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

모든 이들이 그렇지는 않지만 다리가 긴 사람은 보폭이 넓어 달리기나 걷기에서 그렇지 않은 사람보다 유리하다. 중생대 백악기 말에 살았던 티라노사우루스가 최강 육식공룡으로 자리잡을 수 있었던 것도 ‘롱다리’ 덕분이었다는 연구결과가 나왔다. 미국 마운트마티대 생물학과, 메릴랜드대 지리학과, 국립자연사박물관 고생물학부, 서던캘리포니아대 의대 통합해부학과, 캐나다 맥길대 자연사박물관 공동연구팀은 티라노사우루스가 큰 덩치에도 불구하고 최강 공룡으로 자리매김할 수 있었던 것은 ‘롱다리’ 때문이라고 17일 밝혔다. 긴 다리가 하루 종일 먹이를 찾아 헤맬 때 에너지효율적으로 이동할 수 있게 도와줬다는 설명이다. 이 같은 연구결과는 미국공공과학도서관에서 발행하는 국제학술지 ‘플로스 원’ 14일자에 실렸다. 연구팀은 70종 이상의 수각류 공룡의 사지비율 체질량, 걸음걸이에 대한 데이터를 수집했다. 이를 바탕으로 연구팀은 공룡의 최고 속도와 걸을 때 속도와 에너지 소비량을 추정했다. 수각류 공룡은 2족 보행을 한 공룡으로 거의 대부분이 육식성이다. 그 결과 몸무게가 1000㎏에 못 미치는 중소형 수각류들은 다리가 길면 달리기 속도가 더 빨라진다는 것을 확인했다. 반면 1t이 넘는 대형 수각류의 경우 최고 달리기 속도는 신체 크기에 의해 제한되지만 다리가 길어지면 걸을 때 소모되는 에너지양이 적어진다는 것을 연구팀은 밝혀냈다. 티라노사우루스 같은 거대 육식공룡들은 단거리 스프린터가 아닌 마라토너 라는 말이다. 거대 육식공룡에게서는 지구력과 에너지효율성을 고려해 다리가 길어진 것이라는 설명이다.백악기 말 사실상 천적이 없었던 티라노사우루스는 빠르게 달리는 것보다 천천히 어슬렁거리다가 먹잇감을 봤을 때 순간적인 속도로 낚아챘다는 것이다. 현재 지구에서 가장 빠른 동물로 알려진 치타처럼 계속 빠른 속도로 이동하는 것이 아니라 평소에는 어슬렁거리며 에너지를 축적했다가 먹잇감을 발견했을 때 폭발적인 속도를 내는 것과 같은 원리이다. 토머스 홀츠 주니어 메릴랜드대 교수(고생물학)는 “육식공룡들은 먹는 시간보다 먹이를 찾는데 많은 시간을 소비하기 때문에 이동을 할 때도 에너지효율을 고려하지 않을 수 없다”라며 “먹이를 찾아 헤메는 동안 적은 에너지를 소비할 수 있도록 롱다리로 진화한 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

지구에 소행성이 접근했다는 소식이 자주 들린다고 느낄지도 모르겠다. 이는 미국항공우주국(NASA)의 행성방어조정실(PDCO)이나 유럽우주국(ESA)의 행성방어실(PDO)과 같은 소행성 충돌대비 전문기관이 소행성을 찾아 추적하는 데 매우 능숙해졌기 때문이다. 최근 NASA와 ESA에 따르면, 일단 소행성이 발견되면 전 세계 천문대가 연계해 그 크기와 궤도를 예측해 지구에 위협이 되는지를 파악한다. 다만 커다란 소행성은 비교적 먼 거리에서도 잘 탐지되지만, 작은 소행성의 경우 레이더망을 피해 전혀 예상하지 못한 가까운 거리까지 오고 나서야 발견될 때가 있다. 그런데 최근 작은 소행성 하나가 달 궤도 안쪽까지 다가오고 나서야 발견됐다는 사례가 공개됐다.지난달 27일(이하 현지시간) 미국 하와이 할레아칼라 천문대는 판-스타스 망원경으로 이 소행성을 처음 발견했다. 천문학자들이 이 소행성을 1시간가량 관측한 결과, 다음날인 28일 달 궤도 안쪽까지 접근할 뿐만 아니라 지구에 충돌할 확률이 10% 정도 되는 것으로 나타났다. 