선 캠브리아(Precambrian) 시대와 고생대(Palezoic Era)

선(先) 켐브리아 시대 (Precambrian)

이 시기를 은생이언이라고도 하며 시생대와 원생대를 포함하여 켐브리아기 이전의 모든 지질시대를 일컫는다. 초기엔 생물이 존재(存在) 하지 않았다고 해서 무생대(無生代; azonic era)라고 칭하였다. 그 후 19세기 중엽 이후에 여러 학자들에 의하여 이 시기에도 불완전하지만 생물이 존재한다고 하였다고 시사하였다. 초기에는 응화석(凝化石; pseudofossils)을 화석으로 취급하기도 하였다(예 : erosion, canadense, atikokamia), 1961년 캐나다 고생물학자 B. Kummel에 의하면 몬테이오 남부의 시생대인 gumflint chert 중의 녹조류 화석(blue-green alge) 같은 원시적 하등동물과 박테리아류 화석을 발견하였다. 이 층은 절대 연령이 20억년으로 측정되었고 이들은 원핵세포(原核細胞)로 구성되어 있으며 다른 유기체 속에는 원시진핵세포(原始眞核細胞) 화석이 포함되어 있다. 따라서 20억년 이전에는 핵(核)을 갖지 않은 생물이 주로 살고 있었음이 확실하다. 가장 오래된 화석으로 확실한 진핵세포생물은 캘리포니아 남부 Beck Springs 지역의 지층에 나타나며 약 14억년의 연대를 보여준다. 또한 보존이 좋은 지층은 10 ~ 9억년을 보인다. 동물 화석 중 가장 오랜 것은 미국의 그랜드캐년 지역에 발달한 kwagunt층에서 산출된 단세포 생물의 키티노조아(chitinozoa)화석으로 12억년의 절대연령을 나타낸다. 또한 오스트레일리아 남부 ediacara hills에 발달한 pound 규암층에서 발견된 다세포 무척추동물 화석으로 약 6억8천만년전의 절대연대를 나타내며 여기에 나타난 화석군을 ediacara 화석군(ediacara fauna)이라 칭한다.

 

이와 유사한 화석군이 영국남부, 캐나다 Newfoundland, 중국에서 나타난 것으로 보고되고 있다. 이와 같은 사실로 선 켐브리아(Precambrian) 말기에 이미 여러 종류의 다세포동물이 생존하였고 단지 딱딱한 골질부나 껍질이 생성되지 못한 연체 부분의 생물이라 추정된다.

 

 

고생대 (Paleozoic Era)

본(本) 대(代)에 와서는 앞서 시생대, 원생대와는 달리 굳은 껍질을 소유하고 진화도가 비교적 높은 생물이 나타났다. 그 대표로는 삼엽층(trilobite), 필석류(筆石類), 완족류(sponges), 산호류(coral), 두족류(cephalopode) 등 해양 무척추동물이 주를 이루었다. 따라서 선 켐브리언 지층과 고생대 층과의 경계는 이 딱딱한 경질부로 된 동물화석의 첫 출현이 표준(standard/index)으로 지시되어 된다.

 

고생대 후반에 와서는 생물의 종류나 수가 달라져서 증가하였다. 척추동물로서 원시적 어류가 나타났고 동물이 번성하고 파충류(reptile)가 나타났다. 따라서 고생대를 생물계의 발달상으로 전기(前期)와 후기(後期) 신 고생대(新古生代)로 나눈다.

 

A. 켐브리아기(Cambrian Period)

화석이 갑자기 많이 나타나기 시작한 시대이다. 이 시대의 생물로서는 모두 바다에서 서식한 것으로 식물은 조류뿐이었으나 동물계에서는 많은 무척추 동물이 출현하였다. 이 시대에 관해서 잘 연구된 지역은 북부 유럽, 이 중에서 영국이 잘 발달되어 있고 이 시기의 명칭도 지방명을 따서 A. Sedwick(1836)가 명명하였다. 이 시기의 주된 화석으론 절족동물에 속하는 삼엽충이 대표적이고 완족류, 원생동물, 해면동물, 강장동물(coelenterata), 환영동물(anneilda) 등이다. 삼엽충은 특히 전기에 중요하며 종과 종류(species)도 많고 그 분포도 광범위하다. 따라서 이 시대를 삼엽충(三葉志; trilobita) 시대(時代)라고 한다. 다음으로 중요한 생물계는 완족류로서 나머지 약 30%를 차지한다. 따라서 완족류 역시 삼엽충과 함께 켐브리아기를 대표한다.

 

B. 오오도비스기(Ordovician Period)

이 기(period)에는 필석류가 우세한 시기이다. 오랫동안 강장동물로 생각했으나 원생동물로 인정되었다. 대부분이 부유 생물이고 분포속도가 빠르고 진화도 빨라서 양호한 표준화석으로 완족류는 이 시기에 와서 전성기를 이루게 되었다. 한국에서 orthis는 중요한 화석으로 발견되었다. 또한 두족류도 이 시기 초부터 현저히 발전하여 많은 표준화석이 있다. 또한 실루리아기 (Silurian period)에도 우세하여 본기를 필석류 시대라 한다. 식물계는 전기의 것과 거의 같으며 낙엽(落葉)이외는 거의 없다.

 

C. 실루리아기(Silurian Period)

앞서의 기와 비슷하고 약간의 변화만 인정되었다. 전기의 필석류는 비교적 쇠퇴하였고 산호류가 계속 번식하여 판상(板床) 산호, 사사산호(四射珊瑚) 등이 전성기를 이루었다. 특히 사슬산호류(halysites)나 벌집산호류(favostites) 등이 이 시기에서 중요하다. 삼엽층은 전성기가 지났으나 전갈류와 같이 보이는 eurypteurs가 출현하여 최초로 지구상에 공기를 호흡하는 동물의 흔적을 남겼다. 갑위(甲胃)류(ostra codermi)는 척추동물로 더 발전하고 담수성의 성격을 보인다. 식물계는 많은 변화가 나타나고 psilophyton이라 하는 원시 육상식물화석이 발견된다.

 

D. 데본기(Devonian Period)

신 고생대의 초기 지질시대이며 구 고생대 (old Paleozic era)와는 다른 생물이 나타난다. 특히 어류(fishes)가 많이 출현하여 어류시대라고 불린다. 필석류는 계속 쇠퇴하고 두족류의 선조인 암모나이트(ammonite)가 발생하여 중생대의 해양 무척추동물의 대표이다. 이들 ammonoid 아강(亞綱)은 크게 3개 목(目)으로 나뉘어 진다. 첫째, 고생대 데본기에서 페름기 말까지 서식한 고니아티테스 목(目)(Order Goniatitida)이고, 둘째, 석탄기 말부터 중생대 삼첩기(triassic) 말까지 생존한 세라티테스 목(目)(Order ceratitida)이다. 이들 분류(ammonoid류)는 그 패각 중 봉합선(sutur line)에 의해서 구별하여 이 봉합선의 변형이 Ammonoid의 진화 경향을 지시해 준다. 또한 벨렘나이트 목(Order belemnites)도 암모나이트 목과 함께 전성기에 번성하였다. 이 두 가지 이외에 중생대 중요 무척추 동물은 두족류로 중생대동안 세계적으로 분포하고 종류도 다양하여 표준화석 (standard fossils)으로 사용된다. 척추동물인 어류 중에는 choanichthys라는 폐어(肺魚)의 발달은 진화학상 중요한 관심을 보인다. 코로 공기를 흡입하는 이들이 육상척추동물의 조상이라 생각할 수 있다. 식물계에는 육상식물이 급격히 증가하였다. 본기의 중간에 큰 산림을 이루고 원시적인 상록엽, 양치류도 출현하고 석탄기에 이르게 된다.

 

 

E. 석탄기(Carboniferous Period)
동물계에서 특징적인 것은 방추충류 (fusulinid)이다. 이는 다음 기의 말까지 계속 번성하여 해성층의 층서(層序) 세분(細分)에 중요한 역할을 한다. 다음으로 중요한 것이 완족류 특히, products에 속하는 것이 크게 번성하여 석탄기의 바다에 가득 차있어서 그때를 products해(海)라 부르기도 한다. 해백합류(海百合類)도 지상 최대의 번식을 하고 산호 역시 주요 조암 재료가 될 만큼 번식하였다. 육상생물 또한 번성하였다. 식물계는 석탄의 주원료가 되는 양치(洋) 식물산림에서 생을 누렸다. 식물계는 석탄의 주원료가 되는 양치식물의 발달이다. 그 중에서 인목(Lepidodendron), 칼라미테스(Calamites), 시길라리아(Sigillaria) 등은 거목이었다. 관자(裸子) 식물(gymnospermae)로서는 코르다이테스(Cordaites)가 있을 뿐이다. 해양에는 다양한 석회조가 번영하여 석회암의 원료가 되었다.

 

F. 페름기(Permian Period)

고생대 말에 해당하는 기로써 중생대요소의 생물들이 많이 발생하기 시작했다. 또한 고생대의 생물이 소멸해가기 시작했다. 지각변동으로는 고생대에 발달된 지향사가 사라지고 새로운 조산운동이 시작되어 페름기 말(末)까지 대륙은 융기되고 대륙내부에는 광대한 사막을 형성하였다. 따라서, 기후의 변동이 일어나 해양과 육지에서 생물상이 변화했을 것으로 짐작한다.

해양 무척추동물 중에서는 전기에서부터 계속 발달해온 방추충 일족이 번성, 본기 특유의 종류가 많아 표준화석으로 사용된다. 그러나 이들도 말(末)에는 완전히 멸종되었다. 고생대를 대표하는 삼엽충은 그 운명을 같이하고 완족류나 두족류 등이 표준화석으로 사용된다. 그러나 이들도 말(末)에는 완전히 멸종되었다. 고생대를 대표하는 삼엽충은 그 운명을 같이 하고 완족류나 두족류 등이 표준화석으로 중요하며 연체동물 화석이 주목을 끌었다. 산호는 대부분 멸망하고 사사산호(tetracorallia), 상판산호 등은 말기까지 계속 번식하다가 멸종되었다.

식물계는 동물계보다 고생대형이 빠른 속도로 쇠퇴하고 중생대형이 출현, 이 기의 특징인 나자식물의 수가 많아지고 송백과의 식물도 출현하였다.