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[핵잼 사이언스] 선사시대 검치 호랑이는 가족을 보살피는 맹수였다
박종익 입력 2021. 11. 12. 08:06 댓글 15개
지금으로부터 1만여 년 전 신대륙은 거대한 매머드나 예리한 칼날 같은 이빨을 지닌 검치 호랑이 등 현재는 볼 수 없는 독특한 생태계를 이루고 있었다. 보통 검치 호랑이라고 부르는 스밀로돈(Smilodon)은 현대의 사자나 호랑이보다 큰 이빨과 몸집을 이용해서 들소 같은 대형 포유류를 사냥했던 것으로 추정된다.
비교적 최근에 멸종한 동물일 뿐 아니라 타르 구덩이에서 온전하게 보존된 골격 화석이 다수 발견된 덕분에 과학자들은 스밀로돈에 대해서 많은 사실을 알아냈다. 스밀로돈에 대해서 한 가지 흥미로운 사실은 사자처럼 무리를 이루고 살았을 가능성이 크다는 점이다. 검치 호랑이라고 부르지만, 사실은 사자에 가까운 사회성을 지닌 대형 육식 동물인 셈이다. 다만 스밀로돈은 별개의 멸종 고양잇과 그룹으로 사자나 호랑이 가운데 더 가까운 쪽은 없다.
스밀로돈이나 매머드 같은 선사 시대 멸종 동물의 골격이 다수 발굴된 라 브레아 타르 구덩이(La Brea Tar Pits)를 연구해온 마이린 발리시 박사가 이끄는 연구팀은 정형외과 의사들과 협력해서 1930년대에 발굴된 스밀로돈 파탈리스(Smilodon fatalis) 화석을 다시 분석했다. 이 스밀로돈은 골반이 심하게 변형되어 있고 대퇴골 역시 제대로 고관절에 연결되어 있지 않아 사냥 중에 심각한 부상이 입거나 혹은 질병으로 사망한 것으로 추정됐다. 스밀로돈이 크고 힘센 먹잇감을 주로 사냥했다는 점을 생각하면 가장 합리적인 해석이었다.
하지만 연구팀이 CT 스캔을 통해 이 화석을 정밀 분석하자 전혀 다른 결과가 나왔다. 이 스밀로돈은 현대의 가축화된 개와 고양이에서 볼 수 있는 질병인 고관절 이형성증(hip dysplasia)을 앓고 있었다. 고관절 이형성증은 골반과 고관절의 기형과 변성을 일으키는 대표적인 질병 중 하나로 외상에 의한 것이 아니라 유전적, 환경적 요인에 의해 어린 시절 발병해 평생 지속된다.
고관절 이형성증 때문에 스밀로돈은 어린 시절부터 성체가 됐을 때까지 누군가가 먹이를 공급해 주지 않으면 살아남을 수 없는 상태였다. 고관절 문제로 인해 빠르게 뛰거나 큰 사냥감을 제대로 잡을 수 없기 때문이다. 사체 청소부 역할을 하면서 살았을 것이란 반론도 있을 수 있지만, 관절 문제 때문에 사체를 찾아 멀리 걷거나 다른 사체 청소부에게 먹이를 빼앗기도 힘들다. 따라서 같은 무리에 있는 가족이 먹이를 공급했을 것이란 가정이 가장 현실적이다. 스밀로돈은 큰 먹이를 사냥했기 때문에 사자처럼 한 번 사냥에 성공하면 여러 개체가 먹을 수 있는 먹이를 얻을 수 있다.
멸종 동물의 사회성은 화석 만으로는 알기 어려운 경우가 대부분이다. 하지만 우연치 않은 발견 덕분에 과학자들은 스밀로돈이 생각보다 끈끈한 가족 관계를 유지했다는 점을 밝혀냈다. 거친 세상에서 살아남기 위해 누군가의 도움이 필요했던 것은 선사 시대 검치 호랑이도 예외가 아니었던 셈이다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com
털매머드·원시 말 '대형 초식동물' 멸종이 지구적 화재 불렀다
조홍섭 입력 2021. 11. 26. 15:06 수정 2021. 11. 26. 15:56 댓글 28개
풀소비 감소로 쌓인 마른 풀이 땔감돼 '초원 대화재'
탄소 방출, 포식자 멸종 연쇄 효과 등 지구생태계 바꿔
기후변화로 세계가 대규모 산불로 몸살을 앓고 있지만 플라이스토세 후기 대멸종 사태 이후에도 비슷한 일이 벌어졌다. 대형 초식동물이 잇따라 사라지자 대륙에 걸쳐 들불이 급증한 것으로 밝혀졌다. 5만년부터 6000년 전 사이 털매머드를 비롯해 코끼리 크기의 땅늘보, 거대한 들소, 원시 말 등 초원을 지배하던 거대한 동물들이 대거 멸종했다. 앨리슨 카프 미국 예일대 박사후연구원 등은 26일 과학저널 ‘사이언스’에 실린 논문에서 “대형 초식동물의 멸종사태가 지구 차원의 화재 증가를 낳았다”고 밝혔다.