이 미지의 소행성에 관한 보고가 나오자 전 세계 천문대는 즉시 대응을 시작했다. 보고 50분 만에 중국 신장웨이우얼 자치구 주도 우루무치에 있는 싱밍 천문대가 최초의 추적을 시작해 소행성의 위치와 이동 그리고 밝기 등에 관한 자료를 얻는 데 성공했다.이어 ESA PDO의 협력기관인 독일 타우텐부르크에 있는 카를슈바르츠실트 천문대가 이 소행성의 감시를 시작하면서 그 모습을 영상에 담았다. 이렇게 모인 자료는 즉시 검증돼 해당 소행성이 지구와 충돌할 가능성은 없으리라는 결론에 이르렀다.다만 이 시점에서 이 소행성은 다음 날인 4월 28일 가장 가까이 다가왔을 때 인공위성이 밀집한 정지궤도 근처까지 다가오는 것으로 밝혀졌다. 이 소행성의 크기는 지름 4~8m 사이로, 이 정도라면 만일 지구와 부닥치더라도 대기권에서 모두 불타버릴 가능성이 커 이렇다 할 위협은 되지 않는 것으로 분석됐다. 만일의 경우 소행성이 인공위성과 충돌할 수도 있어 전 세계 천문학자들이 그 가능성을 계산한 결과, 그런 위협마저 없는 것으로 나타났다. 결국 이번 소행성은 아무런 위험 없이 지구 근처까지 왔다가 간 것이지만, 이는 전 세계 천문대가 소행성을 발견하고 나서 신속하게 추적을 시작해 놀라울 정도로 그 궤도를 정확하게 예측하는 능력을 보여준 매우 흥미로운 사례라는 점에서 주목된다.최근 들어 소행성 접근 소식이 자주 들리는 이유도 이처럼 전 세계 천문대가 연계해 집중적으로 소행성을 추적하는 체제를 갖추고 있기 때문이다. 물론 지금까지 지구에 명확하게 위협이 되는 소행성은 아직 발견되지 않았지만, 중생대 번성한 공룡은 소행성이 떨어져 멸종한 것으로 알려졌고 그런 재앙이 언제 또다시 지구에 다가올지는 아무도 알 수 없다. 따라서 전 세계 우주 기관은 다가올지도 모르는 위협적인 소행성을 대비해 이처럼 공 들어 방어 체제를 갖춘다. 현재 NASA는 위협이 되는 소행성에 탐사선을 충돌해 궤도를 수정하는 ‘다트’(DART·Double Asteroid Redirection Test) 임무를 주도하고 있는데 만일 이 기술의 효용성이 입증되면 인류는 위협적인 소행성을 피할 수단을 하나 갖게 되는 것이다. 2020 HS7으로 명명된 이번 소행성은 정지궤도의 가장 가까운 인공위성에 약 1200㎞까지 접근했지만 다행히 아무런 피해도 주지 않고 지나갔다. 따라서 이번 사례는 우리에게 매우 좋은 행성 방어 훈련이 됐을 것이라고 전문가들은 평가하고 있다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

호남에 대형 연구시설 없어 유치 열기 지진 등 자연재해 적은 화강암 지반에 고속철도·공항·항구 연결 지리적 이점 전문가 설문조사도 전라도 압도적 1위전남도가 오는 8일 초정밀거대 현미경인 4세대 방사광가속기 유치 지역 선정 발표를 앞두고 ▲균형발전 ▲환경요건 ▲접근성을 내세우며 호남이 최적지임을 강조하고 있다. 사업비는 1조원(정부 8000억원·지자체 2000억원)이지만 한국기초과학지원연구원(KBSI)은 이 시설이 6조 7000억원의 생산 유발효과를 가져올 것으로 분석했다. 방사광가속기는 초미세 영역에서 물질의 변화를 관찰할 수 있어 반도체 초정밀 기술이나 바이오 분야 기업을 유치하는 데도 도움이 된다. 5일 전남도에 따르면 이날 현재 방사광가속기 전남(나주) 유치 서명부에 250만명이 이름을 올렸고 청와대 청원에는 9만여명이 동의하는 등 유치 열기가 뜨겁다. 호남 지역을 대표하는 국가 대형시설이 없는 홀대를 견뎌낸 만큼 초대형 국책 사업인 방사광가속기가 호남권 미래 첨단산업 발전의 견인차가 된다는 확신으로 똘똘 뭉치고 있다. 