6600만년 전 지구를 차지하고 있던 공룡들이 갑자기 한 순간 사라졌다. 우주물체가 지구로 날아와 충돌하면서 지구상 생물종 4분의 3을 사라지게 만든 ‘다섯번째 대멸종’ 사건이다. 천문학계에서는 중생대 말 공룡을 멸종시킨 원인을 제공한 우주물체가 소행성인지 혜성인지에 대한 논란이 이어지고 있다. 이런 가운데 미국 하버드대 천문학과 연구팀은 멕시코 유카탄 반도에 있는 칙술루브 충돌구를 분석한 결과 공룡을 순식간에 사라지게 만든 우주물체는 태양계 최외곽부를 형성하고 있는 오르트 구름대에서 날아온 장(長)주기 혜성이 정상 궤도에서 벗어나 지구와 부딪쳤기 때문이라고 16일 밝혔다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘사이언티픽 리포츠’ 15일자에 발표했다. 멕시코 유카탄 반도에 있는 직경 180㎞, 깊이 20㎞의 칙술루브 충돌구는 지름 10~15㎞ 크기의 우주물체가 45도 각도로 떨어져 생긴 것이다. 이 충돌로 중생대 백악기 말 지구상 생물들이 절멸됐다고 받아들여지고 있다. 지금까지 칙술루브 충돌구를 만든 우주물체가 혜성인지 소행성인지 정확히 밝혀지지 않은 상태에서 화성과 목성 사이 소행성 벨트에서 벗어난 소행성이 충돌하면서 만들었다는 주장이 힘을 얻고 있었다. 연구팀은 통계분석과 중력 시뮬레이션을 통해 칙술루브 충돌구는 소행성이 아닌 태양계 바깥 오르트 구름대에서 유래한 태양 공전주기가 200년 이상인 장주기 혜성 일부가 궤도를 정상궤도를 벗어나면서 쪼개진 파편 일부가 지구로 날아온 것이라고 분석했다. 오르트 구름대는 최외곽부로 명왕성과 카이퍼 벨트 너머에 얼음과 먼지 등으로 구성돼 태양계를 둥근 껍질처럼 둘러싸고 있는 가상의 천체부분이다. 오르트 구름대는 장주기혜성과 비주기혜성의 기원으로 알려져 있기도 하다. 연구팀에 따르면 장주기 혜성이 태양쪽으로 이동하는 과정에서 목성의 중력장에 의해 정상 궤도를 벗어나 태양과 더 가까운 궤도로 바뀌게 됐다. 태양에 가깝게 공전하는 궤도를 지나면서 ‘선글레이저 혜성’이 되고 혜성에서 태양에 가까운 부위와 먼 부위가 태양중력 차이를 보이면서 부서지는 조석분열 현상이 생긴다. 달 때문에 지구에서 조수간만의 차가 생기는 것처럼 조석분열은 위치에 따른 중력차이 때문에 물이 없는 혜성이나 소행성은 일부가 부서지게 되는 것이다. 이렇게 혜성의 조각난 일부가 지구와 충돌했다는 것이다.연구팀의 계산 결과 장주기 혜성의 20%가 선글레이저 혜성이 되고 선글레이저 혜성이 태양과 근접한 뒤 오르트 구름대로 돌아가는 과정에서 조석분열이 발생해 그 파편이 지구와 부딪칠 가능성은 10배 이상 높은 것으로 나타났다. 또 연구팀은 칙술루브 충돌구에서는 탄소질 콘드라이트 성분이 많은 것으로 나타났는데 화성과 목성 사이 소행성대에서는 탄소질 콘드라이트 성분을 가진 소행성은 10%에 불과하지만 오르트 구름대의 혜성은 대부분 탄소질 콘드라이트로 구성돼 있다고도 밝혔다. 애브러엄 로앱 하버드대 교수는 “목성은 오르트 구름대에서 유래된 장주기 혜성들을 태양에 근접한 궤도로 밀어넣고 조석파괴를 일으킬 수 있는 작용을 할 가능성이 큰 것으로 계산됐다”라면서 “이번 연구는 오르트 구름에서 온 장주기 혜성에 관한 더 많은 자료와 통계 등 증거를 확보하고 관측함으로써 비슷한 사건이 지구를 위협할 수 있는지를 파악하는데도 도움이 될 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

6600만년 전 지구를 차지하고 있던 공룡들이 갑자기 한 순간 사라졌다. 우주물체가 지구로 날아와 충돌하면서 지구상 생물종 4분의 3을 사라지게 만든 ‘다섯번째 대멸종’ 사건이다. 천문학계에서는 중생대 말 공룡을 멸종시킨 원인을 제공한 우주물체가 소행성인지 혜성인지에 대한 논란이 이어지고 있다. 이런 가운데 미국 하버드대 천문학과 연구팀은 멕시코 유카탄 반도에 있는 칙술루브 충돌구를 분석한 결과 공룡을 순식간에 사라지게 만든 우주물체는 태양계 최외곽부를 형성하고 있는 오르트 구름대에서 날아온 장(長)주기 혜성이 정상 궤도에서 벗어나 지구와 부딪쳤기 때문이라고 16일 밝혔다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘사이언티픽 리포츠’ 15일자에 발표했다. 멕시코 유카탄 반도에 있는 직경 180㎞, 깊이 20㎞의 칙술루브 충돌구는 지름 10~15㎞ 크기의 우주물체가 45도 각도로 떨어져 생긴 것이다. 이 충돌로 중생대 백악기 말 지구상 생물들이 절멸됐다고 받아들여지고 있다. 지금까지 칙술루브 충돌구를 만든 우주물체가 혜성인지 소행성인지 정확히 밝혀지지 않은 상태에서 화성과 목성 사이 소행성 벨트에서 벗어난 소행성이 충돌하면서 만들었다는 주장이 힘을 얻고 있었다. 연구팀은 통계분석과 중력 시뮬레이션을 통해 칙술루브 충돌구는 소행성이 아닌 태양계 바깥 오르트 구름대에서 유래한 태양 공전주기가 200년 이상인 장주기 혜성 일부가 궤도를 정상궤도를 벗어나면서 쪼개진 파편 일부가 지구로 날아온 것이라고 분석했다. 오르트 구름대는 최외곽부로 명왕성과 카이퍼 벨트 너머에 얼음과 먼지 등으로 구성돼 태양계를 둥근 껍질처럼 둘러싸고 있는 가상의 천체부분이다. 오르트 구름대는 장주기혜성과 비주기혜성의 기원으로 알려져 있기도 하다. 연구팀에 따르면 장주기 혜성이 태양쪽으로 이동하는 과정에서 목성의 중력장에 의해 정상 궤도를 벗어나 태양과 더 가까운 궤도로 바뀌게 됐다. 태양에 가깝게 공전하는 궤도를 지나면서 ‘선글레이저 혜성’이 되고 혜성에서 태양에 가까운 부위와 먼 부위가 태양중력 차이를 보이면서 부서지는 조석분열 현상이 생긴다. 달 때문에 지구에서 조수간만의 차가 생기는 것처럼 조석분열은 위치에 따른 중력차이 때문에 물이 없는 혜성이나 소행성은 일부가 부서지게 되는 것이다. 이렇게 혜성의 조각난 일부가 지구와 충돌했다는 것이다.연구팀의 계산 결과 장주기 혜성의 20%가 선글레이저 혜성이 되고 선글레이저 혜성이 태양과 근접한 뒤 오르트 구름대로 돌아가는 과정에서 조석분열이 발생해 그 파편이 지구와 부딪칠 가능성은 10배 이상 높은 것으로 나타났다. 또 연구팀은 칙술루브 충돌구에서는 탄소질 콘드라이트 성분이 많은 것으로 나타났는데 화성과 목성 사이 소행성대에서는 탄소질 콘드라이트 성분을 가진 소행성은 10%에 불과하지만 오르트 구름대의 혜성은 대부분 탄소질 콘드라이트로 구성돼 있다고도 밝혔다. 애브러엄 로앱 하버드대 교수는 “목성은 오르트 구름대에서 유래된 장주기 혜성들을 태양에 근접한 궤도로 밀어넣고 조석파괴를 일으킬 수 있는 작용을 할 가능성이 큰 것으로 계산됐다”라면서 “이번 연구는 오르트 구름에서 온 장주기 혜성에 관한 더 많은 자료와 통계 등 증거를 확보하고 관측함으로써 비슷한 사건이 지구를 위협할 수 있는지를 파악하는데도 도움이 될 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

