흔히 공룡에서 새가 진화하였다, 새의 조상은 공룡이다 또는 새는 공룡이라는 이야기가 나옵니다. 그런데 생각해보면 납득이 잘 안 갑니다. 트리케라톱스, 스테고사우루스, 티라노사우루스 이런 공룡들도 새와 연관이 있는 걸까요? 대체 새는 공룡 중에서 정확히 어디에 속하는 걸까요?
1. 공룡의 분류
공룡은 전통적으로 크게 둘로 나누어집니다. 골반의 형태에 따라서 용반목과 조반목으로 나누어지지요. 용반목은 도마뱀의 골반과 비슷한 형태의 골반을 가진 공룡, 조반목은 새의 골반과 비슷한 형태를 가진 공룡으로 나누어집니다. 이런 분류군은 무려 1888년에 처음 제안되었는데, 영국의 고생물학자 해리 실리가 당시 발견된 공룡을 골반 형태를 토대로 조반목, 용반목으로 나누었습니다. 그리고 용반목에는 수각아목과 용각아목 조반목에는 검룡아목과 조각아목이 있었습니다 (참고로 이때는 아직 뿔공룡과 갑옷공룡이 보고되기 전이었습니다. 뿔공룡은 다음 해인 1890년에, 갑옷공룡은 20년 후인 1908년에 처음 보고되었습니다.).
골반은 크게 척추뼈를 닿는 장골(ilium), 치골(pubis), 좌골(ischium)로 이루어져 있습니다. 여기에서 중요한 건 치골입니다. 치골은 내장, 방광, 내부 생식기를 보호하는 역할을 하는 뼈로, 좌골과 함께 골반의 아랫부분을 차지하고 있습니다. 용반목에 속하는 공룡은 이 치골이 머리 쪽을 향하고 있어 좌골과는 반대 방향을 하고 있습니다. 조반목에 속한 공룡들은 그 반대로 치골이 머리 쪽, 그리고 좌골처럼 꼬리 쪽으로 향해있습니다. 즉, 조반목 공룡은 치골이 앞, 뒤 양 갈래로 향해있다는 것이죠.
그런데 여기서 재미있는 건 바로 수각아목, 다시 말해서 수각류입니다. 이들은 처음 분류될 당시엔 골반이 도마뱀을 닮은 골반을 가지고 있었습니다. 그런데 보니까 몇몇 수각류 공룡에서 변화가 이루어졌습니다. 골반의 형태가 변화한 것이었죠.
(재밌는 것을 하나 이야기하자면, 해리 실리는 새가 공룡에서 진화한 것이 아니라고 주장하였습니다. 그렇다고 그가 창조론자였던 건 아니었고 그는 새가 공룡과의 공통 조상에서 진화하였다고 주장하였습니다. 이 공통 조상을 조치류라고 불렀습니다. 다만 이 분류군은 현재 유효하지 않습니다.)
2. 마니랍토라. 새와 가까운 분류군
이전 글에서 마니랍토라라고 한 분류군에 대해서 잠깐 언급한 적이 있습니다. 이 공룡들은 정확히 어떤 공룡일까요? 이들은 쥐라기 중기에 처음 나타난 공룡들로, 두 가지 눈에 띄는 특징이 있습니다. 첫 번째 특징은 골반의 변화입니다. 위 그림에서 보듯 수각류에 속하는 공룡의 골반에서 치골은 머리 쪽으로 향하고 있습니다. 그런데 마니랍토라에 속하는 공룡들은 골반의 치골이 꼬리 쪽으로 휘어진 형태를 하고 있습니다. 이는 수각류 중에서 한 분류군이 마니랍토라로 진화하면서 생긴 형질로, 공룡의 이동과 관련이 있는 진화였다고 보고 있습니다. 빨리 달리기에 적합하도록 치골이 뒤쪽으로 변화한 것이었죠. 치골에는 4개의 다리근육이 부착되는데, 이 근육들은 엉덩이와 다리의 움직임을 조절하는 역할을 합니다.
마니랍토라에 속한 공룡은 테리지노사우리아(Therizinosauria), 알바레즈사우리아(Alvarezsauria), 오비랍토로사우리아(Oviraptorosauria), 펜나랍토라(pennaraptora)라는 분류군으로 나누어집니다. 간략하게 이 공룡들을 소개해보자면 테리지노사우리아는 아주 긴 손톱을 가지고 목이 길며 다른 공룡과 비교해보면 몸이 수직에 가까운 형태를 하고 있습니다. 알바레즈사우리아는 매우 작은 앞발을 가진 공룡들인데, 손가락이 1개만 존재하는 공룡입니다. (알바레즈사우리아에 속한 공룡 슈부우이아에 속한 공룡에 대한 포스팅 보러 가기). 오비랍토로사우리아는 알 도둑이란 별명을 가진 공룡 오비랍토르가 속한 분류군으로 (이 이유는 이 분류군에 속한 공룡 중에서 처음으로 발견된 공룡 오비랍토르가 공룡의 둥지에서 발견되었기에 아를 훔쳐 먹었으리라 추정하였기 때문입니다. 그런데 후속 연구에서 보니까 둥지는 오비랍토르의 둥지였던 것으로 밝혀졌습니다. 즉 억울한 학명이 붙은 것이죠.)으로 머리에 볏을 지닌 공룡들입니다.