전남도 관계자는 “초대형 연구시설이 충청권에 4곳, 영남권에 3곳, 수도권에 2곳 있으나 호남권은 한 곳도 없다”면서 “과학기술 분야의 균형 발전을 이루기 위해서는 호남권 유치가 필요하다”고 말했다. 호남권 유치가 성사된다면 과학기술 분야에 있어 영남권·충청권·호남권 간 삼각축이 형성돼 문재인 정부가 지향하는 국가균형발전 실현을 위한 전기가 마련될 것이란 설명이다. 전남 나주는 충북 청주, 강원 춘천, 경북 포항 등과 경합을 벌이고 있다. 호남 내 방사광가속기 유치는 총선 때 여당의 핵심 공약으로 나오면서 지역 주민들의 기대를 키우고 있다. 지난달 8일 광주를 찾은 이해찬 더불어민주당 대표는 “전남에 4세대 방사광가속기가 들어서게 해 호남을 미래 첨단산업 중심지로 육성하겠다”고 강조한 바 있다. 특히 전남은 다른 지역에 비해 지반 조건이 탁월하다는 설명이다. 나주는 중생대 쥐라기의 화강암반이 20m대로 분포돼 있어 입지 안전성이 좋다는 것이다. 이런 이유로 지진·홍수·산사태 등 대형 자연재해가 없고 소음 진동도 기준치 이하로 국내 최상의 안전지대로 불린다고 한다. 부지 반경 5㎞ 이내 지반침하도 없다고 덧붙였다. 한국기업데이터가 지난 2월 방사광가속기 이용 기업 2000곳을 대상으로 벌인 설문조사에서 응답자의 81% 이상이 지질학적 안전성이 중요하다고 답했다. 한국원자력연구원의 2018년 방사광가속기 후보지에 대한 전문가 설문조사 결과에서도 약 50%가 균형발전·안전성 측면에서 전라도를 선택했다. 나주는 국내외 접근성도 있다. 나주는 전국 어디서든 2시간 이내 접근이 가능한 사통팔달 도시로 무안국제공항, 광양항·목포항을 통해 전 세계와도 연결된다. 한 지역에 비슷한 기능을 하는 연구시설을 중복 설립하는 것은 효율성이 낮아 국토 전체에 균형 있게 배치해야 한다는 목소리도 제기되고 있다. 일본의 경우 총 11대의 가속기 시설이 고루 분산돼 있다. 스웨덴, 독일 등 해외에서도 효율성과 안전성, 성장 가능성 등을 중시해 지방 위주로 방사광가속기를 구축하고 있다. 김영록 전남지사는 “나주 예정 부지는 표고 30m 이하가 약 90%인 평지로 공사가 쉬워 다른 지역에 비해 2년 이상 공사 기간을 단축할 수 있다”면서 “지자체 차원의 파격 지원을 통해 이용자들이 연구에만 집중할 수 있도록 방사광가속기 연구 천국으로 만들겠다. 모든 준비를 마친 만큼 반드시 유치해 국가 과학기술 백년대계를 완성하겠다”고 말했다. 무안 최종필 기자 choijp@seoul.co.kr

어린 시절 누구나 한 번쯤 열광하고 사랑에 빠지게 만드는 존재. 바로 ‘공룡’이다. 아이들이 공룡에 빠지는 이유는 지금은 사라지고 없어져 마음껏 상상력을 펼칠 수 있기 때문일 것이다. 우리가 과학관이나 박물관에서 볼 수 있는 공룡이나 고생물들은 불완전한 화석을 바탕으로 당시의 모습과 생태를 복원한 것이다. 그렇기 때문에 고생물학자들도 새로운 화석이 발견되면 지금까지의 해석을 보완하거나 기존의 이론이나 가설을 완전히 바꿔야 하는 경우도 종종 있다.●스피노사우루스 돛·꼬리 완벽 형태 찾아 미국 디트로이트 머시대, 예일대, 하버드대, 이탈리아 국립고생물학협회, 밀라노자연사박물관, 밀라노대, 영국 포츠머스대, 레스터대, 모로코 카사블랑카 하산2대학, 독일 브라운슈바이크 주립자연사박물관 공동연구팀은 중생대 백악기 중기에 살았던 육식공룡 스피노사우루스가 악어처럼 수영을 잘하며 물속에 사는 동물들을 잡아먹는 수생공룡이었다는 사실을 새로 밝혀냈다. 