영국 웨일스의 네 살 소녀가 아빠랑 바닷가를 산책하다 2억 2000만년 전 공룡이 남긴 온전한 발자국 화석을 찾아냈다. 29일(이하 현지시간) 웨일스 온라인과 다음날 BBC 보도에 따르면 베일 오브 글래모건의 란도우에 사는 릴리 와일더는 지난 23일 벤드릭스 만의 해변에 아빠 리처드와 산책을 나갔다가 길이 10㎝쯤 되는 발자국 화석을 발견했다. 이 정도 발자국이라면 몸 길이가 75㎝ 높이에 길이가 2.5m쯤 되는 공룡일 것으로 과학자들은 짐작하며 이번에 발견된 화석이 이 정도 크기의 공룡이 움직이는 모습을 규명하는 데 도움이 될 것으로 기대하고 있다. 웨일스 국립박물관의 고생물 큐레이터 신디 하웰스는 “이곳 해변에서 발견된 종의 발자국 가운데 단연 윗길”이라고 말했다. 아빠보다 먼저 발자국을 확인한 것이 릴리였다고 엄마 샐리는 말했다. “릴리가 걷다가 발견한 뒤 ‘아빠, 이것 봐요’라고 말했다고 한다. 리처드가 집에 와서 내게 사진을 보여줬는데 난 ‘대단하게 생겼네’라고 생각했다. 리처드는 너무 사실적이어서 거짓 같다고 했다. 난 전문가들에게 연락해 함께 그곳에 가보자고 했다.” 발자국을 남긴 공룡은 “날씬한 동물”로 표현됐는데 보폭이 60㎝도 채 되지 않아 다른 작은 동물이나 곤충을 잡아먹기 위해 꽤나 민첩하게 움직였을 것으로 추정됐다. 미국에서도 코엘로피시스란 공룡 종이 이것과 아주 비슷한 발자국을 남긴 화석이 있다. 과거 벤드릭스 만에서 발견된 공룡 종들은 조금 더 악어를 비롯한 파충류에 가까운 모습이었다. 발자국 화석을 웨일스 자연사박물관으로 옮기면 더 원활한 조사가 가능해 현재 특별 허가를 신청해둔 상태다. 예정대로 진행하면 이번주 화석을 떼내 카디프에 있는 국립박물관에 보존할 예정이다. 공룡은 2억 3000만 년 전에 처음 나타났으며 이번 화석은 이들의 진화 초기에 어떤 일이 일어났는지, 공룡의 다른 그룹들이 어떻게 다양한 종으로 분화됐는지 규명하는 데 도움이 될 것으로 기대된다. 벤드릭스 만은 베일 오브 글래모건의 배리부터 술리까지 뻗어있는데 고생물 연구에 보물창고 같은 곳이다. 지층기(Triassic Period, 트라이아이스기, 공룡·해생(海生) 파충류가 출현한 중생대 초기)의 공룡 행적을 연구하기에 영국에서 가장 맞춤한 곳이다. 전문가들은 파도가 높을 때는 화석을 관찰하기가 어려우므로 큰 파도가 잦아들자마자 구덩이에 물이 조금 고여 있을 때 살펴보거나 태양이 하늘에 낮게 깔려 그림자를 길게 드리우면 관찰에 도움이 될 것이라고 조언했다. 임병선 평화연구소 사무국장 bsnim@seoul.co.kr

상어는 단단한 뼈가 거의 없는 연골어류에 속한다. 날카로운 이빨과 일부 골격 이외에는 물렁뼈를 지닌 생물이지만, 뼈대는 없어도 역사는 깊은 집안의 후손이다. 상어와 가오리를 포함한 연골어류의 조상은 적어도 4억 년 이전에 첫 모습을 드러냈기 때문이다. 특히 상어의 경우 고생대 후기부터 지금까지 기본 형태를 유지한 채 번영을 누리는 보기 드문 강력한 포식자이기도 하다. 그러나 단단한 뼈가 없다는 점 때문에 과학자들은 상어의 진화를 연구하는 데 상당한 어려움을 겪고 있다. 현재 발견되는 상어 화석은 대부분 이빨 화석이라 전체 모습을 연구하기가 곤란한 것이다. 오스트리아 빈대학의 제바스티안 스툼프 박사가 이끄는 연구팀은 시조새의 발굴 장소로 유명한 독일 졸른호펜의 쥐라기 석회암 지층에서 놀라운 상어 화석을 발견했다. 1억 5000만 년 전 졸른호펜은 석호가 발달한 해안가로 많은 동식물이 번성하는 열대 낙원이었다. 염분이 높고 잔잔한 석호 바닥은 생물 사체가 온전한 형태로 화석화되는데 최적의 장소였다. 따라서 시조새를 포함한 수많은 중생대 생물의 화석이 발견됐다. 이번에 발견한 아스테라칸투스(Asteracanthus) 상어의 화석 역시 그런 사례로 상어 화석으로는 보기 드물게 연한 조직을 포함해 몸 전체가 화석화됐다. 심지어 지느러미의 형태까지 완벽하게 파악할 수 있을 정도였다. 연구팀은 아스테라칸투스의 화석을 상세히 분석해 이 쥐라기 상어의 몸길이가 정확하게 2.5m라는 사실을 확인했다.사실 멸종 상어의 크기 추정은 매우 까다로운 주제다. 이빨 화석만 가지고 현생 근연종을 참조해 전체 크기를 추정해야 하기 때문이다. 역사상 가장 큰 상어인 메갈로돈의 경우에도 정확한 크기를 가지고 많은 논쟁이 있었다. 아스테라칸투스는 백악기 말 대멸종 당시 사라진 히보두스목(hybodontiformes) 상어로 근연종도 없기 때문에 크기와 형태는 거의 추정에 불과했다. 이번 발견으로 과학자들은 중생대에 번성했다가 비조류 공룡과 함께 멸종된 상어의 형태를 완벽하게 복원할 수 있게 됐다. 아스테라칸투스는 지금 기준으로는 중형 상어이지만, 당시 해양 생태계에서는 가장 큰 상어에 속했다. 특히 이들이 살았던 졸른호펜의 석호에는 이보다 큰 해양 동물의 화석이 발견되지 않기 때문에 지금의 백상아리처럼 최상위 포식자로 군림하면서 생태계를 지배했던 것으로 보인다. 연구팀은 150개나 되는 아스테라칸투스의 이빨의 정확한 크기와 배열 상태를 분석해 이 상어가 현재의 상어처럼 뛰어난 사냥꾼이라는 사실을 확인했다. 사자나 상어 같은 최상위 포식자는 생태계의 균형을 유지하는 데 중요한 역할을 한다. 여러 동물의 개체 수를 적절하게 조절하고 자원이 생태계에서 순환되는 것을 돕기 때문이다. 아스테라칸투스 역시 당시 생태계에서 비슷한 역할을 했을 것이다. 이번 연구는 쥐라기 상어 역시 지금처럼 당시 생태계에서 중요한 축을 담당하고 있었음을 보여준다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

“현존하는 늑대와 외형만 유사한 다른 종생존에 도움주는 유전적 특성 획득 못 해빙하기 끝나면서 멸종 피하지 못했을 것”미국 판타지 작가 조지 R R 마틴이 쓴 장편소설 ‘얼음과 불의 노래’는 8부작 드라마 ‘왕좌의 게임’으로 만들어져 큰 인기를 끌었다. 이야기를 이끌어 가는 스타크 가문의 상징이 바로 ‘다이어 울프’이다. 다이어 울프는 판타지 소설에서 자주 등장해 상상의 동물로 생각하는 이들이 많다. 그러나 약 1만년 전까지 북미 대륙을 중심으로 실존했던 동물이다. 현존하는 회색 늑대와 마찬가지로 개과 개속에 속하고 외모도 비슷하게 생겼다. 하지만 중간 크기 다이어 울프의 신장이 150㎝, 몸무게는 50~79㎏으로 회색 늑대보다 덩치가 훨씬 크다. 현재 늑대보다 무는 힘도 1.5배 정도 강하고 이빨도 커서 매머드같이 몸집이 큰 동물들을 주로 사냥했던 초(超)육식동물로 알려져 있다. 중생대 백악기 말 공룡을 포함해 지구상 존재했던 전체 생물종 중 75%가 사라지는 제5차 대멸종 이후 시대인 신생대 3기 플라이스토세에 살았던 다이어 울프는 지구 기온이 상승하면서 매머드, 스밀로돈, 땅늘보 같은 거대 포유류들이 사라질 때 함께 멸종했다. 이런 이유로 당시 가장 흔한 육식동물이었던 다이어 울프가 회색 늑대의 친척인지, 그리고 멸종 원인이 기후변화 때문인지 인간의 사냥 때문인지는 여전히 고생물학 분야 수수께끼이다. 이런 가운데 영국 더럼대 고고학과, 호주 애들레이드대 생명과학부 고대DNA연구센터, 미국 캘리포니아 로스앤젤레스대(UCLA) 생태·진화생물학과 연구진을 중심으로 영국, 호주, 미국, 러시아, 스페인, 덴마크, 캐나다, 프랑스, 그린란드, 노르웨이, 독일 등 11개국 43개 연구기관이 참여한 국제공동연구팀은 다이어 울프가 현존하는 늑대들과 외형만 비슷할 뿐 사실상 다른 종의 동물이라는 사실을 밝혀냈다. 이 같은 연구 결과는 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 14일자에 실렸다.연구팀은 미국 와이오밍, 아이다호, 오하이오, 테네시주 등에서 발견된 약 5만~1만 2900년 전에 살았던 것으로 보이는 다이어 울프 5마리의 뼈 화석, 고대 개 3마리의 뼈 화석에서 채취한 DNA, 북미 지역에서 서식 중인 회색 늑대와 코요테 22마리에서 추출한 DNA를 비교 분석했다. 그 결과 다이어 울프는 약 570만년 전에 회색 늑대와 갈라졌으며 약 510만년 전에는 아프리카 자칼에서 갈라져 진화해 온 것으로 확인됐다. 또 현재 늑대와 코요테, 고대 개와는 유전자 공유가 전혀 없었던 것으로도 밝혀졌다. 회색 늑대, 아프리카 늑대, 개, 코요테, 자칼 등은 이종교배 사례가 있어 서로의 DNA를 공유하기도 하지만 다이어 울프는 다른 늑대 종들과 형태학적으로만 유사할 뿐 전혀 교배가 없이 북미 지역에서 단독 진화해 왔다는 것이다. 결국 이 같은 진화적 고립이 혈통의 순수성은 지켰을지 모르지만 생존에 도움을 줄 수 있는 다른 유전적 특성을 획득하지 못해 빙하기가 끝나면서 생긴 거대 포유류 멸종의 운명에서 벗어나지 못했을 것이라고 연구팀은 설명했다. 이번 연구를 이끈 앤절라 페리 영국 더럼대 박사는 “‘왕좌의 게임’ 덕분에 대중에게 많이 알려진 다이어 울프는 외형 때문에 회색 늑대나 코요테와 가까운 혈연관계가 있을 것이라고 생각돼 왔지만 이번 연구로 다이어 울프와 현존 늑대들의 관계는 마치 네안데르탈인과 현생인류와 비슷한 관계라는 사실을 알게 됐다”고 설명했다. 이어 “특정 종의 진화의 비밀을 푸는 동시에 빙하기와 함께 사라진 거대 포유동물들의 멸종 원인에 대한 힌트를 얻은 게 의의”라고 덧붙였다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

