모든 공룡이 비강 이용해 열 식힌 게 아닌 몸집 크기 따라 다른 체온냉각 체계 가져 거대 공룡은 코·입 모두 사용해 과열 막아6500만년 전 중생대 백악기 말 전체 생물의 75%가 사라진 ‘제5차 대멸종’이 찾아오기 전까지 지구의 지배자는 공룡이었다. 사람 크기만 한 공룡도 있었고 심지어는 닭보다 작은 육식 공룡도 살았지만 ‘공룡’이라는 단어를 들으면 많은 사람들이 ‘쥬라기 월드’를 비롯한 많은 영화에 등장했던 브라키오사우루스, 티라노사우루스 같은 거대한 몸집을 떠올린다. 사실 공룡이 살았던 중생대는 극지방에도 거의 얼음이 얼지 않았고 여름과 겨울의 기온차도 거의 없을 정도로 덥고 습했던 것으로 알려져 있다. 이런 환경 때문에 식물들이 하늘 높은 줄 모르고 자라게 되고 이를 먹이로 하는 초식 공룡들이 덩달아 커지면서 초식 공룡을 잡아먹는 육식 공룡의 덩치까지 커지는 일종의 ‘진화론적 군비경쟁’이 이뤄졌다. 동물은 움직이면 필연적으로 체온이 오를 수밖에 없다. 사람이나 새 같은 항온동물은 체온을 일정하게 유지할 수 있는 대사 시스템을 갖추고 있지만 변온과 항온동물 중간 단계인 공룡들이 뜨거워지는 몸을 어떻게 식혔을까 하는 점은 여전히 과학자들이 궁금하게 여기는 부분이다. 미국 오하이오대 의생명과학과, 오하이오 생태·진화학연구센터 공동연구팀은 유체역학과 컴퓨터 3차원(3D) 이미지 기술을 활용해 더운 기후 속에 살았던 공룡들이 열사병과 싸우기 위해 어떻게 몸을 냉각시켰는지에 대한 새로운 사실을 밝혀냈다. 이번 연구 결과는 미국 해부학회에서 발간하는 국제학술지 ‘애너토미컬 레코드’ 17일자에 실렸다. 연구팀은 이에 앞서 지난해 12월 말 초식 공룡인 안킬로사우루스의 머리뼈를 분석한 결과 비강이라고 불리는 콧속 공간이 거대한 몸집에서 발생하는 열을 조절하는 에어컨 역할을 한다는 사실을 밝혀내기도 했다. 연구팀은 공룡 화석과 동물원, 야생 등에서 자연사한 파충류와 조류의 사체들을 컴퓨터단층촬영(CT)해 컴퓨터 이미징 기술로 재현한 다음 유체역학 분석으로 체온냉각 시스템을 재현해 냈다. 연구 결과 연구팀은 포유동물이 더울 때 땀을 흘려 증발시킴으로써 체온을 낮추는 것처럼 반(半)변온동물인 공룡은 공기와 피를 동시에 순환시켜 열을 낮췄을 것이라는 점을 밝혀냈다. 또 지금까지 알려진 바와는 달리 모든 공룡이 코(비강)를 이용해 열을 식혔던 것이 아니라 몸집에 따라 다른 체온냉각 체계를 갖고 있었다고 연구팀은 주장했다.사람의 몸집과 비슷하거나 작은 공룡들은 항온동물들처럼 피부와 혈액순환으로 체온을 일정하게 유지했다. 반면 몸집이 큰 거대 공룡들은 혈액순환 속도가 작은 공룡에 비해 느렸기 때문에 뇌나 눈 같은 중요 신체부위를 보호하기 위해 코와 입까지 활용해 열을 식히는 일종의 공냉식 체온 조절 전략을 구사했다고 연구팀은 설명했다. 디플로도쿠스나 카마라사우루스처럼 몸 크기가 15~20m에 가까운 거대 초식 공룡은 코와 입을 모두 사용해 체온을 유지했지만 안킬로사우루스처럼 몸 크기가 10m가 안 되는 중간 크기의 공룡은 비강에 공기를 빨아들여 체온을 유지했다는 것이다. 또 육식 공룡들은 코와 입은 물론 턱을 계속 움직여 부채처럼 공기를 펌프질해 머리 쪽으로 열이 오르는 것을 막았다. 루거 포터 오하이오대 교수(인간해부학)는 “이번 연구는 공룡들이 뇌를 포함한 중요한 신체 부위가 있는 머리 부분의 과열현상을 막기 위해 다양한 방법을 활용했으며 그에 맞게 진화했음을 보여 주고 있다”며 “추가 연구로 공룡에 따라 다른 체온 유지 기능이 서식지 선택에 어떤 영향을 미쳤는지를 탐구할 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

악어는 사실 매우 역사가 깊은 파충류다. 악어류의 조상은 중생대에 공룡과 함께 번영을 누렸으며 역사상 가장 큰 악어 역시 백악기에 등장했다. 중생대에는 악어류와 그 근연 그룹이 다양하게 진화해서 공룡과 유사한 육식 악어에서 지금은 생각하기 어려운 초식 악어류까지 매우 독특한 악어류가 공존했다. 테네시 대학의 고생물학자인 스테피니 드럼헬러 (Stephanie Drumheller) 교수와 스토니 브룩 대학의 에릭 윌버그 (Eric Wilberg) 교수는 고대 악어들의 두개골 형태를 분석해 이들의 다양한 식생활 패턴을 연구했다. 연구팀에 따르면 현생 악어류와 흡사한 형태를 지닌 고대 악어는 생활 패턴 역시 비슷했다. 인도 가비알 (Indian gharial)과 비슷한 길쭉한 주둥이를 지닌 고대 악어들은 현생 가비알과 유사하게 작은 물고기들을 잡아먹었다. 이들의 턱 힘은 약한 편이지만, 대신 길쭉한 주둥이를 이용해 작은 먹이를 핀셋처럼 잡아먹는 데 유리했다. 반면 현생 미국 악어와 비슷하게 비교적 짧고 둥근 주둥이를 지닌 악어들은 자신과 비슷한 크기의 먹이를 잡아 물속으로 끌고 들어갈 수 있었다. 더 짧은 주둥이를 가진 종은 자신보다 큰 먹이도 물속으로 끌고 들어갈 수 있었다. 중생대에 살았던 대형 악어 가운데는 제법 큰 공룡도 사냥할 수 있는 강력한 포식자도 존재했다. 하지만 모든 고대 악어가 현생 악어와 비슷하게 물고기나 물을 먹으러 온 다른 동물을 사냥했던 것은 아니다. 일부 악어류는 물 밖으로 진출해 완전히 육지 동물로 거듭났다. 이들은 육식 공룡과 비슷하게 날카로운 톱니 모양의 이빨과 달리기에 적합한 튼튼한 다리를 진화시켜 육식 공룡처럼 초식 공룡을 사냥했다. (복원도 참조) 이들보다 더 독특한 것은 초식 악어다. 고대 악어 중 일부는 약한 턱과 복잡한 이빨 구조를 지녔는데, 아마도 식물성 먹이를 먹었던 것으로 해석된다. 그리고 이들 외에도 아직 정확한 식이 패턴을 알지 못하는 독특한 화석 악어류가 있다. 일부는 펠리컨과 비슷한 주머니를 지니고 있었던 것으로 추정되는 데 그 정확한 용도는 아직 모른다. 악어가 오랜 세월 번영을 누린 것은 이렇게 다양한 형태로 진화했기 때문이었다. 대량 멸종의 시기에도 수많은 악어류 가운데 일부는 살아남아 후손을 남겼다. 인류가 무분별한 남획과 서식지 파괴로 악어를 멸종하게 만들지 않는다면 악어는 미래에도 다시 다양성을 뽐내면서 크게 번성을 누릴 것이다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