이 같은 연구결과는 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 30일자에 실렸다. ‘가시 도마뱀’이라고 불렸던 스피노사우루스는 등에 2m 넘는 부채모양의 돛을 가진 것이 특징이다. 등에 있는 돛의 기능에 대해서는 고생물학자들도 체온을 조절하는 역할을 했을 것이라고만 추측해 왔다. 연구팀은 모로코 남동부에 위치한 고대하천 켐켐강 인근 화석층에서 거의 완벽한 형태의 스피노사우루스 화석을 발견했다. ●수중 생활 적응한 체형… 수생 생물 확인 화석을 분석한 결과 스피노사우루스의 등에 붙어 있는 부채모양 돛은 물속에서 방향조절 기능을 했으며 길고 유연한 꼬리는 현재의 악어들처럼 빠른 속도로 이동할 수 있도록 돕는 역할을 했던 것으로 확인됐다. 니자르 이브라힘 디트로이트 머시대 교수(고생물학·비교해부학)는 “이번 연구결과는 티라노사우루스 등장 이전 가장 강력한 육식공룡이었던 스피노사우루스가 악어처럼 물에서 생활하며 먹이를 사냥했던 수생동물임을 보여 주고 있다”고 말했다. ●중생대 포유류 곤드와나테리어 골격 발굴 한편 미국 덴버 자연사과학박물관, 스토니브룩대, 뉴욕공과대, 카네기 자연사박물관, 루이스빌대, 텍사스 오스틴대, 오하이오대, 맥칼리스터대, 독일 본대학, 호주 모나쉬대, 빅토리아박물관, 마다가스카르 안타나나리보대학 공동연구팀도 곤드와나 대륙에 살았던 최초의 포유류 ‘곤드와나테리어’의 완전한 골격 화석을 처음 발굴해 포유류 진화의 새로운 증거를 찾았다고 ‘네이처’ 30일자에 발표했다. 곤드와나 대륙은 고생대 후기부터 중생대에 걸쳐 남반구에 존재했던 초(超)대륙으로 현재 남아메리카, 아프리카 대륙과 호주, 남극, 인도를 포함하는 것으로 알려져 있다. 북반구에는 북아메리카, 아시아, 유럽 대륙이 붙어 있던 로라시아 대륙이 있었다. ●크기 더 큰 ‘아달라테리움’ 생존 경쟁 유리 곤드와나테리어는 공룡들이 지구를 지배하고 있던 중생대에 등장한 포유류로 알려졌는데 이번에 발견된 화석은 두개골부터 발가락 같은 말단부위 작은 뼈와 연골조직까지 보존된 것이다. 이번에 발굴된 곤드와나테리어는 이전에 발견된 것들과는 전혀 다른 종으로 확인돼 연구팀은 ‘아달라테리움 휴이’라는 학명을 붙였다. 아달라테리움은 몸무게는 약 3.1㎏으로 쥐와 비슷한 모습을 하고 있는 것으로 확인됐다. 중생대 시절 존재했던 포유류들은 현재 생쥐들만큼 작았지만 아달라테리움은 상대적으로 거대 포유류였다고 연구팀은 설명했다. 덴버 자연사박물관 수석큐레이터인 데이비드 크라우스 박사는 “이번 발견은 지구상에 포유류가 처음 나타났을 때의 진화 과정을 설명할 수 있을 뿐만 아니라 포유류가 거대 동물인 공룡과 어떻게 생존경쟁에서 살아남았는지 이해시켜 줄 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

과거 과학자들은 공룡이 중생대 말에 모두 멸종했다고 생각했다. 하지만 깃털 공룡이 발견되고 수각류 공룡과 조류의 연결 고리가 밝혀지면서 공룡이 완전히 사라진 게 아니라 새를 제외한 비조류 공룡(non-avian dinosaur)만 멸종했다는 관점의 변화가 일어났다. 이제 과학자들은 중생대부터 지금까지 새/공룡 그룹의 진화를 연속 선상에서 바라보고 있다. 브루스 박물관의 다니엘 크셉카 박사가 이끄는 국제 과학자팀은 수각류 공룡과 중생대 조류, 그리고 시조새 같은 근연 그룹의 뇌의 크기를 현생 조류와 비교했다. 그리고 수백 종에 달하는 공룡 및 조류의 뇌 크기를 비교한 결과 몇 가지 흥미로운 사실이 밝혀졌다. 