생물의 진화와 멸절.

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1 생물의 진화와 멸절

2 생물종의 출현의 가설 1923: 러시아의 Aleksandr Ivanovich Oparin
1953: 미국의 Stanley Miller 우주기원설; 배종설(panspermia))

3 가장 오래된 생물종은 ? 가장 오래된 화석 : 호주 서부의 35억년 전의 처트(chert)에서 발견된 원핵세포
27억년전: 남아프리카에서 석회암층에서 발견된 stromatolite (원핵세표 생물의 집합체) 20억년전: 카나다 온타리호 북부지역 처트에서 1∼16mm크기의 미화석 Huroniospora 발견

4 지질시대의 생물종 15억년 이전까지는 혐기성 14억년전: 원핵생물→ 진핵생물로의 진화
약 6억년전: 최초의 대형 다세포생물의 출현 현생이언(5억7천만전)이 시작되면서 생물종의 급격한 증가

5 지질 시대의 생물 종

6 지질시대에 따른 생물종의 출현

7 각 지질시대별 주요 생물종의 출현시기 시생대(36억년전): 원핵생물 원생대: 무척추동물(invertebrates)
캠브리아기 후기: 어류(무악어강) 실루리아기: 육상식물 데본기 후기: 양서류(amphibians) 석탄기: 파충류(reptiles) 트라이아스기: 포유류 쥬라기: 조류

8 캠브리아기 생물종의 팽창은 왜 가능하였나 ? 은생이언: 5억7천만년 이전 시기
현생이언: 과거 생물종의 출현한 시기 (캠브리아기부터 시작되며 종 다양성이 극적으로 증가한 시기였음) 진핵생물이 등장하면서 성이 발달하였다 유성생식 - 유전정보의 빠른 전달 - 두 개체의 차이가 빠르게 전달 진핵생물의 발달에 따른 대기에서의 산소의 함량 변화

9 식물종의 진화는? 씨가없는 식물(무종자 식물) ↓
실루리아기에 최초로 씨가 없는 식물 중 양치식물과 석송류가 육지진출 석탄기에 절정 데본기 중기에 겉씨식물(나자식물) 출현: 대륙의 내부로 진출가능 (오늘날의 은행나무) 속씨식물 (피자식물) 중생대 백악기 우점식물로 진화

10 절멸(Mass extinction)이란?
지구상의 대다수의 생물종이 동시에 갑자기 줄어드는 현상 생물의 진화와는 구분되는 급속한 변화 지구 전체의 환경변화에 의해 발생 최소 5회 이상, 과의 20%이상, 속의 50% 이상이 절멸하는 사건 발생 절멸 후 새로운 생태계에 적응하는 생물은 급속한 번성 예) 중생대 말 공룡의 절멸 → 포유류의 급속한 진화와 번성

11 지구 역사에 기록된 중요한 생물종 절멸(Mass extinction)의 시기

12 오르도비스기 말 (약 438ma) 해양생물종의 약 57%가 절멸
남극 주변에 곤도와나 대륙 형성시기 (사하라사막이 극 주변에 위치) 탄산염암이 매우 적음 → 즉 해수온도가 저온임을 나타냄 대규모 대륙빙하 발달 → 중,고위도 지역의 기온 강하 및 해수면 하강

13 데본기 말 (약 360ma) 온대-열대성 완족류, 산호, 삼엽충, 원시어류 등 절멸 수 백만년 주기로 수차에 걸쳐 발생
남미 대륙이 당시 남극 주변에 존재

14 페름기 말 지구 역사에 기록된 가장 큰 생물종의 절멸 해양 생태계에 가장 큰 변화
90% 이상의 모든 해서생물 종이 전멸: 특히 열대 해양 무척주 동물이 가장 큰 피해 양서류, 원시 파충류 등의 많은 과가 절멸 이후 육상식물은 침엽수 등 저온, 건조 기후에 알맞은 형태가 번성 판기아 대륙의 완성시기 남부: 곤도와나 대륙, 매우 저온 기후에 의한 빙하 발달 북부: 로라시아 대륙, 따뜻하나 건조한 기후 테티스해 형성 (후에 태평양으로 발전) 석회암 퇴적층이 적음 → 즉 저온의 해수온도