희한하게도 아이들은 남녀 가릴 것 없이 공룡에 열광한다. 한 때 전체 지구를 정복했지만 지금은 흔적도 없이 사라진 공룡을 말이다. 특히 날개를 가진 공룡으로 알려진 ‘익룡’(翼龍)은 특히 아이들이 관심을 갖는 종이다. 사실 익룡은 2억 1500만년 전에 나타나 6500만년 전 공룡과 함께 사라진 동물로 공룡과는 친척관계이지만 공룡이 진화하기 이전에 갈라져 별도로 진화된 파충류이다. 참새만한 크기부터 전투기만큼 큰 익룡까지 다양한 몸집을 갖고 있던 것으로 알려져 있지만 대부분의 생태가 수수께끼로 남아있어 아이들만큼이나 고생물학자들에게는 관심의 대상이 되고 있다. 그런데 최근 호주에서 지금까지 전혀 알려져 있지 않던 익룡의 종(種)이 발견돼 주목받고 있다. 호주 스윈번 공과대 과학공학기술학부, 호주 국립공룡자연사박물관 공동연구팀은 두개골과 날개 일부, 5개의 척추뼈까지 비교적 완벽한 형태의 익룡 화석을 발견하고 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘사이언스 리포츠’ 4일자에 발표했다. 사실 익룡은 전 세계 모든 대륙에서 발견되고 있지만 날아다녔기 때문에 뼈가 얇고 속이 비어있어서 화석으로 완벽하게 남아있는 것을 찾아보기 힘들다. 호주에서도 익룡 화석이 발견되기는 했지만 15개 정도의 단편적인 조각들만 있을 뿐이다.연구팀은 호주에서 공룡화석이 많이 발견되는 서부 퀸스랜드에 있는 윈톤지층에서 찾아냈다. ‘페로드라코 렌토니’(Ferrodraco lentoni)라고 이름붙여진 이번 익룡은 중생대 백악기 후기에 해당하는 투로니아조(組)인 9000만~9300만년 전에 살았던 것으로 추정되고 있다. 연구팀은 페로드라코의 윗턱과 아래턱의 볏, 스파이크 모양의 이빨 같은 머리 모양과 특징에 기초해 세노마눔조(9400만~1억년 전) 말기에 멸종된 것으로 알려진 익룡인 안항구에라에서 갈라진 한 종으로 추정했다. 안항구에라는 브라질, 중국, 영국에서 발견된 익룡 종으로 날개 길이가 4m에 이르지만 몸무게는 10㎏에 불과한 익룡으로 물고기를 주식으로 삼았으며 별명은 ‘오래된 악마’이다. 아델 펜트랜드 스윈번 공과대 연구원은 “페로드라코에게는 작은 앞니를 포함해 이빨의 특성이 안항구에라와 다른 부분이 많아 새로운 종으로 봐야 할 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

강원도 정선군에 있는 쥐라기 시대 바위(사진)가 천연기념물이 된다. 문화재청은 중생대 쥐라기 시대 역암인 ‘정선 봉양리 쥐라기 역암’을 국가지정문화재 천연기념물 제556호로 지정했다고 1일 밝혔다. 정선 봉양리 쥐라기역암은 한반도 당시 환경을 이해하는 데에 매우 유용한 자료다. 역암 퇴적층 단면에 퇴적환경, 지질, 기후 등 퇴적학적 특성을 입체적으로 관찰할 수 있어 국내 역암을 대표할만한 자료이자 표본으로 가치가 크다. 쥐라기는 지질 시대 중생대를 3기로 나눌 때 두 번째 시기다. 약 2억년 전부터 1억 4500만년 전까지 시기를 가리킨다. 쥐라기 역암은 같은 시기에 만들어진 우리나라의 역암 중 보존상태가 특히 양호한 편이다. 또, 흐르는 물과 마찰 때문에 모양이 아름답다. 도로변에 가까이 분포해 누구나 쉽게 관찰할 수 있어 ‘야외 교과서’ 역할도 한다는 게 문화재청의 설명이다. 특히, 이 바위는 조선 후기 문인 이명환(1718~1764) 시문집 ‘해악집’에도 언급됐다. 문화재청은 강원도, 정선군 등과 협력해 신규 국가지정문화재를 체계적으로 보존?관리하고 활용할 방안을 마련키로 했다. 김기중 기자 gjkim@seoul.co.kr

약 2억1000만 년 전 중생대 트라이아이스기 후기에 생존한 고대 악어의 화석 연구가 당시 세계를 새롭게 조명하고 있다.남아프리카공화국 비트바테르스란트대 연구진이 남아프리카에 있는 엘리엇층 하부에서 발굴된 라우이수쿠스목(Rauisuchia)에 속하는 적어도 두 종의 고대 악어 화석을 분석한 결과 이들이 초식 공룡을 잡아먹고 살았다는 사실이 밝혀졌다. 이런 발견은 특정 초식 공룡들이 대형 육지 공룡으로 진화해 지구의 지배자가 될 수 있었던 이유가 이들 초기 공룡을 잡아먹던 라우이수쿠스목과 같은 포식자들이 어떤 이유로든 멸종했기 때문이라는 점을 시사한다. 라우이수쿠스목은 오늘날 악어의 먼 친척뻘로 이런 고대 종이 이 집단의 가장 큰 육식 동물 중 하나인 것으로 전해졌다.이들 포식자는 몸길이가 10m에 달했고, 톱니 모양의 구부러진 이빨로 가득한 거대한 두개골을 갖고 있었다. 연구진은 라우이수쿠스목 화석의 새로운 발굴을 통해 이들 종을 자세히 조사하고 있었다.이에 대해 연구를 주도한 릭 톨차드 연구원은 이들 포식자는 초기 초식 공룡들과 당시 번성한 포유류 근연종을 잡아먹었다고 말했다.또 “이런 고대 화석은 적어도 두 종의 포식자가 어떻게 2억1000만 년 전에 초식 공룡들을 사냥했는지에 관한 증거를 제공한다”면서 “당시 상황을 알 수 있도록 화석화된 치아와 턱 조각, 뒷다리뼈 등에 남겨진 단서를 이해하는 것은 정말 놀랍다”고 말했다. 또한 이 연구는 당시 라우이수쿠스목이 이들 집단 중 가장 최근에 생존한 종들 중 일부라는 점과 당시 남극권 근처에서 번성했다는 것을 밝혀냈다. 지금까지 트라이아스기에 생존한 라우이수쿠스목은 남극을 제외한 모든 대륙에서 번성한 것으로 알려졌다고 톨차드 연구원은 설명했다. 이어 “이들이 약 2억 년 전 멸종한 덕분에 공룡들이 지구를 지배하는 동물이 될 수 있는 길이 열렸다”면서 “이번 화석 덕분에 초식 공룡들을 잡아먹은 종이 무엇인지가 밝혀졌고 일단 라우이수쿠스목이 멸종하자 초식 공룡들은 위협 없이 자유롭게 돌아다닐 수 있었다”고 덧붙였다. 자세한 연구 결과는 국제 학술지 ‘아프리카 지구과학회지’(Journal of African Earth Sciences) 온라인판 최신호에 실렸다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