1억 년 간 노란색의 호박(琥珀·나무의 송진 등이 땅 속에 파묻혀서 수소, 탄소 등과 결합해 만들어진 광물)에 갇혀 있던 희귀 고대 꽃이 발견돼 학계의 관심이 쏠렸다. 미국 오리건주립대학 연구진에 따르면 미얀마에서 발견된 이 호박 조각 안에는 백악기 후기에 서식했던 고대 꽃의 흔적이 그대로 남아있다. 연구진은 이 꽃의 종이 지금까지 알려진 적이 없는 신종이라고 판단하고, 발빌로쿨루스 플레리스타미니스(Valviloculus pleristaminis)라고 명명했다. 이 식물은 꽃을 생식기관으로 갖고, 그 속에 씨앗이 들어있는 식물군인 속씨식물(피자식물)에 속하며, 사사프라스로 불리는 녹나무과 식물의 먼 친척뻘로 추정된다. 크기는 약 2㎜에 불과하지만, 꽃가루를 생산해내는 수꽃의 기관인 수술 약 50개가 나선형으로 촘촘하게 배치돼 있는 등 당시 모습을 고스란히 담고 있다는 점에서 과학적 연구가치가 매우 높은 것으로 평가됐다. 이번 발견은 새로운 고대 식물의 발견뿐만 아니라, 대륙이동설의 시기와 정의를 정립할 수 있는 과학적 근거가 된다는 점에서 지질학계의 관심도 사로잡았다. 1억 년 전 사사프라스는 현존하는 호주 지역에서 주로 서식했는데, 사사프라스의 먼 친척뻘에 해당하는 신종 고대 식물이 아시아에 속하는 미얀마에서 발견된 것은 1억 년 전 당시 호주와 아시아 대륙이 하나였다는 것을 의미한다고 연구진은 설명했다. 대륙이동설에 따르면 현재의 아프리카, 호주, 인도반도 및 남극 대륙 등은 고생대 말기부터 중생대까지 거대한 하나의 대륙이었다. 곤드와나대륙이 해체되면서 현재 아시아 대륙과 호주 대륙은 바다로 갈라지게 됐는데, 이번 고대 식물의 발견은 곤드와나대륙의 해체가 기존 예상보다 훨씬 늦게 일어났음을 보여주는 근거가 될 수 있다. 연구진은 “1억 년 전 서식했던 이 고대 꽃은 곤드와나대륙에서 피어났고, 현재의 미얀마 서부로 옮겨지기 전 이미 호박에 갇힌 상태였을 것”이라며 “호박에 갇힌 이 꽃은 현재의 동남아시아 방향으로 천천히 약 6437㎞를 이동한 것으로 보인다”고 설명했다. 이어 “속씨식물은 약 1억 년 전 이미 진화를 시작해 매우 다양한 종이 존재 했다”면서 “크기는 매우 작지만 세부 기관들이 놀라울 정도로 완벽하게 보존돼 있다”고 덧붙였다. 자세한 연구결과는 텍사스식물연구소(BRIT) 학술지에 실렸다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

거대한 네 발 초식 공룡인 용각류(Sauropoda)는 역사상 가장 큰 육상 동물이다. 이 가운데 가장 큰 종은 몸길이가 30~40m에 달하며 무게 역시 60~80t나 나갔던 것으로 추정된다. 하지만 용각류의 조상은 중생대 첫 번째 시기인 트라이아스기 후반까지도 사실 작은 잡식 동물로 두 발로 빠르게 달릴 수 있어 외형상으로 보면 오히려 수각류 육식 공룡과 흡사했다. 영국 브리스톨 대학 연구팀은 최초에는 육식이었다가 잡식 동물로 진화한 후 역사상 가장 큰 초식 동물이 된 용각류의 독특한 진화 과정을 알기 위해 트라이아스기 말인 2억500만 년 전 용각형류 공룡인 테코돈토사우루스(Thecodontosaurus)의 뇌를 고해상도 CT 스캔을 통해 분석했다. 테코돈토사우루스는 트라이아스기 말기에 등장한 소형 잡식 공룡으로 대부분 몸길이 2m 미만이었다. 과학자들은 테코돈토사우루스가 몸집이 작은 대신 긴 꼬리와 상대적으로 튼튼한 뒷다리가 있어 두 발로 매우 민첩하게 움직일 수 있었을 것으로 여겨왔다. 하지만 빠르고 민첩한 운동 능력은 다리 힘만으로 가능한 것이 아니라 이를 통제할 수 있는 뇌의 존재가 필수적이다. 연구팀은 테코돈토사우루스의 운동 능력을 검증하기 위해 매우 잘 보존된 두개골과 뇌실(braincase)의 이미지를 얻어 이를 기반으로 3D 모델을 만들었다. 그 결과 테코돈토사우루스가 현재의 육식 동물과 비슷하게 빠르게 움직이는 목표를 추적할 수 있다는 사실을 확인했다. 연구팀에 따르면 테코돈토사우루스는 사냥감을 쫓아가면서 머리와 시선을 고정할 수 있었다. 이는 거대 초식 공룡의 조상이 작고 민첩한 사냥꾼이라는 사실을 보여준 것이다. 연구를 이끈 브리스톨 대학의 안토니오 발렐은 이런 능력에도 불구하고 테코돈토사우루스는 주로 초식을 하는 잡식 공룡이었다고 설명했다. 이빨 구조가 초식에 더 적합하기 때문이다. 테코돈토사우루스는 소형 육식 공룡에서 잡식 공룡을 거쳐 점점 초식 공룡이 되는 용각류 진화 과정의 한 단면을 보여준다. 흥미로운 사실은 트라이아스기가 끝나고 다음 시기인 쥐라기에는 결국 잡식 용각류는 대부분 사라지고 우리가 아는 거대 초식 공룡만 후손을 남겼다는 것이다. 언뜻 생각하기에는 이것저것 다 먹을 수 있는 잡식 공룡이 생존에 더 유리했을 것 같지만, 현실에서는 선택과 집중이 가져다 주는 이점도 무시할 수 없다. 아마도 용각류의 조상은 전문 사냥꾼으로 진화한 수각류 육식 공룡과 경쟁하기 어려웠을 것이다. 오히려 작은 크기 때문에 만만한 먹이가 된다면 차라리 쉽게 구할 수 있는 식물을 먹이로 삼아 거대해지는 편이 생존에 더 유리하다. 결국 쥐라기와 백악기에는 애매한 멀티플레이어 대신 자신의 분야에서 확고한 전문가인 초식 공룡과 육식 공룡이 등장하게 된다. 어딘지 모르게 인간 세상과도 비슷한 공룡의 진화다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