15 페름기의 지도

16 트라이아스기 말 (약 208ma) 초기 파충류와 양서류, 해양 무척주동물군 과의 20% 절멸 원인은 불분명

17 백악기 말 공룡의 절멸, 부유성 유공충 해양생물종의 15% 절멸

18 생물종 변화에 영향을 미치는 요소 판구조운동과 화산활동 판구조운동의 속도변화 (지판의 이동속도의 변화)
대륙의 위치 변화에 따른 지구환경의 변화 및 서식하는 생물에 영향 화산활동의 결과 다량의 부유분진의 기권 진입 → 태양에너지의 차단(기온의 강하) 관측 예: 1883년 8월 26~27일 인도네시아 순다해협 (자바와 수마트라 사이)에서의 Krakatau 화산의 폭발 → 지구 표면의 태양복사에너지 13% 감소

19 생물종 변화에 영향을 미치는 요소 해수면의 변화 조산운동
융기 및 침강 → 해수면의 변화 (다수의 생물종 서식지인 대륙붕의 면적 변화) 기후변화에 의한 해수면 변화 기후의 변화 대륙과 대양의 상대적 면적변화 온도 변화에 의한 직접적 영향 운석충돌: 충돌시 발생되는 열에너지 및 이후의 기온 강하

20 판구조운동이 생물종의 다양성과 진화에 미치는 영향은 ?
하나의 대륙으로 합쳐진다면 ? 1)해안선은 50%가 축소, 해수면은 100m 하강 2)대륙붕의 면적은 25% 감소 대륙붕 생물종 의 서식지 감소 3)육지/해양의 비 변화 및 해류의 이동 경로 변화 → 지구의 기후 변화 4)우점종은 개체 수는 증가하나 종의 다양성 감소

21 페름기말 초대륙 형성에 따른 영향 적도류의 순환 억제 해저 중앙해령의 해양지각 생산 약화 :
해저산맥 부피 감소 → 해수면 하강→ 천해 감소 → 해양 생물 서식처 감소 → 대륙붕의 노출 → 알비도 증가 → 저온 → 화성활동 감소 → 이산화탄소량 감소 → 천해 퇴적물의 노출 → 유기물 분해에 따른 산소의 결핍(?) (이누야마 쳐트: 이 시기에 산소가 결핍된 상태를 보여줌)

22 대륙이 분리될 때 나타나는 현상은 ? 고생대 말 초대륙 팡게아(Pangaea) 존재
약 2억 5천만년 전부터 팡게아의 분리가 일어나기 시작 ↓ 느린속도로 (2-30cm/year) 이동 오늘날의 대륙과 대양의 모습으로 변화 ↓ 생물종의 종분화(speciation; 새로운 종의 생성과 종의 다양성)를 초래 이소적종분화(allopatric speciation) (공동조상으로부터 유래된 개체군들이 지리적 격리를 통하여 고립이 일어나는 종분화)

23 중생대 공룡의 이야기 1841: Richard Owen에 의하여 Dinosauria(무서운도마뱀)로 공식 제의
트라이아스 후기에 출현 두개골 특징 : 귀 뒷부분에 두개의 구멍 (diapsida : 현재의 대부분의 파충류) 골반의 종류에 따라 두 종류로 구분 1) 조반목; 새형의 골반으로 크기는 작으나 독특한 형태 / 초식공룡 2) 용반목; 도마뱀 형의 골반으로 뒷다리 발달 / 초 식, 육식공룡 (용각류를 제외하면 모두 육식공룡)

24 중생대 공룡의 이야기 공룡은 냉혈동물인가 ? 온혈동물인가? 공룡은 악어류와 전혀 다른 골격구조를 갖음

25 중생대 공룡의 이야기

26 중생대 공룡의 이야기

27 중생대 공룡의 이야기 렉스

28 중생대 공룡의 이야기(랩터) 조반목

29 중생대 공룡의 이야기 시조새의 조상

30 시조새 (Archaeopteryx) 공룡과 유사한 특징 1) 치아, 긴꼬리, 긴 손가락 및 발 2) small wishbone
3) 깃털 새의 조상은 공룡 ? : 용반류가 진화한 것으로 추정

31 운석 충돌 시나리오 6월 중 8-10km 직경의 운석 1차 충돌 ⇒ 방대한 산불 발생, 다량의 먼지 발생 ⇒ 일사량 차단으로 급격한 온도 영하로 저하 (충돌의 겨울) ⇒ 2주 후부터 기온 회복 시작 ⇒ 약 8주후 2차 충돌 ⇒ 산성비 ⇒ 부유생물의 감소 ⇒ 식물의 감소 ⇒ 초식공룡의 절멸 ⇒ 육상동물의 절멸 6월 중 발생 : 미국 와이오밍주에서 연꽃의 화석 발견 ⇒ 성장상태로 6월 추정⇒ 영하 10도에서 얼렸을 때만 가능한 특징