약 6500만년 전 중생대 백악기 말 운석 충돌과 화산 폭발로 지구의 주인을 자처했던 공룡들을 포함해 전체 생물종의 76%가 순식간에 사라졌다. 바로 5번째 지구대멸종이었다. 그러나 이보다 심각했던 것은 전체 생물종의 96%가 사라진 2억 5000만년 전 고생대 페름기 말에 발생한 3번째 지구대멸종이었다. 원인은 운석 충돌과 함께 전례 없던 지구온난화 때문으로 분석되고 있다. 미국 코넬대, 북미조류보호협회, 지질조사국(USGS), 스미스소니언 보존생물학연구소, 캐나다 환경·기후변화부 산하 국립야생연구센터 공동연구팀은 지구온난화가 급격히 진행되기 시작한 1970년대 이후 지금까지 북미지역에서만 3분의1가량의 조류들이 사라졌으며 이 같은 추세는 더 가속화될 것이라고 밝혔다. 이 같은 연구결과는 ‘사이언스’ 20일자에 실렸다. 연구팀은 미국과 캐나다에 서식하는 것으로 알려진 529종의 조류 변화 추이를 파악하기 위해 지질조사국이 1966년 시작한 ‘북미조류번식조사’(BBS) 데이터를 정밀분석했다. 분석 결과 지난 48년간 약 32억 마리의 새가 사라졌으며 1970년대 개체수보다 29% 정도가 줄어든 것으로 나타났다. 특히 초원 지역을 서식지로 하는 새들은 31종 7억 마리가 사라져 1970년대와 비교했을 때 전체 개체수의 74%가 줄어들었다. 개체수가 가장 많이 줄어든 조류는 미국 참새이며 그다음으로 숲솔새, 찌르레기, 종달새, 핀치새, 제비, 산적딱새 등으로 조사됐다. 이와 관련해 이날 ‘사이언스’에는 야생동물보호협회와 대학에 소속된 1650여명의 과학자들이 미국 연방정부에 ‘생물다양성 위기를 해결하기 위한 기금’ 지원을 촉구하는 공개서한이 함께 실렸다. 야생동물보호협회 제니퍼 밀러 박사는 “전 세계적으로 100만여 종의 동식물이 멸종 위기에 처해 있는 것에서 알 수 있듯이 현재 생물다양성은 전례 없는 위협을 받고 있다”며 “지금 바로 행동하지 않으면 인간을 포함한 지구의 6번째 대량 멸종 위기가 곧바로 닥칠 수도 있을 것”이라고 비판했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

경남 진주혁신도시에서 발견된 백악기 도마뱀 발자국 화석이 세계에서 ‘가장 크고 많고 완벽하다’는 연구 결과가 세계적인 학술지에 실렸다. 진주교육대 부설 한국지질유산연구소는 진주혁신도시(중생대 백악기 진주층)에서 발견한 세계에서 가장 완벽한 형태의 백악기 도마뱀 발자국 화석에 대한 연구 결과를 네이처 자매 학술지 사이언티픽 리포트에 발표했다고 16일 밝혔다. 이번 연구는 한국 연구진과 미국의 콜로라도대 마틴 로클리 교수, 스페인 아스트리아주 쥐라기 박물관의 라우라 피누엘라 박사 등 세계적인 발자국 화석 전문가들이 참여한 국제 공동 연구로 수행됐다. 논문 제목은 ‘세계 최대 규모 백악기 도마뱀 발자국 화석 군집, 예외적으로 잘 보존된 한국의 라거 슈타테 생흔 군집의 다양한 구성 요소로 이루어진 새로운 형태유형들과 세계에서 가장 긴 보행렬’이다. 발표된 화석은 진주혁신도시 조성 공사 지역인 1억 1000만년 전 백악기 진주층에서 발견됐다. 현장에는 모두 95개 발자국이 보존돼 있고 5마리가 지나간 보행렬이 확인됐다. 이 화석은 진주혁신도시에서 발견된 새로운 종류의 도마뱀 발자국이라는 의미로 ‘네오사우로이데스 이노바투스’라고 명명됐다. 이번 연구는 가장 완벽한 모양의 백악기 도마뱀 발자국 화석과 꼬리가 끌린 흔적까지 발견됐다는 점에서 의미가 크다. 진주 강원식 기자 kws@seoul.co.kr

중생대 쥐라기인 1억8000만년 전에 살았던 악어 화석이 독일에서 발견됐다. 독일 발레펠트 자연사박물관과 영국 에든버러대 등 국제 연구진이 지금으로부터 약 250년 전 발굴된 고대 파충류의 두개골 화석을 다른 지역에서 나온 화석들과 비교 분석을 통해 ‘미스트리오사우루스’(학명 Mystriosaurus laurillardi)로 불리는 고대 악어임을 확인했다. 긴 주둥이와 뾰족한 이빨을 지닌 이 종은 바다에서 주로 물고기를 잡아먹었다. 하지만 고생물학자들은 지난 60년 동안 독일에서 발굴된 이 악어 화석이 비슷한 시기에 생존한 악어 종인 스테네오사우루스(학명 Steneosaurus bollensis)라고 추측했다.현재 멸종된 미스트리오사우루스는 당시 열대 해역에서 살았고, 몸길이는 약 4.5m까지 자랄 수 있다. 연구진은 이 화석을 영국에서 발굴된 화석과의 비교를 통해 어떤 종에 속하는지를 밝혀낼 수 있었다. 또한 1800년대 영국 요크셔에서 발굴된 또다른 두개골 화석 역시 미스트리오사우루스인 것을 확인했다. 미스트리오사우루스는 중생대 표준화석으로 연체동물문 두족강 국석아강에 속하는 암모나이트부터 해양 파충류인 악티오사우루스(어룡)까지 다양한 고대 동물과 함께 따뜻한 바다에서 살았다. 이에 대해 연구진은 오늘날 독일과 영국에서 미스트리오사우루스의 화석이 발견되는 이유는 이 종이 바다악어처럼 섬과 섬 사이를 쉽게 헤엄쳐 건널 수 있었다는 것을 보여준다고 설명했다. 연구를 이끈 슈벤 작스 빌레펠트 자연사박물관 연구원은 미스트리오사우루스는 오늘날 인도 아대륙에 살며 물고리를 포식하는 가비알 악어와 닮았다고 말했다.그는 “미스트리오사우루스는 가비알처럼 보이지만, 콧구멍이 앞쪽을 향하면서 짧은 구조를 지녔다. 반면 다른 악어 화석이나 살아있는 악어들의 콧구멍은 코끝 위에 있다”고 말했다. 연구에 참여한 마크 영 에든버러대 지구과학대학 박사는 “쥐라기 동안 악어의 생물 다양성을 이해하려면 미스트로사우루스와 같은 화석의 복잡한 역사와 해부학적 결과를 풀어내는 것이 필요하다”면서 “2억 년 전부터 1억8000만 년 전까지 생물 다양성이 급격히 증가한 이유는 여전히 잘 이해되지 않는 부분”이라고 말했다. 자세한 연구 결과는 고생물학 저널 ‘폴로니카 고생물 기록’(Acta Palaeontologica Polonica) 최신호에 실렸다.사진=슈벤 작스, 마크 영/CC BY 4.0 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

지구는 탄생 직후부터 끊임없이 소행성 충돌에 시달렸다. 대개는 무시해도 될 만큼 작은 크기지만, 6600만 년 전 수많은 생물의 멸종을 가져온 소행성 충돌처럼 큰 충돌도 있었다. 이런 대격변 탓에 기존의 생물이 사라지고 새로운 생물이 그 자리를 대신하면서 진화를 촉진하고 다양한 생명체가 등장하는 원동력이 된다. 하지만 조류를 제외한 공룡과 여러 중생대 생물을 멸종시킨 칙술루브 크레이터(충돌구)는 많은 연구 끝에 최근에야 그 존재가 확인됐다. 지구 표면은 지질 활동과 물에 의한 침식으로 지형이 계속 바뀌는 데다 바다의 면적이 넓어 크레이터를 확인하기 어렵기 때문이다. 하지만 과학자들은 오래된 지층에서 대규모 충돌의 흔적을 찾아 과거 설명할 수 없었던 급격한 환경 변화의 이유를 알아냈다. 북미 대륙의 지층을 연구하던 과학자들은 신생대 중반에도 대형 소행성 충돌이 있었다는 증거를 찾아냈다. 미 동부 해안을 중심으로 텍사스 면적의 10배에 달하는 광범위한 지역에서 대형 운석 충돌 시 볼 수 있는 텍타이트(tektite)가 발견됐기 때문이다. 높은 압력과 온도에서 만들어지는 텍타이트는 운석 충돌의 증거로 넓은 지역에서 발견된다는 이야기는 그만큼 충돌 규모가 크다는 뜻이다. 과학자들은 버지니아주와 메릴랜드주 사이의 체서피크만에서 원인이 되는 크레이터를 찾는 데 성공했다.(사진) 다만 최근까지도 체서피크만 크레이터의 정확한 충돌 시기에 대해서는 논쟁이 있었다. 미 애리조나 주립대학 연구팀은 크레이터에서 400㎞ 떨어진 바다 지층을 드릴로 시추해 그 정확한 연대를 밝힐 수 있는 동위원소를 찾아냈다. 우라늄-토륨-헬륨(uranium-thorium-helium) 연대 분석 결과는 충돌 시기가 3500만 년 전이라는 사실을 보여줬다. 이 시기 충돌의 결과로 북미 대륙은 물론 전 세계적으로 엄청난 충격이 있었을 것이다. 이 연구의 또 다른 중요성은 거대 소행성 충돌이 지구 역사상 얼마나 흔한지 알 수 있다는 것이다. 체서피크만 크레이터는 지름 40㎞ 크기로 지금까지 확인된 지구 크레이터 중 15번째로 큰 크기다. 칙술루브 크레이터가 지름 150㎞ 정도인 점을 고려하면 상대적으로 작은 크기지만, 그래도 파괴력은 엄청났을 것이다. 이런 대규모 충돌이 과거 얼마나 자주 발생하는지 알아낸다면 앞으로 발생 확률도 알아낼 수 있을 것이다. 사진=2014년 대양수심도(GEBCO) 세계 지도(대양수심도 운영위원회 홈페이지) 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