자 다른 분류군들에 대한 이야기는 나중에 기회가 되면 하기로 하고, 여기서는 새가 직접적으로 손한 분류군인 펜나랍토라, 그중에서 원시조류(paraves)에 속한 공룡에 대해서 간략하게 이야기해보겠습니다. 이 공룡들은 저번 글에서 이야기 하였던 반월형 형태의 손목을 가진 공룡으로, 새와 아주 가까운 집단입니다. 원시조류는 크게 데이노니코사우리아(Deinonychosauria), 에우마니랍토라(Eumaniraptora), 그리고 조류(aves)로 나누어집니다. 이 공룡들의 앞발을 보면 새의 손가락으로 진화하는 과정이 보입니다. 원시조류에 속한 공룡들의 앞발가락은 3개입니다. 정확히는 네 번째, 다섯 번째 손가락이 사라졌고 첫 번째,두 번째, 세 번째 손가락만 남아있었습니다. 즉, 화석기록을 보면 새의 날개는 네 번째, 다섯 번째 손가락의 감소 및 첫 번째 부터 세 번째 손가락의 융합으로 이루어진 모습을 하고 있습니다.
원시조류의 화석은 굉장히 많기 때문에 이 포스팅에서 전부 다 다룰 수는 없고, 여기서는 일부만 살펴보았습니다.
3. 아시아에서 살았던 원시조류의 화석기록
원시조류의 화석은 어디에서 발견되었을까요? 아시아에서는 주로 몽골과 중국에서 발견되고 있습니다. 영화 쥐라기공원 시리즈에서 등장한 공룡 중에서 원시조류에 속하는 공룡으로 벨로키랍토르가 있었습니다. 이 공룡은 실제로는 8천만년 전에 몽골에서 살았던 공룡이었습니다 (쥐라기공원1편에서는 이 공룡의 화석을 몬테나주에서 발굴하는 장면이 나오는데, 이 이유는 이 당시에 벨로키랍토르와 미국에서 살았던 공룡 데이노니쿠스라는 다른 공룡이 같은 공룡인 것으로 여겨졌기 때문입니다. 즉, 영화에서 나온 벨로키랍토르는 사실 데이노니쿠스인 것이죠.). 그 외에 영화에서 나왔던 벨로키랍토르와 비슷한 몸 크기의 공룡이었던 아킬로바토르(Achillobator)가 보고된 사례도 있었죠.
중국은 최근 들어서 다양한 종류의 화석이 보고되는 지역인데, 공룡 역시 그중 하나입니다. 중국에서 발견된 원시조류는 여러 종류가 있는데, 이 공룡들은 중국 동북지역의 라오닝성(우리말로 하면 요동 지역입니다.)에서 발견되고 있습니다. 여가에는 1억 6천 7백만 년 전부터 1억 2천 2백만 년 전 즈음의 중생대 쥐라기~백악기 시기의 퇴적층이 분포하고 있기 때문입니다. 화석이 발견되기 아주 좋은 지역으로 지금도 이 지역에선 아주 많은 숫자의 화석이 발견되고 있습니다.
이 지역에서 발견된 원시조류에 속한 공룡 중에서 한 종을 소개해보겠습니다. 2009년에 중국 과학아카데미 소속의 수 싱 박사와 연구진은 안키오르니스 헉슬레이 (Anchiornis huxleyi)라는 공룡을 보고하였습니다. 이 공룡에게서 직접적인 깃털이 보고된것은 아니었지만, 손목의 형태가 다른 육식공룡에서 새로 진화해가는 과정에 속한 모습이었기에, 연구진은 이 공룡이 새로 진화하는 과정에 속한다고 결론 내렸습니다.
손목에 대해서 더 자세히 이야기해보자면, 반월형 손목뼈를 지닌 가장 원시적인 분류군에 속한 공룡인 알로사우루스(다만 이 공룡은 반월형 손목뼈가 있음에도 마니랍토라에 속하지는 않습니다.)에서 오늘날 새로 반월형 손목뼈의 위치가 이동하는 중간의 모습을 하고 있었습니다. 진화 과정을 살펴보면, 반월형 손목뼈는 본래 요골 즉, 엄지손가락과 가까운 쪽에 있었습니다. 그런데 진화하면서 손목뼈의 위치가 바깥쪽으로 이동하는 모습을 하고 있었던 것입니다. 거기에 더해서 본래 분리된 뼈였던 반월형 손목뼈가 손바닥뼈와 융합되는 모습으로 진화하는 모습을 보이고 있었습니다.
안키오르니스의 화석은 깃털 화석 연구사에서 한가지 족적을 남겼습니다. 깃털에서 멜라노좀의 흔적이 보존되었던 것입니다. 2010년에 발표된 연구에서는 보존된 멜라노좀을 연구한 끝에 이 공룡의 살아있던 당시의 몸 색깔을 알아내기도 하였습니다.
4. 아시아 외의 지역에서 발견된 원시조류의 화석
물론 원시조류에 속한 공룡은 아시아에서만 발견되지 않았습니다. 현재까지 살았던 가장 오래된 원시조류의 흔적은 아프리카 니제르에서 발견되었습니다. 북아프리카 니제르의 1억 7천 4백만 년 전에 만들어진 이르하제르 II 층(Irhazer II Formation)이라는 지층에서 발자국이 발견되었습니다. 작은 육식공룡의 것으로 보이는 이 발자국은 세 번째, 네 번째 발가락만 보존된 형태였습니다. 이런 형태의 발자국은 원시조류 중에서 주로 세 번째와 네 번째 발가락만 지면에 닿는 데이노니코사우리아에 속하는 공룡의 발에서 주로 보이는 특징입니다. 이 공룡들의 발을 보면 첫 번째 발가락과 다섯 번째 발가락은 길이가 아주 짧기에 지면에 닿지 않고 두 번째 발가락은 갈고리발톱 형태를 하고 있기에 역시 지면에 닿지를 않습니다. 즉, 니제르에서 발견된 발자국은 데이노니코사우리아, 그러니까 원시조류의 흔적이죠. 이 발자국을 2011년에 학계에 보고한 독일과 니제르의 연구진은 이 발자국에 파라비푸스 디닥틸로이데스(Paravipus didactyloides)라는 학명을 붙였습니다.
원시조류의 화석기록은 아시아와 니제르 외에도 유럽과 북미에서 발견 사례가 있습니다. 북미의 경우에는 위에서 나온 벨로키랍토르와 아킬로바토르의 친척인 공룡이 발견된 사례가 있었습니다. 쥐라기공원에서 나왔던 벨로키랍토르의 모델이 되었던 1억 4천만 년 전에서 9천 9백만 년 전에 살았던 데이노니쿠스(Deinonychus), 1억 3천만 년 전 즈음에 살았던 유타랍토르(Uthraptor), 극지방이었던 알래스카와 캐나다 및 미국 중부에서 살았던 드로마에오사우루스(Dromaeosaurus)등 여러 원시조류에 속하는 공룡들이 북미에서 보고되었습니다. 그 외에 지금은 정식 학명으로 인정되지는 않지만, 한때 트로돈(Trodon)이라고 불렸던 공룡과 그 친척들도 캐나다와 미국에서 보고되었습니다.
유럽에서는 아주 유명한 원시 조류가 보고된 사례가 있습니다. 바로 아르카에옵테릭스, 시조새입니다. 독일 졸렌호펜(Solnhofen)지역의 석회암층에서 1861년에 깃털이 처음 학계에 보고된 이후 같은 해에 골격 화석이 학계에 보고되었습니다. 다윈이 종의 기원을 처음 출간하고 딱 2년 후였죠. 현재 시조새의 표본은 독일 베를린 자연사 박물관과 뮌헨 자연사 박물관, 영국의 국립 자연사 박물관등 여러 박물관에서 보관되고 있습니다. 진화생물학 연구사에서 매우 기념비적인 생물의 화석이어서 그런지는 모르겠지만 시조새는 표본도 많이 발견되었습니다.
다만 의외로 시조새는 논란거리가 하나 있습니다. 시조새의 학명인 아르카에롭테릭스란 학명은 본래 골격이 아니라 깃털에 붙은 학명이었습니다. 골격은 그 이후에 발견되었죠. 그런데 이 깃털이 실제로 시조새 골격의 깃털이 맞는지에 대해선 논란이 있습니다. 보러 가기
오늘날 새를 제외한 다른 원시조류의 화석이 발견된 시기의 지층의 연대는 1억 7천만 년 전에서 7천만 년 전까지 발견되었습니다. 이들은 대략 2억 년 가까이 전부터 6천 6백만 년 전인 공룡 대멸종까지 오랜 시간 동안 세계 여러 지역에서 널리 분포하였던 것입니다. 그리고 대멸종에서 살아남은 일부는 오늘날의 새로 살아남았던 것이죠.
자 그러면 새는 정확히 공룡과 어떤 관계인지 짐작이 가시나요? 간단하게 보자면 다음과 같은 과정을 통해서 새 역시 공룡의 한 종류라고 볼 수 있습니다.
1) 공룡은 골반의 형태에 따라 용반목과 조반목으로 나누어진다.
2) 용반목 중에는 새와 비슷한 형태의 골반을 가진 집단 마니랍토라가 있다. 이중에는 반달 모양의 손목뼈를 가진 분류군인 원시조류가 존재한다.
3) 원시 조류에 속하는 집단에 새가 속한다.
그러면 원시조류의 화석 중에서 새에 속하는 집단 즉, 새 자체의 화석도 있을까요? 네 있습니다. 다음 글에서는 원시 조류 중에서 새, 정확히는 공룡과 공존하였던 새들을 살펴보겠습니다.
(계속)
연구 및 자료 출처-
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