중생대 지구를 장악했던 거대 동물 공룡들이 한 순간 사라지게 된 것은 백악기 말 화산폭발과 함께 운석충돌이 주요 원인으로 알려져 있다. 화산폭발과 운석충돌 때문에 거대한 먼지구름이 지구를 휘감으며 온도를 떨어뜨리고 그로 인한 기후변화 때문에 멸종했다는 설이 유력하다. 공룡의 멸종은 포유류의 등장과 인류의 등장을 가져온 일대 사건이다. 현생 인류가 탄생한 5만년 전쯤 한반도에서도 거대 운석충돌이 있었다는 직접적 증거가 확인됐다. 한국지질자원연구원 국토지질연구본부 지질연구센터 연구팀은 지난 1월부터 경상남도 합천군에 위치한 직경 약 7㎞의 적중-초계분지의 현장조사 및 분석을 실시한 결과 5만년 전 한반도에도 운석이 떨어졌다고 14일 밝혔다. 이 같은 분석결과는 지질학 분야 국제학술지 ‘곤드와나 리서치‘에 실렸다. 구석기 시대에 해당하는 5만년 전 한반도 남부지역에 살았던 구석기인은 엄청난불덩어리가 하늘에서 떨어지는 모습을 관측했을 것으로 추정된다.적중-초계분지는 한반도 남동쪽에 위치한 약 7㎞ 직경의 그릇모양 지형이다. 운석충돌의 흔적이 여러 차례 발견됐지만 직접적 증거는 찾지 못했다. 연구팀은 분지 내 지역에서 142m 깊이의 시추코어 조사와 탄소연대측정 결과를 통해 적중-초계분지가 운석충돌로 만들어진 운석충돌구라는 사실을 밝혀냈다. 운석이 충돌할 때는 강한 충격파가 발생해 지하에 거대한 웅덩이를 만드는데 충격파의 영향으로 기존 암석과 광물 속에 변화가 발생한다. 연구팀은 적중-초계분지의 퇴적층 분석을 통해 운석충돌에 의한 충격파로 만들어진 미시적 광물변형 증거와 거시적 암석변형을 확인한 것이다. 이 같은 증거는 동아시아 지역에서는 처음 발견된 증거이다. 또 분지의 호수퇴적층 속에서 발견된 숯을 이용한 탄소연대측정 결과 5만년 전 발생한 것으로 추정했다.연구팀은 5만년 전 적중-초계분지 운석충돌구 직경을 4㎞라고 가정할 경우 직경 200m의 운석이 떨어진 것으로 보고 있다. 당시 폭발력은 1400메가톤(MT)에 해당한다. 1MT은 TNT폭탄 100만t을 폭발시켰을 때의 폭발력으로 일본 히로시마에 떨어졌던 원자폭탄의 500배에 해당한다. 연구를 주도한 임재수 지질연 박사는 “이번 연구는 그동안 지질학계의 미스터리로 남아있던 적중-초계분지가 한반도 최초 운석충돌구로 확인했다는데 의미가 크다”라며 “추가 연구를 통해 적중-초계분지의 운석충돌 시기에 대한 정확하고 명확하게 규명할 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

중생대를 대표하는 생물이 공룡이라면 고생대를 대표하는 생물은 삼엽충이다. 삼엽충은 가장 먼저 나타난 절지동물의 큰 그룹으로 고생대 첫 시기인 캄브리아기부터 마지막 순간인 페름기까지 번영을 누린 고생대의 아이콘이다. 가장 오래된 삼엽충은 5억2100만년 전 등장했고 마지막 삼엽충 화석은 페름기 끝인 2억5200만 년 전까지 발굴된다. 이렇게 긴 세월 만큼 수많은 종류의 삼엽충 화석이 발견된다. 그 가운데는 매우 독특한 형태를 지닌 삼엽충도 존재한다. 최근 중국 과학원 난징 지질학 및 고생물학 연구소(NIGPAS)의 과학자들은 산둥성에서 캄브리아기에 살았던 독특한 삼엽충 화석을 발견했다. 판타스피스 아우리투스(Phantaspis auritus)라고 명명된 이 삼엽충은 새끼 때는 교과서에 나오는 것 같은 평범한 외형의 삼엽충이지만, 점점 자라면서 성체가 되면 마치 토끼 귀 같은 형태의 독특한 머리를 지닌다. 이번에 발견된 캄브리아기 지층에서는 다양한 성장 단계에 있는 판타스피스 화석이 발견되어 성장에 따른 변화까지 확인할 수 있었다.사실 머리가 독특하게 커진 삼엽충 자체는 드물지 않다. 하지만 이들은 대부분 캄브리아기 다음 지질 시대인 오르도비스기 중기 이후에 등장했다. 판타스피스는 그에 앞서 머리를 크게 키웠다는 점에서 과학자들의 주목을 받고 있다. 연구팀은 토끼 귀처럼 생긴 커다란 머리가 바다 밑에서 먹이를 찾는 데 도움을 주었을 가능성에 주목하고 있다. 삼엽충은 주로 바다 밑에서 먹이를 찾았는데, 판타스피스는 독특하게 생긴 머리를 이용해서 모래 밑 깊은 곳에 숨은 먹이를 더 효과적으로 찾아냈을 가능성이 있다. 또 다른 가능성은 천적에 대한 방어 무기다. 캄브리아기에는 지구 역사상 최초로 아노말로카리스 같은 대형 포식자가 등장해 삼엽충같이 작은 동물을 사냥했다. 당연히 삼엽충 입장에서도 대응책이 필요했다. 커다란 머리를 지니고 있으면 방어 무기로 사용할 수 있을 뿐 아니라 포식자가 쉽게 삼키기 어렵다. 설령 방어 무기로 효과가 크지 않더라도 몸집이 커 보이게 만들어 쉽게 공격하지 못하게 만들 수 있다. 마지막 가능성은 짝짓기를 위한 상징이다. 이 주장은 왜 새끼 때는 없다가 성체가 되면 두드러진 변화가 일어나는지 쉽게 설명할 수 있다. 이 가설이 옳다면 암수에 따른 차이가 있을 수도 있다. 수컷끼리 무기처럼 생긴 머리를 이용해 서로 싸웠을 가능성이 있기 때문이다. 판타스피스가 독특하게 생긴 머리를 지닌 이유에 대해서는 여러 가지 추측만 가능하지만, 한 가지 확실한 것은 이미 5억 년 전 캄브리아기부터 삼엽충이 아주 다양하게 진화했다는 것이다. 덕분에 삼엽충은 고생대의 남은 시기에도 큰 번영을 누리며 고생대를 대표하는 생물군으로 자리매김했다. 역대급으로 귀여운 외모의 판타스피스는 그 다양성을 보여주는 좋은 사례다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

약 6600만 년 전 거대한 소행성이 지구에 충돌해 중생대 생태계를 붕괴시켰을 때 사라진 것은 비조류 공룡만이 아니었다. 새를 제외한 공룡과 익룡, 암모나이트나 모사사우루스 등은 사실 멸종한 생물 중 극히 일부에 불과하다. 해양 생태계의 근간을 이루는 플랑크톤도 이 비극에서 벗어나지 못했다. 사실 당시 지구 상황을 재구성해보면 멸종되지 않고 살아남은 쪽이 더 신기한 수준이다. 10㎞급 소행성 충돌로 거대한 먼지와 재가 상당히 오랜 시간 하늘을 뒤덮었기 때문에 운 좋게 소행성 충돌로 인한 폭발에서 살아남은 생명체라고 해도 그다음에 펼쳐진 암흑 세상에서 살아남기는 쉽지 않았다. 지구 전체가 어둡고 추워져 먹이사슬의 기반을 이루는 식물과 식물성 플랑크톤이 상당수가 사라졌기 때문이다. 영국 사우샘프턴대의 사만다 깁스 박사가 이끄는 영국과 미국의 과학자들은 해양 먹이 사슬의 기초를 이루는 식물성 조류(Algal) 플랑크톤이 햇빛이 거의 없던 시기를 어떻게 살아남았는지를 연구했다. 연구팀은 대멸종 직후 발견된 플랑크톤의 미세 화석을 연구해 한 가지 흥미로운 사실을 발견했다. 단단한 갑옷 같은 외피에 하나씩 구멍이 있는 경우가 많다는 점이다. 연구팀은 이 구멍이 편모(flagella·생물의 세포 표면으로부터의 돌기물로 형성된 운동성이 있는 세포기관)와 부착성 편모(haptonema)를 단단한 껍데기 밖으로 내밀기 위한 용도라고 추정했다. 식물성 플랑크톤이 긴 채찍 같은 편모를 밖으로 내놓는 주된 이유는 박테리아를 잡아먹기 위해서다. 다시 말해 이들이 식충 식물 같은 혼합영양생물(mixotroph)로 영양분이 부족할 때는 박테리아를 잡아먹어 보충할 수 있다. 물론 현재도 광합성과 사냥을 함께 하는 단세포 생물을 쉽게 볼 수 있지만, 연구팀은 대멸종 직후에 이들의 비중이 커졌다고 주장했다. 특히 크기 20㎛ 이하인 나노플랑크톤(nannoplankton)에서는 그 비율이 80~100%에 달했다. 당시 바다에는 생물의 사체를 분해하는 박테리아가 넘쳐났던 반면 이를 잡아먹을 포식자는 많지 않았기 때문에 혼합영양 방식의 식물성 플랑크톤이 매우 유리한 상황이었다. 하지만 생태계가 회복되고 다시 광합성 하기 좋은 환경이 조성되자 이들 중 상당수가 식물성 플랑크톤으로 진화했다. 그래도 위기 상황에서는 여러 가지 생존 수단을 지닌 쪽이 살아남을 가능성이 크다는 점을 보여주는 사례가 아닐 수 없다. 고기도 가리지 않고 먹었던 선조 덕분에 오랜 시간 버틸 수 있는 단단한 씨앗을 지니지 못한 작은 식물성 플랑크톤도 파국적 위기에서 살아남은 셈이다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

공룡 영화에 등장하는 중생대 생물은 대부분 역할이 정해져 있다. 티라노사우루스 같은 대형 수각류 육식 공룡은 무시무시한 이빨로 등장인물들을 위협하고 이보다 더 거대한 초식 공룡은 육식 공룡의 공격을 받기 전까지 평화롭게 풀을 뜯는다. 익룡은 하늘을 나는 거대 파충류로 보통은 하늘 배경에 등장하는 조연이지만, 종종 사람을 공격하기도 한다. 하지만 현생 조류와 마찬가지로 중생대 익룡의 크기와 형태 역시 매우 다양했다. 지금까지 알려진 100여 종의 익룡 가운데 가장 큰 것은 전투기와 비슷한 날개폭을 지니고 있지만, 작은 것은 참새만 했다. 이들의 생활 방식이나 먹이 역시 크기 차이만큼 다양했을 것으로 추정된다. 다만 익룡 화석은 대부분 보존 상태가 좋지 않아 이들이 중생대에 어떻게 먹고 살았는지 연구하는 데 어려움이 있다. 무게를 줄이기 위해 뼛속이 비었을 뿐 아니라 매우 얇아 화석화가 잘 되지 않기 때문이다. 포츠머스 대학 연구팀은 최근 모로코의 백악기 후기 지층인 켐 켐(kem kem) 지층에서 소형 익룡이 어떻게 먹고 살았는지를 보여주는 화석을 발견했다. 신종 익룡인 렙토스토미아 베가엔시스(Leptostomia begaaensis)는 긴 주둥이에 날카로운 이빨이 있는 일반적인 익룡과 달리 길고 뾰족한 핀셋 같은 주둥이를 지녀 연구팀은 처음에 익룡 화석이 아닌 것으로 생각했다. 그러나 화석을 자세히 분석한 연구팀은 이 화석의 주인공이 지금까지 보고된 적 없는 독특한 주둥이를 지닌 익룡이라는 사실을 발견했다. 렙토스토미아는 칠면조와 비슷한 크기의 소형 익룡으로 현생 조류 가운데 도요새, 키위와 가장 비슷한 부리를 지녔다. 렙토스토미아는 도요새처럼 갯벌이나 물 위에서 긴 부리를 이용해서 작은 벌레나 갑각류를 잡아먹었던 것으로 추정된다.(복원도 참조) 이런 먹이는 현재는 물론이고 중생대에도 매우 풍부했기 때문에 이는 현명한 생존 전략이었을 것이다. 중생대판 도요새가 백악기에 번성했어도 이상하지 않은 상황이다. 사실 영화에 묘사된 것과는 달리 거대한 익룡도 목은 길고 가느다란 편이어서 공룡처럼 큰 먹이는 삼키기 힘들다. 따라서 주된 먹이는 물고기나 작은 동물들이었을 것으로 추정된다. 하지만 크기가 작은 익룡의 경우 정확히 어떻게 먹고 살았는지에 대한 정보가 부족했다. 아마도 현생 조류처럼 먹이에 따라 매우 다양하게 진화했을 가능성이 높지만 이를 확인하기는 어려웠다. 렙토스토미아의 발견은 막연한 추정을 과학적 증거로 검증했다는 데 의의가 있다. 과학은 이런 과정을 거쳐 발전하는 법이다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

중생대 육지의 지배자가 다양한 크기와 모양의 ‘공룡’들이었다면 하늘의 지배자는 ‘익룡’이었다. 프테로사우루스라고도 불리는 익룡은 흔히 날으는 공룡이라고 생각하는 경우가 많지만 공룡과 별도로 갈라져 진화한 비행 파충류이다. 익룡은 중생대 첫 번째 기간인 트라이아스기와 두 번째 기간인 쥐라기에 존재했던 ‘람포린코이드’류와 중생대 말기인 백악기에 번성했던 ‘프테로닥틸로이드’류가 있다. 널리 알려진 프테라노돈은 프테로닥틸로이드에 속한다. 익룡 화석은 세계 곳곳에서 발견되고 있지만 어떻게 날기 시작했는지 무엇을 먹고 살았는지 정확히 알려지지 않았다. 그런데 영국 고생물학자들을 중심으로 이 같은 궁금증이 일부 풀리게 됐다. 영국 레스터대 지리·지질·환경과학부, 박물관학부, 고생물학연구센터, 버밍엄대 지리·지구환경과학부 공동연구팀은 2억 1000만년 전 등장해 6600만년 전 공룡과 함께 멸종한 익룡의 치아화석을 정밀 분석한 결과 익룡은 먹잇감의 변화와 함께 진화했다고 30일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 29일자에 게재됐다. ‘먹는 것이 곧 그 사람이다’라는 말처럼 연구팀은 익룡의 먹잇감을 분석하면 익룡의 기원과 중생대 먹이피라미드에서의 역할 및 위치, 진화 과정을 파악할 수 있을 것이라고 생각했다. 연구팀은 중생대 17개 다른 세대에 속하는 익룡들의 치아화석을 3차원 마이크로미터 패턴 분석법을 이용해 미세마모특성을 통해 먹잇감을 분석했다. 그 결과 쥐라기 초기에 살았던 디모르포돈은 기존에 알려진 것과는 달리 곤충 같은 무척추동물은 섭취하지 않고 척추동물들만 주로 먹은 육식 익룡이었으며 람포린쿠스는 생선을 먹었으며, 아우스트리아닥틸루스는 딱정벌레나 갑각류 같은 딱딱한 껍질을 가진 무척추동물을, 프테로닥틸루스는 무척추동물을 먹은 것으로 확인됐다. 마크 퍼넬 레스터대 교수(고생물학)는 “일반적으로 익룡이라고 하면 한 종류라고 생각하는 경우가 많지만 현대 조류처럼 다양한 종류가 존재했으며 먹잇감도 다르다”라며 “익룡들의 식성 변화는 중생대에 등장한 조류들과의 경쟁에서 촉발된 것으로 해석된다”라고 말했다. 또 영국 리딩대 생물과학부, 브리스톨대 지구과학부, 링컨대 생명과학부 공동연구팀은 익룡들은 중생대 내내 비행능력을 꾸준히 향상시켜 왔다는 사실을 밝혀내고 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 29일자에 발표했다. 지금까지 알려진 것처럼 익룡이 중생대 초반 갑자기 나타나 비행능력을 향상시킨 것이 아니라 1억 5000만년 동안 조금씩 작은 개선들을 통해 발생했다는 것이다. 연구팀은 익룡 화석을 통해 날개 폭과 몸 크기를 측정하고 현존하는 조류들을 기반으로 통계적, 수학적, 생물물리학적 분석을 통해 75종의 익룡의 비행 효율 변화를 계산했다. 분석 결과 익룡들은 초기에는 단거리만 이동이 가능한 비효율적 이동만을 했지만 점차적으로 비행 시간과 거리를 늘려 장시간, 장거리 비행이 가능하도록 진화했다.그러나 케찰코아틀루스, 타페야라를 포함하는 거대 익룡 ‘아즈다르코이드’류는 시간이 지남에도 비행능력이 향상되지 않는 것으로 확인됐다. 케찰코아틀루스의 경우는 키가 현재 기린과 비슷했던 것으로 알려져 있다. 이들 아즈다르코이드들은 비행보다는 지상에서 주로 생활했기 때문에 비행효율이 중요하지 않았기 때문이라고 연구팀은 설명했다. 크리스 벤디티 리딩대 교수(진화생물학)는 “지난 3억년 동안 변하지 않은 몇 안되는 것 중 하나가 물리 법칙이기 때문에 익룡들의 비행 진화를 이해하기 위해 이 법칙들을 사용할 수 있다는 것은 대단히 흥미로운 일”이라며 “지금까지는 화석들을 통해 해부학적 구조를 설명하고 기능을 예측했지만 이번 연구를 통해 멸종 동물의 작동효율을 물리적 법칙을 계산해 구체적 진화과정을 알 수 있게 됐다”라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