지금으로부터 1억 년 전, 백악기 중반에는 다양한 공룡과 공룡에서 진화한 초기 조류가 번성했다. 이미 이 시기에는 크기와 형태가 매우 다양한 새들이 진화해 중생대의 하늘을 누볐다. 하지만 지금까지 발견된 어떤 새도 '엘렉토로르니스 첸구안기'(Elektorornis chenguangi)처럼 이상한 발을 지닌 경우는 없었다. 미얀마에서 발견된 호박(amber) 속에 보존된 엘렉토로르니스의 발에는 다른 발가락보다 현저히 긴 세 번째 발가락이 완벽하게 보존되어 있었다. (사진) 중국 지질학 대학의 리다 싱이 이끄는 국제 과학자팀은 마이크로 CT를 이용해 이 독특한 새의 발 구조를 상세히 연구했다. 나무의 수지가 굳어서 생성된 호박은 종종 곤충이 그 안에 갇혀 완벽한 형태의 화석으로 보존된다. 하지만 곤충 이외에 식물이나 도마뱀, 조류 등 다양한 동식물의 표본이 보존될 수 있다. 어떤 생물이든 이 안에서 화석이 되면 미세 구조까지 완벽히 보존되기 때문에 과학자들을 위한 최고의 타임캡슐로 불린다. 연구 결과 엘렉토로르니스는 '에난티오르니테스'(Enantiornithes)라는 멸종 조류 그룹에 속하는 것으로 나타났다. 에난티오르니테스는 당시 나무에 사는 가장 흔한 새로 대부분 크기가 작았다. 엘렉토로르니스 역시 참새보다 작은 크기지만 세 번째 발가락만은 9.8mm로 두 번째 발가락보다 41%나 길었다. 연구팀은 현생 조류 62종과 멸종 조류 20종을 비교해 이렇게 발가락 하나만 긴 경우는 엘렉토로르니스가 유일하다는 사실을 확인했다. 발가락 하나만 길면 나뭇가지를 잡기 불편할 수 있는데도 이렇게 진화한 이유는 분명치 않다. 하지만 흥미로운 사실은 현생 동물 가운데도 비슷하게 진화한 동물이 있다는 것이다. 바로 영장류의 일종인 '아이아이'(aye-aye) 원숭이다. 아이아이는 긴 손가락을 이용해 나무 속 벌레를 잡아먹는데, 연구팀은 엘렉토로르니스 역시 비슷한 목적으로 긴 발가락을 사용했을 가능성에 주목하고 있다. 이 가정이 옳다면 이미 1억 년 전에 현생 조류에서도 보기 어려운 독특한 생존 전략을 진화시킨 백악기 조류가 살았다는 의미다. 과거 중생대 조류는 새와 파충류의 중간 단계로 여겨졌던 시조새 화석 정도가 전부였으나 깃털 공룡 및 원시 조류의 화석이 대거 발견되면서 새의 기원과 진화에 대한 과학적 발견이 폭발적으로 늘어났다. 이를 통해 복원된 중생대 조류의 삶은 단순히 원시적인 조류가 아니라 지금이 조류와 마찬가지로 당시 환경에 최대한 적응한 복잡한 생명체였다. 엘렉토로르니스 역시 중생대 조류의 다양한 진화를 보여주는 좋은 사례다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

포악하기로 유명한 악어의 조상 일부가 육식이 아닌 채식을 하는 초식동물이었다는 연구결과가 나왔다고 사이언스데일리 등 해외 과학전문 매체가 지난달 27일 보도했다. 미국 유타주의 유타대학 연구진이 멸종한 중생대 악어의 화석을 분석한 결과, 많은 악어의 조상이 현생의 초식성 파충류와 비슷하단 초식동물이었을 것으로 추정된다는 연구결과를 발표했다. 연구진은 멸종한 악어 16종의 화석 146개를 정밀 분석했다. 복잡한 형태를 지닌 이 화석들을 정량화하는 방식으로 초식성 여부를 분석했고, 그 결과 일부 고대 악어는 초식동물이 가지는 복잡한 형태의 이빨을 가졌다는 사실을 확인했다. 일반적으로 육식동물의 이빨은 형태가 비교적 단순하다. 반면 초식동물의 이빨 형태는 이보다 복잡하고, 잡식성은 육식동물과 초식동물의 중간 형태로 알려져 있다. 이는 육식동물의 경우 먹이를 사냥한 뒤 날카로운 이빨로 피부를 뚫고 고기를 잘라 삼키지만, 초식동물은 식물을 자르고 으깬 뒤 삼키므로 이빨에 굴곡과 요철이 많다. 연구진이 분석한 멸종 고대 악어의 절반가량은 초식동물에 가까운 이빨 형태를 가졌으며, 이렇게 식물을 먹고 사는 초식 악어 종은 진화 과정에서 몇 차례나 등장했다는 사실도 확인됐다. 연구진은 “고대 악어가 진화하는 과정에서 초식이 자주 나타난 것은 특별한 현상이라기보다, 더욱 전략적으로 먹이를 섭취하기 위한 진화였다는 것을 보여준다”고 설명했다. 현재 지구상에 서식하는 악어 20여 종은 육식성으로 분류되지만, 이들이 완벽한 육식동물은 아니라는 주장도 나왔다. 엘리게이터의 경우 여러 달 동안 식물성 단백질만 섭취하고도 생명에 지장이 없다고 밝혀졌으며, 일부 악어는 열매를 따 먹은 뒤 씨앗을 퍼뜨리는 역할을 하기도 한다고 연구진은 밝혔다.　 사진=123rf.com 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

