해 몸무게가 가벼웠고 호흡 효율도 극대화되었습니다.
또한 따뜻한 기후와 높은 이산화탄소 농도로 인해 식물이 무성하게 자라면서 초식 동물이 충분한 먹이를 얻을 수도 있어 큰 몸을 유지할 수 있었죠.
결국 당시의 환경은 오늘날보다 훨씬 큰 몸집에 최적화된 상태였다고 볼 수 있습니다.
안녕하세요.
고생대와 중생대에 유난히 거대한 생명체들이 존재했던 이유 중에서 가장 잘 알려진 요인은 과거 대기 중 산소 농도의 상승입니다. 특히 약 3억 년 전 석탄기에는 대기 산소 농도가 현재의 약 21%보다 훨씬 높은 30~35% 수준까지 올라갔던 것으로 추정되고 있는데요 곤충은 폐나 혈액을 이용한 산소 운반계가 없고, 기관을 통한 확산에 의존합니다. 확산은 거리의 제곱에 반비례하여 효율이 떨어지기 때문에, 현대의 산소 농도에서는 곤충의 체구가 일정 크기 이상 커지기 어렵습니다. 그러나 산소 농도가 매우 높았던 석탄기에는 산소 확산 효율이 크게 개선되어, 메가네우라와 같은 날개 길이 70cm에 달하는 거대 잠자리가 생존할 수 있었습니다. 다음으로 두 번째로 중요한 요인은 포식자와 경쟁자의 부재 또는 구조적 차이였는데요 초기 육상 생태계에서는 척추동물 포식자가 아직 충분히 다양화되지 않았고, 특히 곤충을 적극적으로 포식하는 새나 박쥐 같은 동물은 존재하지 않았습니다. 이런 환경에서는 몸집이 커질수록 포식 위험이 줄어들고, 이동 거리와 번식 성공률이 높아지는 방향으로 자연선택이 작용할 수 있었습니다. 즉, 크기가 곧 생존력이 되는 생태적 상황이 형성되어 있었던 것입니다. 감사합니다.
과거 생명체들의 크기가 거대했던 주된 원인은 높은 산소 농도와 풍부한 먹이 자원 그리고 항온성 유지에 유리한 환경적 요인이 복합적으로 작용한 결과입니다. 석탄기 당시 대기 중 산소 농도는 약 35퍼센트 수준으로 현재보다 훨씬 높았으며 이는 잠자리와 같은 곤충들이 확산 작용만으로도 충분한 산소를 공급받아 신체 크기를 키울 수 있는 물리적 기반이 되었습니다. 또한 공룡과 같은 거대 파충류의 경우 거대 항온성을 통해 체온을 일정하게 유지하며 에너지를 효율적으로 관리할 수 있었고 경쟁이 적은 생태계 구조 속에서 생존에 유리한 방향으로 진화가 이루어졌습니다. 결과적으로 지구의 기온과 대기 성분이 현재와 달랐던 점이 거대 생명체들의 출현과 유지를 가능하게 한 핵심적인 이유입니다.