전세계에서 가장 건조하고 메마른 해안 사막인 칠레의 아타카마 사막에서 바다 괴물인 플리오사우루스(Pliosaurus)의 화석이 발굴됐다. 지난 25일(현지시간) 로이터통신 등 외신은 약 1억6000만 년 전 살았던 플리오사우루스의 턱, 이빨, 몸통 일부의 화석이 발굴됐다고 보도했다. 플리오사우루스는 흔히 수장룡으로 불리는 중생대 해양 파충류 그룹으로, 지구 역사상 가장 강력한 바다의 포식자로 꼽힌다. 특히 플리오사우루스는 육지의 최강자인 티라노사우루스 렉스보다 무는 힘이 몇배는 더 강한 것으로 분석되고 있지만 아직까지 완전한 화석이 없어 전체적인 크기와 몸무게는 학자마다 주장이 다르다.이번에 발굴된 화석의 전체 길이는 6~7m에 달할 것으로 보이며 두개골은 약 1m, 또한 이빨은 8~10㎝로 추정됐다. 발굴을 이끌고 있는 칠레대학 고생물학자 로드리고 오테로 박사는 "플리오사우루스는 커다란 두개골과 짧은 목, 역동적인 몸통과 지느러미, 무시무시한 이빨로 바다를 주름잡았다"면서 "이번에 발굴된 화석을 통해 인근의 범고래와 생태학적으로 유사하다는 것을 알게됐다"고 설명했다.한편 플리오사우루스의 화석이 발굴된 아타카마 사막은 전 세계에서 가장 건조한 해안 사막이다. 특히 아타카마 사막은 빛공해가 없어 보석처럼 반짝이는 별들과 은하, 성운들이 어우러진 환상적인 남반구 밤하늘을 가장 잘 볼 수 있는 곳으로 정평이 나있다. 이곳에서 바다에 살았던 플리오사우루스가 발견된 것은 한때 아타카마 사막이 태평양 아래에 잠겨있었기 때문이다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

울산시 울주 반구대 암각화(국보 제285호) 주변에서 발견된 4족 보행 발자국 주인은 1600만 년 전 멸종한 수생 파충류 ‘코리스토데라’(Choristodera)로 밝혀졌다. 코리스토데라 발자국 화석 발견은 세계에서 두 번째이지만, 완전한 형태의 보행렬 화석은 최초다. 문화재청 국립문화재연구소는 2018년 6월 반구대 암각화 인근에서 나온 새로운 형태의 4족 보행 척추동물 발자국 화석에 대한 분석 결과를 지난 2일 국제 학술지 ‘사이언티픽 리포트’에 발표했다고 4일 밝혔다. 이 발자국 화석은 ‘노바페스 울산엔시스’로 명명됐다. ‘울산에서 발견된 새로운 발자국’이란 뜻이다. 암각화에서 20여 m 떨어진 바위에서 발견된 발자국 화석 18개는 보존 상태가 매우 뛰어나고, 앞발자국과 뒷발자국 각각 9개가 하나의 보행렬을 이뤄 주목받았다. 크기는 앞발자국 2.94cm, 뒷발자국 9.88cm였다. 이런 형태는 공룡, 익룡, 도마뱀 등 국내에서 보고된 4족 보행 척추동물의 발자국 화석들과 전혀 다르다.연구 결과 이 발자국의 주인은 약 1억 7400만 년 전 중생대 쥐라기 중기에 출현해 1600만 년 전 신생대 마이오세 전기에 멸종한 수생 파충류 코리스토데라였다. 연구소는 “1995년 미국 콜로라도에서 처음 보고된 코리스토데라의 발자국 화석(캄프소사우리크누스 파르페티)은 매우 불완전한 2개의 발자국으로 앞·뒷발의 구분이 모호하고, 코리스토데라의 발자국인지도 불분명하다”면서 “지금까지 전혀 알려지지 않았던 코리스토데라의 보행 특성과 행동 양식을 파악할 수 있는 유일한 화석으로 의미가 매우 크다”라고 설명했다. ‘노바페스 울산엔시스’를 남긴 코리스토데라는 생존 당시 몸길이가 약 90~100cm 정도로 추정된다. 앞·뒤 발가락이 각각 5개이고 긴 꼬리를 갖고 있었다. 뒷발에는 물갈퀴가 있어 물에서도 잘 적응하여 살았던 것으로 보인다. 공룡이나 도마뱀과는 달리 악어처럼 반직립한 걸음걸이로 걸었다는 사실도 처음으로 밝혀졌다. 또한 중국의 전기 백악기 지층에서 보고된 ‘몬쥬로수쿠스(Monjurosuchus)’ 골격 화석과 발 구조와 형태, 크기가 일치해 그와 유사한 종류의 코리스토데라로 추정된다.연구소는 “이번 분석 결과로 우리나라 중생대에 공룡·익룡·새·도마뱀·악어·거북·포유류 등의 척추동물들과 함께 새로운 수생 파충류 코리스토데라가 서식했음이 최초로 확인됐다”고 밝혔다. 이번 연구 성과는 2021년 대전 천연기념물센터 전시관에서 공개할 계획이다. 이순녀 선임기자 coral@seoul.co.kr

중생대 백악기 말 현재 네덜란드 해안가가에 해당하는 지역에 살았던 불가사리 화석에 메탈밴드 가수의 이름이 붙여져 화제가 되고 있다 룩셈부르크 국립자연사박물관 고생물학과, 네덜란드 마스트리히트 자연사박물관 공동연구팀은 중생대 백악기 말에 존재했던 것으로 보이는 지금까지는 알려지지 않은 거미불가사리 화석을 발견했다고 26일 밝혔다. 재미있는 것은 새로운 거미불가사리 화석의 학명을 핀란드 출신 메탈밴드 ‘나이트위시’ 보컬인 플로어 얀센의 이름을 따 ‘오피오미트렐라 플로오라에‘(Ophiomitrella floorae)라고 명명했다. 이 같은 연구결과는 의학 및 생명과학 분야 국제학술지 ‘피어 제이’(PeerJ) 24일자에 실렸다.백악기 말 네덜란드 일부 지역이 얕은 바다였을 때 존재했던 오피오미트렐라 플로오라에는 약 20년 전 네덜란드 마스트리히트 인근 시멘트회사 채석장에서 발굴됐는데 최근에야 새로운 종류의 생물로 인정받았다. 이번 연구에 참여한 존 야그트 박사는 평소 메탈밴드 ’나이트위시‘ 음악을 즐겨 듣고 특히 보컬인 플로어 얀센의 열혈 팬으로 알려져 있었다. 야그트 박사는 동료연구자들의 동의를 얻어 학명을 지음으로써 메탈밴드 열혈 팬임을 알리는 ’팬심‘을 드러낸 것이다. 메탈밴드 보컬 이름을 딴 이 화석은 내년 1월 3일까지 마스트리히트 자연사박물관에 전시된다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