삼엽충은 지금으로부터 2억 5200만년 전부터 5억 4100만년 전 사이 지질 시대인 고생대를 대표하는 동물이다. 당시 워낙 크게 번성했던 생물이고 고생대와 함께 멸종했기 때문에 중생대를 대표하는 공룡이나 암모나이트처럼 삼엽충은 고생대 지층을 알려주는 대표적인 화석종이라고 할 수 있다. 다만 대부분의 삼엽충은 공룡과 달리 작은 크기다. 대신 개체 수가 많아서 먹이 사슬의 허리를 담당했던 생물이라고 할 수 있다. 물론 여기에도 예외는 존재한다. 호주 애들레이드 대학의 제임스 홈스를 비롯한 과학자들은 호주 남부 캥거루 섬의 고생대 초기 지층에서 당시 살았던 삼엽충보다 훨씬 큰 신종 삼엽충 화석을 발견했다. '레드리치아 렉스'(Redlichia rex)라고 명명된 이 신종 삼엽충의 몸길이는 30㎝ 정도로 현재 기준으로는 그다지 큰 동물이 아니지만, 5억년 전에는 상당한 크기였다. 고생대 초기인 캄브리아기에는 대부분의 생물이 작았고 레드리치아 크기면 이 시기 생태계에서 왕 노릇을 하기에 부족함이 없었다. 레드리치아는 다른 삼엽충을 포함해서 자신보다 작은 생물을 잡아먹으며 생태계 상위 포식자로 군림했을 것이다. 하지만 이 연구에서 밝혀진 흥미로운 사실은 레드리치아가 무적은 아니었다는 것이다. 연구팀은 보존 상태가 매우 좋은 화석을 통해서 단단한 껍질 부분은 물론 부드러운 연조직과 다리 부분도 상세히 연구할 수 있었는데, 몸의 일부가 다른 동물에 의해 뜯긴 흔적을 확인할 수 있었다. 5억년 전 생태계에서 이렇게 큰 동물을 사냥할 수 있는 포식자는 지금까지 하나밖에 알려지지 않았다. 바로 캄브리아기 최상위 포식자인 '아노말로카리스'(Anomalocaris)다. 아노말로카리스는 60㎝에 달하는 큰 크기를 지니고 있어 레드리치아를 사냥하기에 충분하다. 다만 조금 뜯겨 먹힌 흔적만으로는 정확한 결론을 내리기는 어려우며 후속 연구가 필요하다. 그러나 이번 발견은 레드리치아가 상위 포식자이긴 해도 최상위 포식자는 아니었으며 당시 생태계 역시 매우 복잡한 먹이 사슬을 지녔음을 보여주고 있다. 삼엽충의 역할 역시 단순히 먹이 사슬을 중간이 아니라 더 많은 생태적 지위를 차지했을 가능성이 크다. 고생대의 본 모습을 이해하기 위해 과학자들은 계속해서 삼엽충의 숨겨진 이야기를 발굴할 것이다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

중생대 백악기와 쥬라기 시대에 지구를 지배했던 생물은 덩치가 어마어마하게 큰 공룡들이었다. 그러나 어느날 갑자기 소행성과 충돌해 지구 환경이 급격하게 변하면서 공룡들은 순식간에 사라져버렸다. 현재 지구를 지배하고 있는 것은 ‘사람’이다. 과연 먼 미래에도 지구에 사람이 있을까. 한국에서 인기작가로 자리잡은 프랑스 소설가 베르나르 베르베르가 2015년 발표한 ‘제3인류’는 인류의 종말을 막기 위해 몸집이 15㎝ 안팎의 작은 사람들을 만들어 내면서 벌어지는 일들을 다루고 있는 작품이다. 그런데 최근 과학자들이 100년 뒤가 되면 포유류나 조류의 몸집이 지금보다 작아지고 작은 몸집을 가진 동물들이 지구에 번성하게 될 것이라는 예측을 내놨다. 영국 사우샘프턴대 생물과학부, 지리및환경과학부, 국립해양과학센터, 캐나다 뉴펀들랜드 메모리얼대 해양과학과 공동연구팀은 다음 세기 동안 포유류의 평균 체중은 지금보다 25% 정도 감소할 것이며 다음 세기에는 작은 몸집의 조류와 포유류가 번성하게 될 것이라는 연구결과를 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 24일자에 발표했다. 연구팀은 육지에서 살고 있는 1만 5484종의 포유류와 조류에 초점을 맞추고 체중, 한 번에 낳는 새끼나 알의 수, 서식지의 다양성, 먹이, 세대 간격이라는 다섯 가지 특징을 조사했다. 이와 함께 멸종 가능성이 높은 동물들을 살펴보기 위해 국제자연보전연맹(IUCN)의 적색리스트를 분석했다. IUCN 적색리스트는 전 세계 동식물종의 멸종위기를 평가한 것이다. 연구팀은 이들 데이터를 바탕으로 몸집의 감소율과 생물다양성 손실에 대해 분석했다. 그 결과 다음 세기에 포유류 평균 체중은 25% 정도 감소할 것으로 전망됐다. 이는 마지막 간빙기인 13만년 전부터 현재까지 포유류 크기 감소율이 14%인 것을 고려한다면 엄청나게 빠른 속도이다. 이 때문에 미래에는 작고 수명이 짧아 세대 교체가 빠르고 다양한 서식지에서 사는 것이 가능한 동물들이 지배종이 될 것이라고 연구팀은 전망했다. 이 같은 전망에 따르면 미래의 승리자는 생쥐 같은 설치류, 참새 같은 조류 등이다. 이에 비해 수명이 길고 특정한 서식환경이 필요한 동물인 독수리 등 수리과 조류나 검은코뿔소 등은 필연적으로 멸종할 수 밖에 없을 것이라는 전망을 내놨다. 사실 이렇듯 조류와 포유류의 멸종과 몸집이 작아지는 것의 가장 큰 원인은 ‘인류’라고 연구팀은 설명했다. 무분별한 벌목, 사냥, 집약적 농업, 도시화, 지구온난화 등 사람이 만들어 내고 있는 생태계에 대한 각종 부정적 영향은 동물종의 소형화와 멸종을 불러일으킨다는 것이다. 문제는 동물종의 소형화는 장기적인 생태, 진화의 지속가능성에 부정적인 영향을 미칠 수 있다는 점이다. 펠릭스 아이겐브로드 영국 사우샘프턴 생물과학부 교수는 “이번 연구에서 제시한 포유류와 조류의 몸집이 줄어들 것이라는 예측은 생태학적으로 우연히 발생하는 것이 아니라 특정 생물이 그들의 특성과 생태학적 변화에 대한 취약성으로 인해 도태된다는 것이 문제”라며 “이번 연구를 통해 멸종 위험이 있는 종을 어떻게 보존해고 인류가 이들의 서식지와 생태계에 미치는 영향이 무엇인지를 명확히 알게 됐다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

1970년대 이후 국내에서는 거의 사라졌지만 가끔 미국이나 유럽 여행을 다녀온 사람들은 빈대(bedbug) 때문에 곤욕을 치른 이야기를 하곤 한다. 영어 이름처럼 주로 침구에서 살면서 사람들의 피를 빠는 빈대는 전 세계 공통종으로 물리면 가렵고 심할 경우 수면장애를 일으키기도 하는 것으로 알려져 있다. 세계 10개국 15개 연구기관의 연구진이 빈대의 족보를 만들어 본 결과 빈대는 인류가 등장하기 전 공룡과 함께 살았던 것으로 밝혀졌다. 노르웨이 베르겐대학박물관, 체코 프라하생명과학대, 체코국립자연사박물관, 영국 쉐필드대, 서섹스대, 아르헨티나 슈다드대, 멕시코 소노라대, 칠레 마갈라네스대, 말레이시아 사라왁대, 미국 몬태나주립대, 쿠야호가 커뮤니티칼리지, 불가리아 국립자연사박물관, 독일 드레스덴기술대 국제공동연구팀은 30여 종의 DNA를 분석해 세계 최초로 빈대 족보(계통수)를 만드는데 성공했다고 19일 밝혔다. 이번 연구결과는 생물학 분야 국제학술지 ‘커런트 바이올로지’ 17일자에 실렸다. 연구팀은 전 세계 동굴과 침대, 새둥지 등에 살고 있는 빈대 수 천 마리를 채집해 얻은 34종의 DNA를 시퀀싱해 분석했다. 그 결과 지금까지는 동굴 속 어두운 곳에서 서식하는 박쥐가 빈대의 최초 희생자로 알려져 있었지만 실제로는 중생대 공룡시대까지 거슬러 올라가는 것으로 확인됐다. 빈대에게 최초로 깨물린 동물은 다름아닌 공룡일 가능성이 크다고 연구팀은 설명했다. 연구팀은 빈대가 지구상에 처음 등장한 때와 빈대의 종류가 다양해진 때를 계산하기 위해 1억년 전 화석을 이용해 변이율을 계산했다. 변이율 계산 결과 가장 오래된 박쥐 화석은 6400만년 전이지만 빈대의 흔적은 중생대 백악기에 해당하는 1억 1500만년 전까지 거슬러 올라간다. 연구진은 빈대가 처음 등장했을 때는 숙주의 피를 빨지 않았을 것으로 보이지만 시간이 지나면서 공룡 멸종 시기가 가까워지는 때부터 동물의 피를 빨기 시작했을 것으로 분석했다. 또 연구팀은 4700만년 전 인류가 등장하면서 인간의 피를 빨아먹는 빈대들이 나타나기 시작했지만 빈대 대부분이 사람의 피를 빨게 된 것은 약 50만년 전 신종 빈대가 나타나면서부터라고 예상했다. 스테픈 로스 노르웨이 베르겐대 박물관 박사는 “빈대가 공룡에서 박쥐나 야생동물을 숙주로 삼다가 50만년 전부터는 주로 사람의 피를 빠는 것으로 변화된 것으로 보인다”며 “현재 살아남은 빈대들은 세계를 여행하는 인간의 행동이나 빈대를 죽이기 위한 살충제에도 적응하는 등 뛰어난 적응력을 보이고 있는 만큼 인류가 사라진 후에도 지구상에 남아있지 않을까 생각된다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국가 지질공원을 가장 많이 보유한 경북도가 문경시와 의성군에 대해 지질공원 인증 추진에 나섰다. 10일 도에 따르면 올해 이들 2개 시군과 함께 국가지질공원 인증신청 용역을 실시한 뒤 내년에 국가 지질공원 후보지로 신청할 예정이다. 우선 도는 최근 의성군청에서 국가지질공원 인증신청 용역 착수보고회를 가졌다. 용역은 장윤득 경북대 지구시스템과학부 교수가 수행하며, 지질공원 인증 요건 충족을 위한 점검 및 보완, 지질유산 전문 학술조사 수행, 국가지질공원 인증 신청서 작성 및 제출 등으로 이뤄진다. 앞서 도는 지난해 말 2개 사군을 국가 지질공원으로 인증받기 위한 타당성 용역 최종보고회를 열고, 모두 충분한 학술 가치와 타당성을 가진 것으로 나왔다고 밝혔다.문경은 화성암, 퇴적암, 변성암 등 다양한 암종과 선캄브리아기에서 중생대 백악기까지 지질 다양성을 갖춘 것으로 조사됐다. 또 문경새재를 비롯해 백두대간에 있는 산, 고개, 계곡이 다양한 지질학적 작용으로 만들어진 것으로 분석했다. 보고회에서 문경새재, 이화령, 포암산 하늘재, 돌리네 습지, 석탄박물관 등 10곳을 지질명소로 제안했다.의성군은 중생대 백악기 퇴적암을 대표하는 지역으로 중생대 경상분지의 발달과 진화양상을 담고 있어 학술적으로 중요한 가치를 지닌다. 제오리·만천리 공룡 발자국, 덕지리 낙동층 퇴적암, 빙계계곡 등 8곳이 지질명소 후보에 올랐다. 경북에는 울릉도·독도, 청송, 동해안(포항·경주·영덕·울진 일원)이 환경부 국가지질공원 인증을 받았으며 청송은 2017년 5월 유네스코 세계지질공원에 이름을 올렸다. 지질공원 인증은 지구과학적으로 중요하고 경관이 우수한 곳을 보전하고 교육·관광사업 등에 활용하기 위한 제도다. 경북도 관계자는 “경북은 현재 국내 국가지질공원 10곳 중 3곳, 국내 유네스코 세계지질공원 3곳 중 1곳을 보유한 지질유산의 보고”라며 “문경과 의성지역이 국가지질 공원으로 추가 인증될 수 있도록 최선을 다하겠다”고 말했다. 안동 김상화 기자 shkim@seoul.co.kr

막날개 가진 쥐라기시대 암보프테릭스, 익룡이 새·박쥐로 변하는 과정 알려줘 백악기 중기 육식 공룡 수스키티라누스, 최대 2.7m·41㎏… 대형 티라노의 선조공룡에 대해 가장 잘 아는 사람은 누구일까. 어린이, 그다음으로는 그 부모, 마지막으로 공룡을 연구하는 고(古)생물학자라는 우스갯소리가 있다. 지금은 과학관이나 자연사박물관에서나 볼 수 있는 공룡은 지구의 오랜 역사 속에 살았던 생물 중 가장 큰 몸집을 가지고 있었지만 지금은 멸종해 흔적을 찾아볼 수 없기 때문에 아이들뿐만 아니라 많은 사람들이 열광한다. 일반인들이 공룡에 관심을 갖는 것이 단순한 호기심 때문이라고 한다면 화석으로 예전에 살았던 동식물의 모습, 생활환경 등을 연구하는 고생물학자들에게 공룡은 생물의 진화와 지구 환경변화를 파악할 수 있는 중요한 열쇠이다. 이렇듯 고지구 환경과 생물진화를 파악할 수 있는 새로운 종류의 공룡 화석을 중국과 미국 과학자들이 발견해 주목받고 있다. 중국 과학원 고(古)척추동물·고인류 연구소, 생물진화·환경센터 공동연구팀은 중국 랴오닝성에서 약 1억 6300만년 전인 중생대 2기 쥐라기 시대 중후반기에 살았던 박쥐와 비슷한 형태의 날개를 가진 새로운 수각류 공룡을 찾아내고 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 9일자에 발표했다. ‘암보프테릭스 론기브라키움’이라고 이름 붙여진 이 공룡은 2015년 4월 중국에서 발견된 익룡(翼龍) ‘이치’와는 비슷한 형태이지만 다른 공룡으로 분류됐다. 이치는 박쥐처럼 깃털이 없는 날개를 가진 비둘기 크기의 공룡으로 현생 조류의 조상으로 추정되고 있다. 이치는 손목 쪽에서 길게 뻗어 나온 뼈로 날개를 지탱하는 모습이 특징이지만 암보프테릭스는 넓고 긴 앞다리 뼈를 갖고 있으며 짧은 꼬리와 뒷다리를 갖고 있고 새와 비슷하지만 막(膜) 날개를 가져 새와 박쥐의 중간 단계 모습을 보인다는 차이가 있다. 특히 깃털이 없는 날개를 갖고 있는 암보프테릭스가 새로 발견됨에 따라 익룡이 어떻게 깃털을 가진 새와 박쥐처럼 깃털이 없는 막 날개 날짐승으로 독립 진화했는지를 알려주는 중요한 발견이라는 평가를 받고 있다.미국 버지니아공과대(버지니아텍) 지구과학과, 유타대 지질학·지구물리학과, 유타대 부설 자연사박물관, LA자연사박물관 공룡연구소, 뉴욕 스토니브룩대 해부학과, 애리조나 주니공룡연구소, 영국 에든버러대 지구과학부 공동연구팀도 미국 뉴멕시코 지역에서 ‘수스키티라누스 하제레’라는 새로운 육식 공룡을 발견했다. 수스키티라누스는 대표적인 육식공룡 티라노사우루스 렉스의 친척뻘인 것으로 밝혀졌다. 이 같은 연구결과는 생물학 분야 국제학술지 ‘네이처 생태·진화’ 7일자에 실렸다. 약 9200만년 전인 중생대 3기인 백악기 중기에 살았던 수스키티라누스의 크기는 0.9~2.7m, 몸무게는 20~41㎏ 정도였을 것으로 연구팀은 추정했다. 백악기 후기 지구를 정복했던 티라노사우루스와는 달리 두개골이 작고 길다랗고 다리뼈를 비롯한 몸통 뼈들이 가늘고 가벼운 수스키티라누스는 육식공룡이지만 자신보다 작은 동물들을 잡아먹었을 것으로 연구팀은 보고 있다. 백악기 후기에 등장한 티라노사우루스는 10~13m의 키에 최대 9t에 이르는 몸무게를 자랑했다. 스털링 네스빗 버지니아텍 지구과학과 교수는 “티라노사우루스의 친척으로 알려진 공룡들의 화석이 많이 발견되기는 했지만 티라노사우루스의 등장을 명확히 설명해주지는 못했다”면서 “수스키티라누스는 백악기 후대에 나타난 티라노사우루스와 그 밖의 몸집이 큰 육식공룡들의 진화를 설명해줄 수 있는 중요한 연결고리”라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