초원에서 풀, 덤불, 관목 등을 다량 섭취하던 대형 초식동물이 사라지자 초원에 마른 풀이 쌓이고 나무가 들어섰고 여기에 큰불이 자주 일어났다. 화재는 호수 바닥 퇴적층에 검은 재를 남겼다. 퇴적층의 재 함량을 비교하면 수백∼수천 년 단위로 화재가 얼마나 자주 어떤 규모로 났는지 알 수 있다. 연구자들은 전 세계 410곳의 호수 퇴적층에서 활성탄(숯) 기록과 대형 초식동물의 멸종실태를 비교해 멸종이 초원에 대형 화재를 불렀다는 결론을 얻었다. 화재로 막대한 면적의 초원이 불탔고 다량의 이산화탄소가 방출됐을 것이다. 그러나 “이런 과거의 화재가 지구기후에 끼치는 영향은 제대로 고려되지 않았다”고 논문은 밝혔다.
이 기간 동안 초원에서 풀을 뜯던 대형 초식동물이 가장 많이 멸종한 곳은 남미로 83%에 이르렀고 이어 북미가 68%로 많았다. 오스트레일리아(44%)와 아프리카(22%)는 상대적으로 적었다. 연구자들은 “대륙마다 멸종 양상이 달랐기 때문에 멸종사태가 화재에 어떤 영향을 끼치는지 지구 차원의 실험을 한 셈”이라고 논문에 적었다.
비교 결과 대형 초식동물이 가장 많이 멸종한 남미에서 화재가 가장 크게 늘었고 이어 북미가 뒤따랐다. 호주와 아프리카에서는 초원 화재에 큰 변화가 일어나지 않았다. 대형 초식동물이 사라지면서 초원에 마른 풀과 덤불, 키 작은 나무 등이 들어차 화재에 땔감 구실을 했기 때문이다. 그러나 연구자들은 마스토돈이나 자이언트땅늘보처럼 숲에서 나뭇잎을 뜯어먹던 대형 초식동물도 멸종했지만 그곳의 산불 증가는 미미했다고 밝혔다. 초원의 화재는 땔감이 좌우하지만 산불은 수분이 좌우하기 때문이다.
대형 초식동물은 생태계 엔지니어로 불린다. 이들의 멸종은 당장 포식자의 몰락을 초래하고 초식동물이 배설물을 통해 씨앗을 퍼뜨리던 식물을 곤란에 빠뜨린다. 카프 박사는 “대형 초식동물의 멸종은 산불을 포함한 연쇄적인 결과를 초래했다”며 “이를 통해 초식동물이 오늘날 지구 생태계 모습을 어떻게 바꾸어 놓는지 이해할 수 있다”고 이 대학 보도자료에서 말했다.
과거 멸종한 대형 초식동물 자리는 대부분 가축이 차지했다. 연구자들은 “가축과 풀을 뜯는 야생동물이 화재 억제와 기후변화에 어떤 영향을 끼치는지는 앞으로 연구할 과제”라고 밝혔다. 인용 논문: Science, DOI: 10.1126/science.abj1580
조홍섭 기자 ecothink@hani.co.kr ⓒ 한겨레신문사, 무단전재 및 재배포 금지
[핵잼 사이언스] '괴물 상어' 메갈로돈, 향유고래 머리도 뜯어먹었다
박종익 입력 2022. 06. 29. 16:51 수정 2022. 06. 29. 16:51 댓글 26개[서울신문 나우뉴스]
고대 지구의 바다를 지배했던 전설적인 포식자 메갈로돈(megalodon)이 역시 거대한 덩치를 자랑하는 향유고래를 잡아먹었다는 연구결과가 나왔다. 최근 스위스 취리히 대학 연구팀은 메갈로돈과 여러 상어종들이 기름진 포화지방을 얻기위해 향유고래를 공격해 먹었다는 연구결과를 생물학 저널인 '런던왕립학회보 B'(Proceedings of the Royal Society B) 최신호에 발표했다. 메갈로돈은 지금으로부터 약 2300만 년 전에서 360만 년 전까지 선사시대 바다를 주름잡던 최강의 포식자로, 길이는 최대 20m, 무게는 100톤으로 추정된다. 이에반해 지금도 심해를 누비는 향유고래는 길이가 최대 18m에 달할만큼 역시 큰 덩치를 자랑한다. 연구팀은 과거 페루 남부에서 발굴된 700만년 된 화석화된 향유고래의 두개골을 분석해 이같은 결론을 내렸다. 두개골에 남겨진 일련의 물린 자국을 분석한 결과 당시 메갈로돈을 비롯한 여러 상어종들이 지속적으로 향유고래를 공격하고 먹었다는 것.
특히 연구팀은 메갈로돈 등 여러 상어종이 향유고래에 '군침'을 삼킨 이유는 거대한 머리의 코 부분 때문인 것으로 풀이했다. 향유고래는 뭉툭한 사각형 모양의 머리가 몸길이의 3분의 1 정도를 차지할 만큼 큰데 코(주둥이) 부분이 기름진 포화지방으로 가득차있어 메갈로돈에게는 특히 매력적이었다는 설명. 실제로 향유고래의 머리에는 부드러운 왁스같은 기름이 가득 차 있는데 이는 윤활유나 양초의 원료로 사용됐으며 대장에서 생기는 용연향은 향수 재료로 쓰여 높은 가격에 거래된다. 이 때문에 한때 향유고래는 인간에게 대표적인 포경 대상이 돼 지금은 멸종위기에 몰려있다.
논문의 주저자인 알도 베니테스-팔로미노 연구원은 "대부분의 물린 자국은 턱과 같은 연조직 구조에 인접한 뼈나 눈 주위에서 발견돼 상어종들이 이 부분을 집중적으로 공격했음을 나타낸다"면서 "이같은 섭식 패턴은 현대에는 잘 나타나지 않으나 중신세(中新世) 향유고래는 당시 상어종의 지방 저장소 같은 역할을 했음을 시사한다"고 설명했다. 이어 "오늘날의 상어는 지방이 고농축된 수염고래의 사체를 즐긴다"고 덧붙였다. 한편 강력한 전투력을 바탕으로 오랜시간 선사시대 바다를 주름잡던 메갈로돈은 그러나 갑자기 멸종되며 지금은 그 ‘이빨’로만 존재를 알리고 있다. 이에대해 학계에서는 기후변화로 인한 먹잇감 감소와 고대 범고래와 같은 새로운 경쟁자 등장 등을 ‘범인’으로 지목하고 있지만 아직까지 시원하게 밝혀진 것은 없다. 그러나 최근 독일 막스 플랑크 진화인류학연구소 등 국제공동연구팀은 메갈로돈과 현존하는 백상아리 이빨을 분석한 결과 멸종 원인이 백상아리와의 먹이경쟁에서 밀린 탓이라는 연구결과를 발표한 바 있다.
2000만년 앞서 나타난 티라노의 도플갱어 [사이언스샷]
9500만년 전 메락세스, 거대한 머리에 작은 팔 가져
티라노사우르스보다 2000만년 먼저 출현한 공룡이 똑같이 엄청나게 큰 머리에 볼품없이 작은 팔을 가졌던 것으로 밝혀졌다. 육식 공룡들이 시차를 두고 같은 방향으로 거듭 진화했음을 보여주는 증거이다.
아르헨티나 에르네스토 바흐만 고생물박물관의 후앙 이그나치오 카날레 박사 연구진은 8일 국제 학술지 ‘커런트 바이올로지’에 “2012년 아르헨티나 파타고니아 사막에서 발굴한 대형 육식공룡이 2000만년 뒤에 나타난 티라노사우루스처럼 커다란 몸집에 아주 작은 앞다리를 가졌던 것으로 밝혀졌다”라고 발표했다.
◇왕좌의 게임 속 용의 이름 따
연구진은 이 공룡에 미국 HBO의 TV 시리즈 ‘왕좌의 게임’에서 라에니스 타르가르옌이 타던 용의 이름을 따서 ‘메락세스 기가스(Meraxes gigas)’로 명명했다. 메락세스는 길이 11m에 무게는 4톤이나 되는 거대한 육식 공룡으로 추정됐다. 머리에는 볏과 혹, 작은 뿔도 나있었다. 발굴된 공룡은 사망 당시 나이가 45세로 티라노사우루스 평균 수명의 두 배나 됐다.
메락세스는 9500만년 전 후기 백악기에 살았던 것으로 확인됐다. 약 2000만년 뒤에 나타난 티라노사우루스 렉스와 마찬가지로 엄청나게 큰 머리에 날카로운 이빨로 먹이를 공격하고, 튼튼한 두 발로 걸었던 것으로 추정된다. 반면 앞다리, 또는 팔은 볼품없이 작았다.
미국 자연사박물관의 제임스 나폴리 박사는 이번 연구에 대해 “오랫동안 이 화석은 큰 머리와 긴 다리, 작은 팔을 가진 전형적인 티라노사우루스로 생각했다”며 “하지만 결국 카르카로돈토사우루스라는 다른 종류의 공룡에 속하는 것으로 밝혀져 티라노사우루스와 같은 방식의 진화가 거듭됐음을 보여준다”고 말했다.
◇몸 세우거나 짝짓기 상대 잡아
연구진은 메락세스나 티라노사우루스처럼 거대한 공룡이 엄청나게 큰 머리를 가지고 두 다리로 걸으려면 몸의 균형을 잡기 위해 작은 팔을 갖게 됐다고 추정했다. 아니면 강력한 머리로 먹이를 공격할 수 있어 팔의 역할이 사라지면서 크기가 줄었을 수도 있다.
그렇다고 공룡은 팔의 기능을 완전히 상실하지는 않은 것으로 밝혀졌다. 근육과 관절이 일정 기능을 하는 데 필요한 수준이었다. 먹이를 공격하는 정도는 아니라도 뭔가 기능이 있었다는 말이다. 카날레 박사는 “메락세스는 작은 팔로 몸을 바로 세우거나 짝짓기할 때 상대를 붙잡았을 것으로 보인다”고 밝혔다.
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