2억 5000만년 전쯤 지금의 폴란드에 해당하는 지역 호숫가에 어떤 생명체가 진흙 위에 발자국을 남겼다. 이름은 프로로토닥틸루스. 덩치는 고양이만 하고 팔다리는 가늘었다. 그 후손인 공룡은 지구 역사상 가장 성공한 동물 집단이 됐다. 1억년 이상 육상을 지배하면서 모든 종류의 형태와 크기로 퍼져 나갔다. 화석으로 확인된 것은 1000여종이지만 실제로는 현존하는 새의 종류인 1만종을 거뜬히 넘었을 것으로 추정된다. 이들이 6600만년 전에 끝장난 이유는 밝혀졌다. 소행성이 지구와 충돌했기 때문이다. 오늘날 공룡 진화의 가장 큰 수수께끼는 이것이다. 애초에 이들이 어떻게 해서 영광의 자리를 차지할 수 있었을까. 이달 초 영국의 과학잡지 뉴사이언티스트의 심층 분석 기사를 보자. 에든버러대학의 스티븐 브루샛(고생물학) 교수가 기고했다. 앞서의 발자국 화석 시절은 중생대 초기 파충류가 번성하던 때였다. 악어의 먼 조상인 의사악어류도 여기 포함된다. 종류와 숫자가 엄청났다. 갑옷을 갖춘 초식성, 뒷다리로 빠르게 달리는 잡식성, 몸길이 9미터에 칼날 같은 치아를 갖춘 최상위 포식자…. 중생대 초기에 대부분 공룡은 덩치가 말보다 작았으며 어둠 속에서 살금살금 움직여야 했다. 최근 연구에 따르면 공룡은 트라이아스기 말에 갑작스럽게 두각을 나타냈다. 당시 2억년 전쯤에 초대륙 판게아가 여러 갈래로 찢어졌다. 이 과정에서 용암과 함께 엄청난 양의 이산화탄소와 이산화황이 분출됐다. 온실가스는 대기를 데웠지만 화산재는 햇빛을 가렸다. 엄청난 더위와 혹독한 추위가 번갈아 계속됐다. 그 결과 생물종의 30% 이상이 죽었다. 하지만 화석 기록을 보면 공룡이 쉽게 살아남았다는 것을 알 수 있다. 한편 의사악어들은 끝장났다. 트라이아스기의 풍부한 종 다양성은 거의 모두 사라졌다. 이 결과를 설명하려는 가설은 결국 두 종류로 나뉜다. 한쪽에서는 공룡이 고대 악어에 대해 이미 모종의 우위를 점하고 있었다고 주장한다. 속도, 민첩성, 지능 중 뭐가 됐든 말이다. 요즘 각광받기 시작한 새 이론이 있다. 새와 비슷한 허파와 공기주머니 덕분에 공룡이 우위에 설 수 있었다는 것이다. 공룡의 직계 후손인 새의 허파를 살펴보자. 포유동물과 달리 움직이지 않는 촘촘한 스펀지와 같다. 그렇기 때문에 허파 조직은 극단적으로 얇으면서도 망가지지 않을 수 있다. 산소 흡수 효율이 커지는 것이다. 게다가 여분의 공기주머니들이 팽창, 수축해 준다. 숨을 들이쉴 때뿐 아니라 내쉴 때에도 산소를 교환할 수 있게 해주는 것이다. 미국 루이지애나주립대 에마 새크너의 아이디어를 보자. ‘공룡은 트라이아스기 말의 유독한 대기에 적응할 강력한 무기가 있었다. 허파가 오늘날 새의 것과 비슷하게 효율적이었던 덕분이다.’ 허파는 살 조직이라서 화석으로 남지 않는 경향이 있다. 하지만 뚜렷한 흔적을 남기기도 한다. 새들의 공기주머니는 흔히 척추 속으로 파고 들어간다. 그 결과 뼈에 톱니 모양이나 어떨 때는 내부에 공기 방이 만들어진다. 트라이아스기 공룡의 척추뼈 일부 부위에는 공통적으로 빈 구멍이 있다. 새와 조금 다른 유형의 공기주머니를 가졌다는 것을 시사하는 흔적이다. 게다가 2018년 인젠티아 프리마라는 공룡의 화석이 발견됐다. 2억 3700만~2억 1000만년 전의 골격에는 구멍이 많았다. 이는 공기주머니가 몸 전체에 널리 퍼졌다는 것을 시사한다. 본질적으로 이 동물의 허파는 몸 전체를 관통한다. 이 덕분에 빠른 신진대사와 성장이 가능했을 것이다. 이들의 뼈는 또한 가벼웠다. 몸집이 커지면서도 체중이 너무 무거워지거나 체온이 너무 높아지는 등의 문제를 피할 수 있었을 것이다. 수십만 년에 걸친 지구온난화와 탁한 공기, 생태계 붕괴를 이겨 내는 데 도움이 됐을 것이라는 의미다. 어느 쪽이 옳은지는 아직 모른다. 최선의 추측은 공룡에게 뭔가 ‘승리의 패’가 있었다는 것이다. 효율적인 허파, 높은 대사율, 빠른 성장, 그리고 우리가 아직 이해하지 못한 다른 자산들…. 이들이 합쳐져서 그들은 승리했을 것이다. 하지만 환경조건이 조금만 달랐더라도 결과는 달라졌을 것이다. 공룡 시대는 결코 오지 못했을 수도 있다.

백악기 말 대멸종 직후 극적으로 살아남은 생존자들은 무주공산이 된 지구 생태계를 지배하는 행운을 누렸다. 육지는 물론 바다와 하늘로 진출한 포유류처럼 조류의 조상 역시 익룡이 지배하던 하늘은 물론 대형 포식자가 사라진 육지와 바다로 진출했다. 신생대에는 사람 키보다 훨씬 큰 날지 못하는 육식 조류가 지상에서 최상위 포식자 자리를 차지하고 날개 너비가 7m에 달하는 거대한 새가 하늘을 날았다. 바다도 예외가 아니어서 지금은 상상할 수 없는 거대한 새가 바다를 헤엄쳤다.예를 들어 5600~6000만 년 전 남반구에는 키가 1.7m에 달하는 거대 펭귄인 쿠미마누(Kumimanu biceae)가 살았다. 중생대 바다를 장악한 어룡, 수장룡, 모사사우루스 같은 거대 해양 파충류가 사라지자 거대 펭귄이 빠르게 진화해 그 생태학적 지위를 차지한 것이다. 뉴질랜드에서 발견된 쿠미마누와 다른 거대 펭귄은 당시 펭귄의 생태학적 지위가 지금보다 훨씬 다양했다는 사실을 보여준다. 그런데 같은 시기는 아니지만, 북반구에도 쿠미마누와 매우 흡사한 바닷새가 있었다. 플로토프테리드(Plotopterid)는 대략 3700만 년 전 등장해 2500만 년 전 사라진 멸종 조류로 지금의 북미와 일본에서 화석이 발견된다. 프로토프테리드의 형태는 쿠미마누와 매우 흡사한데, 몸집은 더 거대해서 가장 큰 것은 몸길이가 2m에 달한다. 그러나 사람보다 큰 크기에도 불구하고 그 외형은 영락없는 펭귄이다.독일 프랑크푸르트 자연사 박물관 셍켄베르크 연구소의 제럴드 마이어 박사가 이끄는 연구팀은 쿠미마누를 비롯한 거대 펭귄과 플로로토프테리드의 화석을 비교해 두 거대 바닷새가 매우 흡사한 형태와 생태학적 지위를 누렸다는 사실을 발견했다. 연구팀에 따르면 플로토프테리드는 멸종한 거대 펭귄과 ‘도플갱어’일 정도로 닮은 꼴 생명체였다. 사냥하는 방법과 헤엄치는 기술, 그리고 먹이까지 두 거대 조류는 너무나 흡사했다. 하지만 플로토프테리드는 펭귄과 전혀 다른 바닷새 무리인 가다랭이잡이목(Suliformes)에 속한다. 펭귄이 북반구로 가서 거대해진 것이 아니라 생판 남인데 외형만 비슷한 것이다. 연구의 공저자인 바네사 데 페이트리 박사에 따르면 거대 펭귄과 플로토프테리드는 수렴진화(Convergent evolution)의 사례 중 하나다. 포유류인 박쥐와 지배 파충류에 속하는 익룡은 전혀 다른 계통의 생명체이지만, 하늘을 날기 위해 유사한 형태의 날개를 지니고 있다. 포유류인 돌고래와 중생대 해양 파충류인 어룡 역시 전혀 다른 생물체임에도 매우 유사한 외형을 지니고 있다. 다른 생물이라도 같은 환경에서는 서로 닮은 형태로 진화할 수 있는 것이다. 비슷한 상황에서 치열하게 고민한 끝에 비슷한 해법이 나오는 것은 어쩌면 당연한 일인지도 모른다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

한국 상징 ‘범’… 사라진 호랑이·표범 복원 가능성은7000만년 전 지질시대 비밀 품은 ‘경기만의 보물섬’한국을 상징하는 동물과 자연, 국제기구와 수십 년 인연을 통해 한반도의 역사와 문화를 되돌아볼 수 있는 다큐멘터리가 잇따라 방영된다. EBS ‘다큐프라임’은 공사 창립 20주년 특집으로 22~23일 오후 9시 50분 ‘범의 땅’ 2부작을 선보인다. 한민족의 생활과 의식 속에 깊숙이 자리잡은 ‘범’을 주제로 한반도의 자연과 역사를 다각도에서 조명한 다큐멘터리다. 우리 민족이 익숙하게 불러 온 ‘범’은 호랑이와 표범을 엄격히 구분하지 않은 명칭이다. 범은 다른 야생동물에 비해 특별한 존재로, 공포의 대상이자 숭배의 대상이었다. 1부 ‘범의 나라’는 조상들과 범 사이에 얽힌 이야기를 통해 우리 민족에게 범이 어떤 존재인지 살펴본다. 현재 한국호랑이와 한국표범이 유일하게 서식하는 러시아 극동 지역도 탐색한다. 2부 ‘범이 사라진 땅’에서는 한국호랑이와 백두산호랑이, 한국표범이 한반도에서 완전히 사라진 뒤의 생태계 모습을 살핀다. 생태계의 가장 중요한 조절자였던 범이 사라진 뒤, 한반도 야생동물의 종 다양성은 심각하게 떨어져 온 반면 일부 종의 개체수는 지나치게 많아졌다. 방송은 동아시아 생태계의 중요한 역할을 한 범을 복원할 가능성도 진단한다. 20일 오후 7시 55분 방송되는 OBS 특집 다큐멘터리 ‘대부도, 7천만년의 봄’은 ‘경기만의 보물섬’ 대부도에서 7000만년 전 지질시대의 비밀을 찾는다. 대부도 남쪽 탄도항에 위치한 대부광산 퇴적암층은 1999년까지 건축용 외장재를 얻는 광산이었다. 중생대 후 백악기에 생존했던 초식공룡 ‘케리니키리움’의 발자국 화석이 발견되며 채굴이 중단됐지만 이미 산의 3분의1이 훼손된 상태. 발자국 화석도 도난당한 뒤였다. 우여곡절 끝에 화석을 되찾고 퇴적암층을 보전하기 위한 도민들의 노력으로 현재는 관광객들의 사랑을 받는 명소로 자리잡았다. 다큐는 2018년 람사르 습지로 지정된 대부도 갯벌도 찾아 멸종위기 1급 생물 등 청정갯벌의 생명체도 소개한다. ●KBS ‘한국, 유네스코 가입 70년’19일 오후 11시 40분 편성된 KBS ‘다큐세상-유네스코 가입 70년, 빛나는 동행’은 유네스코와의 협력 관계를 통한 한국의 비약적 발전을 돌아본다. 1950년 6월 14일 55번째 회원국이 된 뒤 가입 후 11일 만에 한국전쟁의 포화에 휩싸인 한국. 1954년 설립된 유네스코 한국위원회는 국가 재건 작업을 돕고, 1960년대에는 유네스코 쿠폰 등을 지원해 공업 수준을 끌어올린다. 경제규모가 커진 뒤에는 이사국을 연임하며 2010년부터 아시아와 아프리카의 빈곤 지역에 문해·생활 교육 프로그램을 운영하는 등 달라진 한국의 역할도 보여 준다. 김지예 기자 jiye@seoul.co.kr