현생 조류 가운데서 비둘기나 에뮤처럼 몸집 대비 뇌 크기가 작은 조류는 비슷한 크기의 소형 수각류보다 뇌가 크지 않았다. 중생대부터 최소 6600만 년이라는 영겁의 세월이 흘렀지만, 뇌가 커지지 않은 것이다. 물론 뇌가 커지지 않아도 현생 조류가 더 효율적인 구조를 지녀 좀 더 영리했을 가능성은 있다. 하지만 몸집 대비 뇌의 크기를 보면 중생대 소형 수각류도 새처럼 똑똑했을 것으로 추정된다. 연구팀은 백악기에는 원시 조류의 뇌 크기 역시 같은 시기에 살던 비슷한 크기의 수각류 공룡과 별 차이가 없다는 사실도 확인했다. 더 흥미로운 결과는 상대적으로 뇌가 큰 새도 있다는 사실이다. 중생대 말 대멸종 이후 살아남은 조류와 포유류는 비어 있는 생태계를 차지하면서 매우 다양하게 진화했고 뇌의 크기 역시 천차만별로 달라졌다. 연구팀은 새 가운데서도 까마귀과와 앵무과는 특별히 뇌의 크기가 크다는 사실을 발견했다. 특히 연구 대상 중 몸집 대비 뇌의 크기가 가장 큰 종은 까마귀였다. 연구팀의 일원인 스토니 브룩 대학의 제로언 스미어스 박사는 까마귀가 공룡/조류계의 호미닌(hominin, 인간과 인간의 조상 그룹)이라고 설명했다. 물론 까마귀가 사람처럼 머리가 좋지는 않지만, 매우 뛰어난 지능을 지닌 새라는 점은 분명하다. 뇌의 상대적 크기로 볼 때 까마귀는 수억 년 진화의 정점에 서 있다. 다만 하늘을 나는 새는 뇌의 크기에 제약을 많이 받기 때문에 인간은 물론 침팬지, 고릴라처럼 지능이 높아질 가능성은 작다. 현생 조류는 중생대를 주름잡던 공룡의 후예이긴 하지만, 당시와는 생태적 지위가 크게 달라 새를 통해 공룡을 이해하기는 쉽지 않다. 하지만 이번 연구는 현생 조류가 과거 공룡의 모습과 현재까지의 진화를 이해하는 데 큰 도움이 될 수 있음을 보여줬다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com　

중생대의 쥐라기와 백악기에 걸쳐 2억 년 넘게 전 세계에서 크게 번성했던 공룡들이 왜 남김없이 다 죽었을까? 크기 30​㎝의 귀여운 공룡부터 무려 40m에 이르기는 대형 공룡에 이르기까지, 한때 1000종이 넘는 공룡들이 전 지구 곳곳에서 살았다. 심지어 남극에도 공룡이 살았을 정도였다. 우리나라에도 남해안과 서해안 곳곳에 공룡알 화석과 공룡 발자국이 남아 있다. 경남 고성, 남해, 진주, 전남 해남, 여수, 화순 일대에서 다양한 공룡 발자국 화석이 발견되었는데, 그 가치가 세계적이다. 파충류에 속하는 공룡들은 그 생김새, 크기, 먹성, 행동 양식 등이 아주 다양했다. 초식을 하는 공룡과 육식 공룡이 있었으며, 2족 보행을 하거나 4족 보행을 하는 공룡도 있었다. 그런데 그 많던 공룡들이 어느 한순간에 비로 쓸어낸 듯이 지구 행성에서 사라지고 말았다. 그 이유는 오랫동안 확실히 밝혀지지 않았지만, 최근의 연구에서 소행성 충돌로 공룡이 멸종되었다는 이론이 거의 정설로 자리를 잡았다. 약 6600만 년 전인 중생대 백악기의 어느 날, 지금의 멕시코 유카탄 반도의 칙술루브에 지름 10㎞의 소행성이 떨어졌다. 10㎞라면 국제 여객선이 날아다니는 고도다. 이렇게 큰 소행성이 지구랑 충돌했으니, 어땠겠는가? 지름 180㎞에, 깊이 20㎞ 이르는 엄청난 구덩이가 패어졌다. 이것이 바로 칙술루브 충돌구로, 1970년대 말 유카탄 반도에서 석유를 찾던 안토니오 카마르고와 글렌 펜필드라는 지구 물리학자들에 의해 발견되었다.충돌의 여파로 소행성과 땅의 성분이 뒤섞여 높이 솟구쳐 올랐고, 바다에는 엄청난 해일이 일어나고 육지의 화산들도 대폭발을 했다. 