아직 알려진 것이 별로 없는 미지의 시대에 살았던 공룡들의 화석이 대거 발견돼 관심이 쏠리고 있다. 17일(이하 현지시간) AFP통신 등에 따르면, 이날 아르헨티나 연구진은 최근 아르헨티나 북서부 산후안주(州)에서 약 2억2000만 년 된 공룡 화석을 대거 발견했다고 밝혔다. 이에 대해 연구에 참여한 산후안대학의 고생물학자 히카르두 마르티네스 박사는 “이들 화석은 약 2억2000만 년 된 것들로, 아직 우리가 거의 알지 못하는 시대에 속한다”고 설명했다. 이 시대는 중생대 트라이아스기 말기에 속하는 데 마르티네스 박사의 말처럼 다른 시기보다 발견되는 화석이 적다. 어쩌면 이보다 좀 더 나중인 약 2억500만 년 전 일어난 제4차 대멸종의 영향일지도 모른다.연구진은 지난해 9월 산후안주(州) 이치구알라스토 자연공원에서 약 10구의 화석을 발견했다. 이곳은 수도 부에노스아이레스에서 서쪽으로 약 1100㎞ 거리에 있다. 이에 대해 마르티네스 박사는 “그중 적어도 7, 8구는 포유류와 비슷한 초식성 파충류로 오늘날 황소 정도 크기인 ‘디키노돈트’에 속하므로, 이번 발견은 두 배로 중요하다”고 말했다. 또한 이번 발견에는 거대한 악어(크로커다일)의 조상일 가능성이 있는 파충류인 주룡류 신종 화석도 있는데 이에 대해 마르티네스 박사는 그야말로 미지의 영역이라고 말했다. 한편 아르헨티나에서는 지난 몇 년 동안 트라이아스기는 물론 쥐라기와 백악기에 속하는 공룡 화석이 대거 발견되고 있으며, 대부분이 북반구에서는 발견되지 않은 신종으로 알려졌다.사진=AFP 연합뉴스 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

중생대 백악기 말 지구를 지배하던 공룡들은 단 한 번의 소행성 충돌로 순식간에 사라져버렸다. 이 때문에 SF영화 ‘아마겟돈’이나 ‘딥 임팩트’에서도 소행성 충돌로 인한 인류의 공포를 그리고 있다. 실제로 미국과 러시아 과학자들은 지구와 충돌 가능성이 큰 소행성을 파괴하는 방법을 연구하고 있다. 이런 가운데 일본과 미국 과학자들이 탐사선을 띄워 관찰한 소행성의 기원과 형태, 성분 등을 정밀 조사한 논문이 20일 한꺼번에 쏟아져 나와 주목받고 있다. 미국항공우주국(NASA)은 2016년 발사한 소행성 탐사선 ‘오리시스-렉스’가 관측한 소행성 ‘베누’를 관찰한 연구결과를 ‘네이처’와 ‘네이처 천문학’ ‘네이처 지구과학’ ‘네이처 커뮤니케이션즈’에 7편의 논문을 발표했다. 일본우주항공연구개발기구(JAXA)도 2014년에 자신들이 발사한 소행성 탐사선 ‘하야부사2’가 지난 2월 22일 지구에서 약 3억㎞ 떨어진 소행성 ‘류구’에 착륙해 관측한 결과를 세계적인 과학저널 ‘사이언스’에 3편의 논문으로 발표했다. 이처럼 비슷한 주제의 연구에 대해 한꺼번에 10편의 논문이 같은 날 발표된 것은 이례적인 일로 소행성에 관한 연구자들의 관심을 반영한 것이라고 할 수 있을 것이다. 특히 하야부사 연구에는 서울대 자연대 물리천문학부(천문학 전공) 마사테루 이시구로 교수도 저자로 참여했다.이번에 관측한 류구는 폭이 900m, 베누는 폭이 500m 정도 되는 소행성이다. 과학자들이 이들 소행성에 관심을 갖는 것은 소행성 물질을 채취해 태양계와 생명체 탄생의 비밀을 풀기 위해서이고 또 하나는 지구와의 충돌 가능성 여부를 파악하기 위한 것이다. 우선 일본 연구진이 류구의 질량과 모양, 밀도를 관찰한 결과 소행성 류구는 다공성 물질들로 구성된 잡석 무더기들이 모여 만들어진 것으로 추정되고 있다. 소행성의 밀도 자체가 무척 낮기 때문에 이는 다공성 암석들이 느슨하게 모여있는 잡석들로 이뤄져 있다고 봐야 한다는 것이다. 또 가운데 불룩하게 솟아오른 것은 류구가 생성 당시 빠르게 회전했기 때문으로 결론 지었다.연구팀은 하야부사2호에 실린 근적외선 분광계를 이용해 표면 구성성분을 조사한 결과 소행성의 어두운 표면에 물이 있는 광물들이 산재해 있다는 것을 확인했다. 그렇지만 류구를 구성하고 있는 물질들이 열이나 충격에 의해 변성된 탄소질 콘크라이트 운석과 유사한 만큼 물의 존재 가능성은 있지만 물이 많았을 것으로 보기는 어렵다는 것이다. 이 때문에 류구가 떨어져 나온 모체 행성에도 물은 적을 것으로 연구진은 예상했다. 나사측이 관측한 소행성 베누의 경우 역시 예상보다 큰 바위들이 불규칙하게 결합돼 있는 형태를 보이고 있는 것으로 분석됐다. 류구와 마찬가지로 잡석 덩어리들이 모여있는 형태라고 설명된다. 표면을 구성하고 있는 바위는 크기가 1m 이상 되는 것은 물론 10m가 넘는 것도 200여개 발견됐고 높이 30m, 길이 58m에 이르는 거대바위도 관찰됐다. 베누의 표면은 이전에 관측했던 것과 마찬가지로 수분과 휘발성 물질이 풍부한 것으로 조사됐다. 또 지금까지 추정된 것보다 훨씬 오래 전인 1억~10억 년 전에 소행성대(帶)에서 형성됐고 떨어져 나오는 과정에서 다른 소행성들의 잔해와 뭉쳐져 회전하는 과정을 거쳐 만들어 진 것으로 보인다.오리시스-렉스 프로젝트 수석과학자인 미국 애리조나대 달·행성 연구소 단테 로레타 교수는 “오시리스-렉스를 베누 표면으로 내려보내기 전에 표본을 채취할 후보 지역의 안전성을 철저한 평가가 필요한 상황이 됐다”라며 “우리 예측과 달리 잡석 덩어리들이 불균일하게 배치돼 있는 것으로 분석된 만큼 오리시스-렉스가 안전하게 표본채취를 할 수 있도록 최선을 다할 것”이라고 말했다. 류구 분석에 참여한 마사테루 이시구로 서울대 교수는 “류구와 같은 소행성은 생명의 근원이 되는 물이나 유기물 함량이 높은 것으로 알려져 있지만 지구상 물질에 의해 오염됐을 가능성도 높다”라며 “탐사를 통해 생명체의 기원이 된 물과 유기물의 특징을 밝히고 지구상에 있는 것들과 비교함으로써 우주생성의 비밀을 풀어낼 수 있을 것”이라고 설명했다. 한편 19일 한국천문연구원도 2017년 12월 중순 40년만에 지구에 가장 근접했던 소행성 ‘파에톤’의 표면과 3차원(3D) 형상 분석결과를 발표했다. 연구팀은 천문연 산하 부현산천문대 1.8m, 소백산천문대 0.6m, 레몬산천문대 1m, 충북대천문대 0.6m, 우주물체 전자광학 감시네트워크 0.5m 망원경과 우주베키스탄, 카자흐스탄 천문대까지 동원해 자료를 분석했다. 그 결과 파에톤 표면은 화학적으로 균질하고 3.604시간에 한 번 시계방향으로 자전한다는 사실을 밝혀냈다. 파에톤 역시 류구처럼 적도지역이 불룩하게 튀어나온 다이아몬드와 유사한 모양을 갖는 것으로 조사됐다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

