아르카이옵테리스

아르카이옵테리스(Archaeopteris)는 고생대 데본기 후기에 전 세계적으로 번성했던 거대 식물이다. 속명의 뜻은 고대 그리스어로 '고대의(Archaeo-)'와 '날개' 또는 '양치식물(Pteris)'을 합친 말로, 잎의 모양이 고사리(양치류)와 닮았다고 하여 붙여진 이름이다. (유명한 시조새 '아르카이옵테릭스'와는 철자가 다르니 주의해야 한다.)

이 식물이 갖는 가장 큰 의의는 바로 "지구상에 등장한 최초의 현대적인 나무"라는 점이다. 이전까지의 식물들이 기껏해야 관목 수준이었던 것과 달리, 아르카이옵테리스는 굵은 목질부 줄기와 깊은 뿌리를 갖추고 30m 이상 높게 자라나며 지구 역사상 최초의 울창한 숲을 형성했다. 이 숲의 탄생은 지구의 대기와 생태계를 송두리째 바꿔 놓았다.

아르카이옵테리스는 현대적인 침엽수와 원시적인 양치식물의 특징을 모두 가지고 있는 독특한 식물이다. 줄기와 가지의 구조는 오늘날의 소나무나 전나무처럼 굵고 단단한 목질부(Wood)를 가지고 있었으며, 가지가 층층이 뻗어 나가는 형태를 취했다. 화석에서 나이테가 발견되는 것으로 보아 계절에 따른 성장 변화도 겪었음을 알 수 있다. 그러나 잎은 넓은 활엽수 잎이 아니라 고사리 잎(Frond)처럼 생긴 부채꼴 모양의 작은 잎들이 달려 있었으며, 꽃이나 씨앗 대신 포자(Spore)를 통해 번식했다. 즉, 겉모습은 나무지만 번식 방법은 고사리에 가까웠다.

가장 혁신적인 특징은 바로 뿌리였다. 이전의 식물들이 땅 표면에 얕게 뿌리를 내렸던 것과 달리, 아르카이옵테리스는 땅속 깊은 곳까지 강력한 뿌리를 뻗을 수 있었다. 이는 거대한 몸체를 지탱하는 버팀목이 되었을 뿐만 아니라, 지하수와 영양분을 효율적으로 흡수하여 건조한 내륙 지역까지 서식지를 넓히는 원동력이 되었다.

아르카이옵테리스가 만든 최초의 숲은 지구 환경에 엄청난 나비효과를 불러왔다. 우선 숲이 광합성을 통해 대기 중의 이산화탄소를 엄청난 속도로 흡수하면서 온실 효과가 감소했고, 이로 인해 지구의 기온이 급격히 떨어지며 데본기 말의 빙하기를 초래했다.

또한 거대한 뿌리가 암석을 부수고 토양을 만드는 풍화 작용을 가속화시켰는데, 이 과정에서 막대한 양의 영양염류가 강을 타고 바다로 흘러들어갔다. 이는 바다에 녹조와 적조 현상인 부영양화를 일으켰고, 결국 산소 부족으로 인해 해양 생태계가 질식하는 프랜절-파멘절 멸종(켈바서 사건 등)의 원인이 되었다. 즉, 아르카이옵테리스의 번영은 육상 생태계에는 축복이었지만, 바다 생태계에는 재앙이 된 셈이다.

전 세계적으로 매우 넓게 분포한다. 미국, 캐나다, 영국, 러시아, 호주, 모로코 등 거의 모든 대륙에서 화석이 발견된다. 특히 미국 뉴욕주의 길보아 화석 숲(Gilboa Fossil Forest)이나 캐나다의 엘즈미어 섬 등에서 숲의 흔적이 잘 보존된 상태로 발견되었다.