성층권까지 올라간 엄청난 양의 먼지와 연기가 햇빛을 가로막아 지구의 온도가 크게 떨어지고, 그 결과 공룡을 포함한 당시 생물종의 약 75%가 멸종하기에 이르렀다. 이것이 바로 백악기 제3기 대멸종이라고 불린다. 공룡의 입장에서 본다면 소행성이 떨어진 백악기의 그날이 정말로 억세게 재수없는 날임이 틀림없다. 하지만 우주에서 이런 충돌 사건은 다반사로 일어난다. 심지어 은하끼리도 충돌하고 블랙홀도 충돌한다. 이런 것들을 보면 지구와 그 위에 사는 생명체는 참으로 나약한 존재라 하지 않을 수 없다. 어느 순간 우주에서 날아온 소행성 하나가 충돌한다면 곧바로 종말을 맞을 수도 있다. 지름 10㎞짜리 소행성 하나가 초속 20㎞ 속도로 지구와 충돌하기만 한대도 강도 8 지진의 1000배에 달하는 격동이 지구를 휩쓸 것이며 대재앙을 피할 수 없게 된다. 그런 연유로 지구 종말은 소행성 충돌에 의한 것이라는 공포가 광범하게 퍼져 있는 실정이다. 인류의 입장에서 봤을 때 그런 억세게 재수없는 날을 겪지 않기 위해 지금도 어디서 그런 소행성이 날아오고 있나, 각국 우주 기구들이 열심히 하늘을 지켜보고 있다.* 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

무서운 기세로 전 세계를 휩쓸고 있는 코로나19는 돌연변이 코로나바이러스에서 기인한다. 전 세계인을 공포에 빠뜨린 바이러스가 복제와 변이라는 진화 특성과 과정을 그대로 보여 주고 있는 것은 매우 역설적이다.고생물학자와 지구과학자들은 화석과 다양한 증거로 40억년 전 생명체의 등장과 진화를 설명하고 있다. 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 19일자에는 척추동물 손과 발의 등장을 설명하고, 현재 존재하는 새들의 가장 오래된 조상 화석이 새로 발견됐다는 연구 결과가 나란히 실려 눈길을 끌고 있다. 영국 케임브리지대 지구과학과, 배스대 밀너 진화연구센터, 네덜란드 마스트리흐트 자연사박물관, 미국 브루스 예술·과학 박물관 공동연구팀은 현재 새들의 공통 조상이라고 볼 수 있는 가장 오래된 화석을 발견했다고 19일 밝혔다. 이번에 발견된 원시 새 화석은 6680만~6670만년 전의 것으로 추정되고 있다. 화석의 주인이 살았던 시기는 공룡의 전성시대로 알려진 중생대 최후의 시대인 백악기 후기 마스트리흐트절이다. 마스트리흐트절 끝인 6600만년 전 소행성 충돌로 인해 ‘5차 생물 대멸종’ 사건이 일어나 지구를 지배했던 대형 파충류인 공룡 전부와 동식물의 80% 이상이 절멸됐다. 이런 대멸종에서도 살아남은 동물은 미생물과 수중생물, 지구상에 막 등장한 새와 일부 동물뿐인 것으로 알려져 있다.연구팀은 이번 원시조류 화석을 벨기에 마스트리흐트 지층에서 발견해 학명을 ‘아스테리오니스 마스트리흐텐시스’(Asteriornis maastrichtensis)라고 명명했다. 아스테리오니스는 우주에서 날아온 소행성과의 충돌에서도 살아남았다는 의미로 그리스 신화에서 제우스의 끈질긴 구애를 피하기 위해 하늘에서 내려와 메추라기로 변한 별의 여신 아스테리아의 이름을 딴 것이다. 아스테리오니스는 지금까지 발견된 조류 화석 중 두개골 형태가 가장 잘 보존된 것으로 육지새와 닮은 두개골 형태와 물새들처럼 긴 다리를 갖고 있는 것으로 확인됐다. 크기는 작아 무게가 400g에 불과하며 뼈 화석들과 함께 발견된 해양 퇴적물들로 미뤄 볼 때 주 서식지는 해안가였던 것으로 추정되고 있다. 작은 크기와 서식지의 특성 때문에 소행성 충돌이라는 엄청난 사건에서도 살아남았을 것이라고 연구팀은 보고 있다. 