티라노사우루스 렉스는 대형 육식 공룡의 대표주자다. 중생대를 호령한 대형 육식 공룡은 여럿 있지만, 그 가운데 어느 것도 티라노사우루스 렉스처럼 대중적인 인기와 인지도를 지니고 있지 않다. 티라노사우루스의 거대한 입과 날카로운 이빨, 육중한 덩치는 영화관이든 박물관이든 모든 이에게 강한 인상을 남긴다. 하지만 티라노사우루스가 아무리 크고 강력한 육식 공룡이라도 알에서 태어난 새끼 시절에는 작고 약할 수밖에 없다. 이 작은 새끼들이 어떻게 거대한 육식 공룡으로 자라는지에 대해서는 잘 모르는 부분이 많다. 다만 지금까지 연구를 종합하면 티라노사우루스는 매우 빠르게 성장해 20세가 되기 전 성체 크기에 근접했던 것으로 보인다. 이는 티라노사우루스가 새끼 때부터 충분히 많은 고기를 먹을 수 있는 뛰어난 포식자임을 시사한다. 미국 위스콘신 대학의 과학자들은 평범한 초식 공룡의 화석에서 이 질문에 대한 단서를 찾았다. 연구팀은 오리 같은 주둥이를 지닌 초식공룡인 에드몬토사우루스의 척추뼈에서 세 개의 큰 이빨 자국을 확인하고 이 자국을 만든 육식 공룡을 조사했다. 이 이빨 자국은 소형 수각류 이빨 자국으로 보기에는 너무 컸지만, 반대로 티라노사우루스 성체의 것이라고 보기에는 너무 작았다. 당시 살았던 육식 공룡 가운데서 모든 가능성을 검토한 과학자들은 이 자국이 11-12세 정도의 어린 티라노사우루스의 이빨 자국이라는 결론을 내렸다.(사진) 이 시기는 티라노사우루스에게는 후기 청소년기로 이미 상당한 크기의 육식 공룡으로 자랐지만, 여전히 성체보다 작은 크기다. 연구팀은 이 이빨 자국의 주인공이 직접 사냥을 했는지 아니면 우연히 죽은 에드몬토사우루스를 먹었는지 밝혀내지는 못했지만, 최소한 청소년기부터 뼈까지 씹어 먹지는 않았다는 사실은 확인할 수 있었다. 티라노사우루스는 공룡 뼈도 부술 수 있는 강력한 턱을 지니고 있어 일부 과학자들은 하이에나처럼 시체 청소부일 가능성을 제기했다. 하지만 적어도 새끼 때는 아직 살코기만 먹을 수 있었던 것으로 보인다. 사실 청소년기에는 몸집이 작은 대신 속도는 더 빨라서 중간 크기의 초식공룡을 사냥하기에 더 유리하다. 이런 점을 종합하면 티라노사우루스는 성장기에 적극적인 사냥을 통해 많은 고기를 먹고 빨리 자랐을 가능성이 크다. 보통 새끼 육식 공룡의 이빨 자국 화석은 쉽게 발견되지 않는다. 무는 힘이 약해 자국을 잘 남기지 않는 데다 아주 작을 때는 곤충이나 작은 척추동물을 먹이로 삼기 때문이다. 하지만 드물게 발견되는 이빨 자국 화석을 통해 과학자들은 육식 공룡이 어떻게 사냥을 했고 무엇을 먹고 살았는지 알 수 있다. 이번 발견은 티라노사우루스의 성장 과정을 밝히는데 중요한 단서를 제공할 것으로 기대된다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

많은 SF영화나 소설에서 인용되는 것 중 하나가 소행성이나 혜성의 충돌로 공룡이 멸망했다는 가설이다. 중생대 지구를 정복했던 거대 동물인 공룡이 갑자기 사라져버린 것에 대해서는 많은 연구자들이 아직도 수수께끼로 여기면서 여러 가설들을 내놓고 있다. 그 중 가장 유력하게 받아들여지고 있는 것이 바로 소행성 충돌설과 기후변화설이다. 그런데 최근 영국 과학자들을 중심으로 한 연구팀이 놀랍게도 소행성 충돌 직전까지 공룡들은 번성했다가 갑자기 사라졌을 것이라는 소행성 충돌설을 뒷받침해주는 분석결과를 내뇌 주목받고 있다. 영국 임페리얼칼리지런던 지구과학및공학과, 런던대 지구과학과, 브리스톨대 지리학부 공동연구팀은 북미 지역의 지질학적 분석과 공룡의 분포를 모델링한 결과 소행성 충돌 전에는 공룡의 멸종가능성이 전혀 보이지 않았을 가능성이 높다는 결론을 얻었다고 8일 밝혔다. 소행성 충돌이라는 단일 사건이 멸종이라는 엄청난 결과를 가져왔을 수 있다는 설명이다. 이 같은 연구결과는 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 7일자에 실렸다. 연구팀에 따르면 이전 기후변화와 소행성 복합멸종설을 주장한 연구자들은 백악기 말 생존했던 공룡 종류와 숫자에 대해 과소평가했다. 연구진은 육식공룡인 티라노사우르스 렉스와 초식공룡인 트리케라톱스 같은 백악기 시대 많은 공룡들이 살았던 것으로 추정되는 북미지역을 대상으로 분석을 실시했다. 현재 북미 대륙은 내륙이 내해(內海)로 인해 두 개로 갈라져 있던 상황이었다.서쪽지역은 새로 형성된 록키산맥 때문에 퇴적물이 많아 화석이 만들어질 수 있는 완벽한 조건이었지만 동쪽지역은 공룡 사체들이 화석화되기 좋지 않은 환경이었다. 대부분의 화석이 북미 서쪽지역에서 주로 발견됐기 때문에 그동안 많은 학자들이 소행성 충돌 이전부터 공룡들이 줄기 시작했다는 주장의 근거로 삼았다. 그렇지만 영국 연구진은 백악기 후기 북미지역에 살았던 공룡은 지금보다 3배 정도는 더 많았으며 북미 지역 전역에서 살았을 것으로 추정했다. 연구팀은 ‘생태학적 틈새 모델링’(ecological niche modelling)을 도입했다. 생태학적 틈새 접근법은 온도, 강수량을 비롯한 생활환경 요인 전체를 고려해 종의 생존에 대해 추정하는 방법론이다. 연구팀은 이 방법론을 통해 북미대륙에서 나타나는 시간적 변화, 특히 화석이 발견되지 않은 곳의 조건이 바뀌면 공룡이 살아남을 수 있는지에 대해 분석했다. 그 결과 북미대륙 동쪽의 경우에도 많은 공룡이 존재했을 것으로 나왔다. 피터 앨리슨 임페리얼칼리지런던대 교수는 “이번 연구에 따르면 일반적인 생각과는 달리 공룡들은 전체적으로 환경적응이 빠른 동물로 백악기 동안 일어난 환경 및 기후변화에 효과적으로 대처했을 것”이라며 “장기간에 걸친 기후변화는 공룡의 쇠퇴를 가져온 변수가 되지 못하고 공룡 멸종의 핵심 원인은 역시 소행성 충돌로 봐야 할 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr