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[여기에 과학]시조새와 공룡의 진화적 차이는 '이빨'

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[여기에 과학]시조새와 공룡의 진화적 차이는 '이빨'

2018.10.26 18:19
1990년대 초에 발견된 8번째 시조새 추정 화석을 재분석한 결과,  실제로 시조새임을 인정받게 됐다. 사진은 시조새 종으로 새로 명명된 알베르스도어페리(Archaeopteryx albersdoerferi)의 개념도다-Zhao Chuang 제공
1990년대 초에 발견된 8번째 시조새 추정 화석을 재분석한 결과, 실제로 시조새임을 인정받게 됐다. 사진은 시조새 종으로 새로 명명된 알베르스도어페리(Archaeopteryx albersdoerferi)의 상상도다-Zhao Chuang 제공

몸집이 작고 빠를 뿐 아니라 깃털을 갖고 있던 수각류 공룡이 하늘을 나는 새로 진화한 시점은 약 1억 5000만 년 전인 중생대 쥐라기 시대로 추정하고 있습니다. 가장 오래된 새의 조상을 고대의 날개란 뜻의 아르카이오프테릭스(Archaeopteryx)라고 하며, 흔히 ‘시조새’라 칭합니다.

 

시조새로 추정되는 생물의 뼈 12개가 처음 발견된 때는 1861년입니다. 많은 과학자가 새의 진화 연구에 뛰어들었습니다. 이 화석은 가장 많이 연구된 화석 중 하나로 꼽히기도 합니다. 하지만 이후 발견된 시조새 추정 화석들과 매우 유사한 수각류 공룡의 화석들이 중국에서 다수 발견되면서 ‘시조새와 공룡을 구분하는 핵심 열쇠가 무엇이냐’를 두고 논쟁이 계속돼 왔습니다.

 

최근 1990년대 초반 독일에서 발견된 8번째 시조새 추정 화석을 재분석해, 공룡과 구분되는 온전한 새의 조상으로 인정받는 사건이 일어났습니다.  8번째 화석은 지난 150년여 간 발견된 시조새 추정 화석 중 가장 오래된 것으로 관련 학계에선 유명 인사로 통합니다.

 

슬로바키아 파벨조제프사파릭대와 스웨덴 웁살라대, 영국 맨체스터대 등 국제 공동 연구진은 고해상도 싱클로트론 현미경법을 이용해 8번째 화석을 3차원으로 가상 해부한 결과, 이빨과 발톱 등이 형태적 특징이 현대의 새와 일치하는 것을 확인했다고 26일 학술지 ‘역사생물학’에 발표했습니다.

 

싱클로트론은 시간에 따라 자기장과 전기 진동기의 진동수를 변화시켜 원운동하는 입자의 반지름을 일정하게 유지시켜 회전하게 만드는 입자가속기의 일종입니다. 이를 이용한 현미경 분석법을 통해 시조새 고유의 3차원적 특징과 공룡의 차이점을 분명하게 확인했다는 것입니다.

 

8번째 화석의 실제 모습이다-파벨조제프사파릭대 제공
8번째 시조새 화석인 아르카이오프테릭스 알베르스도어페리의 발견 당시 모습(A)과 자외선으로 확인한 모습(B)이다
-파볼 조제프 사파릭대 제공

연구진은 유럽 싱클로트론 방사선 시설에서 입자의 에너지를 180킬로전자볼트(keV)로 올려 8번째 화석의 두개골과 코뼈, 팔이음뼈 등에 쪼였는데요. 그 결과 8번째 화석의 가상 모습을 만들었고, 시조새속의 고유 특징을 다음과 같이 7가지로 정리했습니다.

 

첫째, 일부 치아가 공룡과 달리 끝이 왕관 형태로 구부러져 있을 것.
둘째, 위턱 뼈에는 올곧게 자란 8~9개의 치아가 있을 것.
셋째, 아래턱뼈에는 10개~12개 사이의 올곧게 자란 치아가 있을 것
넷째, 위턱에 위치한 5번째와 6번째 치아 사이에 부리 형태로 확장된 천공 위치가 있을 것.
다섯째, 아래턱뼈와 광대뼈 사이가 뺨 쪽으로 깊이 갈라진 부분이 있을 것
여섯째, 아래턱에 천공이 없을 것.
일곱째, 엉덩이뼈가 중첩되는 과정을 보일 것.

 

8번째 화석은 이 중 6가지 조건을 충족하는 것으로 확인됐습니다. 이를 통해 ‘아르카이오프테릭스 알베르스도어페리(Archaeopteryx albersdoerferi)’라는 종명까지 새로 획득했습니다. 퍼 할베르그 스웨덴 웁살라대 진화생물학센터 교수는 “8번째 화석의 특징을 보면 공룡보다 조류와 더 많은 특징을 갖는 것이 확인됐다”며 “특히 알베르스도어페리의 뼈들이 얇은 공기로 채워진 것으로 볼 때, 비행능력도 갖고 있었던 것으로 추정된다”고 설명했습니다.

 

하지만 시조새의 명확한 비밀을 알려면 여러 성장 단계를 거치고 있는 다양한 화석들이 더 발견돼야 할 것 같은데요. 논문 제1 저자인 마틴 쿤드랏 슬로바키아 파볼조제프사파릭대 학제간생명과학센터 연구원은 “알베르스도어페리는 성체의 도달하기 전 개체다”며 “다른 표본이나 새로운 화석을 발견해 더 많은 가상의 구조 데이터를 만들어 비교해 봐야 한다”고 말했습니다.

 

라이트 형제가 하늘을 나는 꿈을 꾸고 이뤄냈던 것처럼 고생물학자들에겐 처음 하늘을 날았던 생명체를 밝히는 것이 큰 관심사로 여겨지고 있습니다. 하루빨리 그 비밀이 명백하게 드러나길 기다려 봐야겠네요.

 

※ 편집자주: 일상에서 또는 여행지에서 우리가 서 있는 바로 그 지점. ‘여기’에 숨어 있는 지구와 우주, 생물에 대한 궁금증을 풀어봅니다.

 

 

 

 

 

 

 

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