대니얼 필드 케임브리지대 교수는 “그동안 화석이 발견되지 않아 현존하는 모든 새의 공통 조상으로 알려진 ‘왕관새’ 초기 진화 과정이 명확히 설명되지 않았는데 아스테리오니스가 진화의 공백을 훌륭히 설명해 주고 있다”고 말했다. 한편 캐나다 퀘벡 리무스키대, 호주 플린더스대, 남호주박물관 지구과학부 공동연구팀은 물고기에서 육지 척추동물로 진화하는 과정을 그대로 보여 주는 사지형 어류 ‘엘피스토스테게 왓소니’(Elpistostege watsoni)의 가장 완벽한 화석을 발견했다고 19일 밝혔다. 사지형 어류는 겉모습에서 절반은 물고기, 절반은 네발동물의 특징을 갖고 있어 ‘발 달린 물고기’라고 부르기도 한다.이번 엘피스토스테게 화석은 캐나다 퀘벡주 미구아사 국립공원 내 에스쿠미나 지층에서 발견됐다. 이 지층은 고생대 데본기(3억 9500만~3억 4500만년 전)에 형성된 것으로 알려져 있다. 연구팀은 이번에 발견된 화석을 고에너지 컴퓨터단층촬영(CT) 기법으로 분석한 결과 척추동물의 손이나 앞발, 손가락, 발가락에 해당하는 부분이 가슴지느러미 안쪽에 숨겨져 있음을 확인했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

호박(amber)에 갇혀 보존된 세계에서 가장 작은 공룡의 화석이 모습을 드러냈다. 중국과 미국, 캐나다 공동 과학연구진에 따르면 미얀마 북부에서 발굴된 호박 안에는 지금까지 알려진 것 중 가장 작은 공룡이 보존돼 있었으며, 호박이 만들어진 시기는 9900만 년 전으로 거슬러 올라가는 것으로 확인됐다. 호박 속 공룡의 정체는 생전 조류, 그 중에서도 벌새와 비슷한 외형이었을 것으로 추정된다. 두개골 크기는 7.1㎜에 불과하며 몸 전체의 크기는 5㎝ 안팎이었을 것으로 예상됐다. 두개골 대부분은 안와(눈구멍)가 차지하고 있으며, 위턱과 아래턱에는 작고 날카로운 이빨이 모두 합쳐 약 100개에 달했을 것으로 보인다. 몸집은 매우 작지만 이빨이 날카로워 무척추동물 또는 작은 절지동물을 먹고 살았을 것으로 보인다고 연구진은 설명했다. 특히 이번 공룡의 화석은 완벽한 보존상태를 보장하는 호박에 갇힌 채 발굴됐다는 점에서 학계의 관심은 더욱 높았다. 나무의 송진 등이 땅에 파묻힌 뒤 수소, 탄소 등과 결합해 만들어진 광물인 호박은 영화 ‘쥐라기 공원’으로 널리 알려지기도 했다. 몸집이 큰 공룡의 화석은 보존이 양호한 채로 발굴될 가능성이 높은 반면, 작은 몸집의 공룡화석은 오랜 시간이 흐르면서 훼손되거나 유실될 위험이 높아 발굴이 쉽지 않다. 때문에 호박은 작은 몸집의 공룡이나 고대 생명체를 비교적 ‘안전하게’ 보존하는데 도움이 되며, 그 연구가치도 매우 높아 학계의 관심이 높다. 연구진은 중생대에 살았던 공룡으로 티라노사우루스와 벨로시렙터 등 대형 공룡을 주로 꼽지만, 이번 발굴을 통해 호박에 갇힌 몸집이 작은 공룡들이 더 많이 발견될 수 있다는 사실을 다시 한 번 확인했다고 밝혔다. 한편 연구진은 날개를 가지고 비행했을 것으로 예상되는 이 공룡에게 ‘송곳니 새’라는 뜻의 오쿨루덴타비스 카웅라에(Oculudentavis khaungraae)라는 이름을 붙였다. 자세한 연구결과는 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 최신호(12일자)에 실렸다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