EBS ‘범의 땅’, 한국과 ‘범’ 인연 조명대부도 생태 소개하는 다큐멘터리도KBS는 유네스코 가입 70년 특집 방송한국을 상징하는 동물과 자연, 국제기구와 수십 년 인연을 통해 한반도의 역사와 문화를 되돌아볼 수 있는 다큐멘터리가 잇따라 방영된다. EBS ‘다큐프라임’은 공사 창립 20주년 특집으로 22~23일 오후 9시 50분 ‘범의 땅’ 2부작을 선보인다. 한민족의 생활과 의식 속에 깊숙이 자리잡은 ‘범’을 주제로 한반도의 자연과 역사를 다각도에서 조명한 다큐멘터리다. 우리 민족이 익숙하게 불러 온 ‘범’은 호랑이와 표범을 엄격히 구분하지 않은 명칭이다. 범은 다른 야생동물에 비해 특별한 존재로, 공포의 대상이자 숭배의 대상이었다. 1부 ‘범의 나라’는 조상들과 범 사이에 얽힌 이야기를 통해 우리 민족에게 범이 어떤 존재인지 살펴본다. 현재 한국호랑이와 한국표범이 유일하게 서식하는 러시아 극동 지역도 탐색한다. 2부 ‘범이 사라진 땅’에서는 한국호랑이와 백두산호랑이, 한국표범이 한반도에서 완전히 사라진 뒤의 생태계 모습을 살핀다. 생태계의 가장 중요한 조절자였던 범이 사라진 뒤, 한반도 야생동물의 종 다양성은 심각하게 떨어져 온 반면 일부 종의 개체수는 지나치게 많아졌다. 방송은 동아시아 생태계의 중요한 역할을 한 범을 복원할 가능성도 진단한다. 20일 오후 7시 55분 방송되는 OBS 특집 다큐멘터리 ‘대부도, 7천만년의 봄’은 ‘경기만의 보물섬’ 대부도에서 7000만년 전 지질시대의 비밀을 찾는다. 대부도 남쪽 탄도항에 위치한 대부광산 퇴적암층은 1999년까지 건축용 외장재를 얻는 광산이었다. 중생대 후 백악기에 생존했던 초식공룡 ‘케리니키리움’의 발자국 화석이 발견되며 채굴이 중단됐지만 이미 산의 3분의1이 훼손된 상태. 발자국 화석도 도난당한 뒤였다. 우여곡절 끝에 화석을 되찾고 퇴적암층을 보전하기 위한 도민들의 노력으로 현재는 관광객들의 사랑을 받는 명소로 자리잡았다. 다큐는 2018년 람사르 습지로 지정된 대부도 갯벌도 찾아 멸종위기 1급 생물 등 청정갯벌의 생명체도 소개한다. 19일 오후 11시 40분 편성된 KBS ‘다큐세상-유네스코 가입 70년, 빛나는 동행’은 유네스코와의 협력 관계를 통한 한국의 비약적 발전을 돌아본다. 1950년 6월 14일 55번째 회원국이 된 뒤 가입 후 11일 만에 한국전쟁의 포화에 휩싸인 한국. 1954년 설립된 유네스코 한국위원회는 국가 재건 작업을 돕고, 1960년대에는 유네스코 쿠폰 등을 지원해 공업 수준을 끌어올린다. 경제규모가 커진 뒤에는 이사국을 연임하며 2010년부터 아시아와 아프리카의 빈곤 지역에 문해·생활 교육 프로그램을 운영하는 등 달라진 한국의 역할도 보여 준다. 김지예 기자 jiye@seoul.co.kr

수각류는 가장 성공한 육식 공룡이다. 백악기 말 지상을 지배한 티라노사우루스나 물속에서 덩치를 키운 스피노사우루스, 그리고 작지만 민첩한 육식 공룡인 벨로키랍토르는 공룡 영화의 주인공일 뿐 아니라 당시 생태계의 주인공이기도 했다. 하지만 영화에 등장한 육식 공룡은 수많은 수각류 공룡 중 극히 일부에 불과하다. 중생대 수각류 공룡은 매우 다양하게 진화해 이미 쥐라기에 육식에서 채식으로 식성을 바꾼 무리가 등장했을 정도다. 이 시기를 대표하는 초식 수각류 공룡인 엘라프로사우루스는 몸길이 6m, 몸무게 200㎏ 이내의 중소형 수각류 공룡으로 쥐라기 말에 중국과 탄자니아에서 살았다. 과거에는 다른 수각류 육식 공룡과 마찬가지로 육식 공룡일 것으로 생각했지만, 이후 연구를 통해 초식 공룡일 가능성이 높다는 사실이 밝혀졌다. 현재는 대부분의 과학자가 엘라프로사우루스가 초식동물이나 최소한 잡식동물이라고 생각하고 있다. 엘라프로사우루스는 긴 목을 지니고 있으며 빠르게 달릴 수 있기 때문에 현재의 타조와 비슷한 쥐라기 수각류 공룡으로 여겨진다. 흥미로운 사실은 엘라프로사우루스가 평생 풀만 먹는 건 아니라는 점이다. 사실 알을 깨고 나온 엘라프로사우루스 새끼는 작은 이빨을 지녀 고기를 먹을 수 있다. 그러나 성체가 되면서 이빨이 사라지고 대신 식물을 먹는데 편리한 부리로 바뀐다. 이렇게 새끼 때와 성체가 된 후 먹이가 달라지면 서로 같은 먹이를 두고 경쟁하지 않아서 생존에 유리한데, 엘라프로사우루스도 이런 이유로 식성을 바꾸는지는 분명하지 않다. 아무튼 이들은 쥐라기 말에서 백악기 초 수각류 공룡의 다양한 진화를 보여주는 사례 중 하나다. 그런데 최근 호주 스윈번 공과대학교 과학자들은 예상치 않은 장소와 지층에서 엘라프로사우루스의 화석을 발견했다. 연구팀은 처음에는 익룡의 뼈라고 믿었던 작은 척추 뼈 화석이 사실은 엘라프로사우루스의 것임을 밝혀냈다. 그런데 이 화석이 발견된 곳이 호주 빅토리아주의 에릭 더 레드 웨스트의 백악기 중기 지층이었다. 발견된 것은 척추뼈 하나뿐이지만, 엘라프로사우루스가 호주에도 살았을 뿐 아니라 생각보다 훨씬 나중인 1억1000만 년 전까지 살았다는 사실을 밝혀낸 것이다. 참고로 연구팀은 아직 학명이 부여되지 않은 이 공룡에게 '에릭'(Eric the Elaphrosaur)이라는 별명을 붙였다. 물론 육식동물이 초식동물로 변신을 시도하는 경우는 그렇게 드물지 않다. 수각류와 가장 비슷한 위치에 있는 포유류 그룹인 식육목에서도 호랑이나 사자 같은 육식 동물만 있는 게 아니라 초식동물인 판다와 잡식동물인 곰이 존재하기 때문이다. 하지만 중생대 수각류 중 일부가 어떻게 초식공룡으로 진화했고 생태계에서 어떤 위치를 차지했는지에 대해서는 아직 모르는 부분이 많다. 연구팀은 에릭의 나머지 부분을 인근 지층에서 찾을 수 있기를 기대하고 있다. 어쩌면 여기에 지금까지 알려지지 않았던 육식공룡의 채식 도전 성공기가 담겨 있을지도 모른다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com