벌새와 비슷한 크기 ‘비행공룡’ 발견 29~30개 날카로운 이빨 가진 포식자중생대 전 지구의 지배자였다가 소행성 충돌로 한순간에 사라져 버린 공룡만큼 사람들의 호기심과 상상력을 자극하는 대상은 없다. 많은 사람이 공룡이라고 하면 영화 ‘쥬라기 공원’에 등장하는 티라노사우루스나 벨로시렙터 정도를 떠올린다. 하지만 고생물학자들에 따르면 중생대 지구를 차지했던 공룡의 종류와 크기는 상상을 뛰어넘는다. 이런 가운데 중국 국립지질과학대, 척추동물 고생물학 및 고생물학 연구소, 중국과학원(CAS) 생명·고환경연구센터, 고등과학혁신센터, 고에너지물리학연구소, 미국 로스앤젤레스 자연사박물관 공룡연구소, 스크립스앤피처대, 캐나다 왕립 서스캐처원박물관, 레지나대 공동연구팀은 미얀마 북부에서 발굴된 9900만년 전 호박(amber)에서 지금까지 알려진 것 중 가장 작은 공룡을 발견해 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 12일자에 발표했다. 보석으로 분류되는 호박은 송진 같은 나무의 진액이 덩어리로 뭉쳐져 딱딱해진 화석이다. 호박에는 곤충, 식물, 동물의 조직이 담겨 있거나 간혹 공룡이 살던 시절 생물체 일부가 들어 있어 고생물학자들에게는 중요한 연구 대상으로 주목받기도 한다. 이번에도 작은 동물의 두개골과 조직 일부가 들어가 있는 중생대 백악기 중기 때 호박이 발견됐다. 호박 속 생물체의 두개골 크기는 7.1㎜에 불과해 전체 몸길이는 현존하는 조류 중 가장 작은 새로 알려진 벌새와 비슷할 것으로 연구진은 추정했다. 물론 벌새 중에서도 큰 것은 21.5㎝에 달하지만 작은 것은 5㎝ 안팎에 불과하다. 이번에 발견된 생물체는 비행 공룡의 일종으로 가장 작은 벌새와 비슷한 크기인 5㎝ 안팎으로 예상됐다.이번에 발견된 공룡은 ‘송곳니 새’라는 뜻을 가진 ‘오쿨루덴타비스 카웅라에’(Oculudentavis khaungraae)로 이름 붙여졌다. 오쿨루덴타비스 두개골 대부분은 눈구멍인 안와(眼窩)가 차지하고 있으며 위턱과 아래턱에는 작고 날카로운 이빨이 각각 29~30개씩 있는 것으로 확인됐다. 특히 몸의 크기는 작지만 날카로운 이빨로 작은 절지동물이나 무척추동물을 먹는 포식자였다고 연구팀은 설명했다. 로저 벤슨 영국 옥스퍼드대 교수(고생물학)는 이번 발견에 대해 “호박이 공룡시대를 파악하는 데 중요한 창구가 될 수 있음을 재확인시켜주고 있다”며 “앞으로도 몸집이 작은 공룡들이 더 많이 발견될 수 있을 것”이라고 설명했다. 한편 영국 에딘버러대, 에딘버러 국립박물관, 글래스고대, 스태핀박물관, 브라질 리오데자네이루연방대 공동연구팀은 스코틀랜드 스카이섬이 진짜 ‘쥐라기 공원’이었다는 사실을 밝혀내고 미국공공과학도서관에서 발행하는 국제학술지 ‘플로스 원’ 12일자에 발표했다. 쥐라기 중기는 많은 공룡이 다양하게 진화했던 시기임에도 관련 화석들은 많지 않았다. 그런데 최근 스카이섬에서 다양한 육식, 초식 공룡 화석과 50개 이상의 공룡발자국 화석이 발견된 것이다. 특히 쥐라기 후기에 살았던 것으로 알려진 초식 공룡 스테고사우루스가 만든 발자국 화석인 ‘델타포두스’도 다수 발견됨에 따라 스테고사우루스가 쥐라기 중기부터 살았던 것을 보여 주는 최초의 강력한 증거를 확보한 것이라고 연구팀은 설명했다. 스테픈 브루사트 에딘버러대 교수(고생물·진화생물학)는 “이번 연구는 스코틀랜드 스카이섬이 쥐라기 중기 공룡의 생태와 진화를 파악할 수 있는 세계 최고의 장소이자 진정한 ‘쥐라기 공원’이라는 것을 보여 주고 있다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr