공룡의 뼈와 뼈 사이

 얼굴이나 다른 신체 부위만큼 특이한 모습까지는 아니지만, 공룡의 척추뼈 역시 상상으로 해결해야 할 부분이 있다. 바로 척추뼈와 척추뼈 사이의 공간이다. 사람을 포함한 포유류는 척추뼈와 척추뼈 사이에 척추 원반(척추뼈의 추체(推體)와 추체 사이에 있는 편평한 판 모양의 물렁뼈)이 있다. 포유류의 척추원반은 중앙에 수핵(Nucleus pulposus)과 수핵을 감싸는 연골로 이루어진 섬유질 고리태(Anulus fibrosus), 그리고 종판(endplate)-전, 후의 척추뼈의 추체와 만나는 부분-으로 이루어져 있다.

사람의 척추뼈. 푸른색이 척추 원반 이다. 출처-https://commons.wikimedia.org/wiki/File:716_Intervertebral_Disk.jpg

 파충류는 이런식의 척추 원반이 없고(특히 수핵은 포유류만의 것이라고 한다), 대신 척추뼈와 척추뼈 사이가 관절처럼 전, 후에 돌기끼리 부착되어 연결되어 있다. 동시에 추체(centrum)는 앞 부분이 오목하게 들어가 있고 뒷부분이 볼록하게 나와 있다. 앞 관절과 뒤 관절이 맞아야 하기 때문이다.

악어의 척추뼈. 초록색이 추체이다. 출처-https://whatsinjohnsfreezer.files.wordpress.com/2014/02/croc-vertebra-01.jpg

 최근에 공룡의 척추뼈에 대한 연구가 보고되었다. 보고된 연구에서 다루는 화석은 백악기 말기 티라노사우루스와 공존하였던 초식공룡 에드몬토사우루스의 꼬리뼈이다. 표본은 플로리다에 위치한 팔 비치 자연사 박물관(Palm Beach Museum of Natural History)에 보관되어 있다. 표본번호는 PBMNH.P09.039이다.

 

티라노사우루스의 이빨 조각이 박혀있는 꼬리뼈

 

 연구진은 이 뼈를 순간접착체 paleobond PB002와 PB100을 이용해서 화석을 고정하였고 공기 연마제를 이용해서 화석 처리를 하였다. 처리 하고 난 후에CT로 촬영을 하였다.

PBMNH.P09.039. 하단의 하얀색 원이 티라노사우루스의 이빨 흔적이다. 출처-Rothschild, B. M et al. (20219)

 PBMNH.P09.039의 추체 좌측에는 티라노사우루스의 이빨 조각이 박혀있다. 즉, 이 에드몬토사우루스는 티라노사우루스에 꼬리를 물렸었다는 것이다.  꼬리의 주인은 죽지 않고 살아남았다. 꼬리에서 상처가 다시 아문 흔적이 있기 때문이다. 티라노사우루스의 이빨 조각의 일부가 추체와 추체 사이에 박혀있다. CT로 스캔한 결과 이 이빨 위로 상처가 아물고 뼈가 다시 자란 흔적이 있다. 이 이빨은 상처가 아물면서 뼈가 자라나면서 움직인(밀린) 것으로 보였다.

티라노사우루스에게 물리고 상처가 다시 회복된 흔적. 출처-Rothschild, B. M et al. (20219)

Rothschild, B. M., Depalma, R. A., Burnham, D. A., & Martin, L. (2019). Anatomy of a dinosaur—Clarification of vertebrae in vertebrate anatomy. Anatomia, Histologia, Embryologia.

 

 이렇게 뼈가 회복되면서 이빨이 움직였다는 것은 뼈와 뼈 사이에 공간이 작게나마 있었다는 뜻이다. 포유류의 경우 뼈와 뼈 사이 종판(추체와 추체가 만나는 지점)에 작은 골수수용체가 퍼진 구조를 가지고 있다. 이 구조를 통해 골수가 퍼지면서 추체 중앙의 10%가 석회질의 연골로 덮이게 되는 구조로 되어 있다. 이런 구조가 공룡에게는 없다. 즉, 척추뼈와 척추뼈 사이에 틈이 있었다는 것이다. 이는 오늘날 파충류와 조류의 목뼈(조류의 가슴뼈는 융합되어서 공간이 없다.)와 유사하다. 따라서 연구진은 공룡의 척추뼈와 척추뼈 사이가 파충류나 조류의 목뼈처럼 관절로 연결되어있고, 척추 원반과 같은 구조는 없던 것으로 결론을 내렸다.

 동시에 이런 식으로 뼈와 뼈 사이에 대한 연구가 이루어지면서 연구진은 공룡의 꼬리 길이에 대해서 좀 더 정화히 알아낼 수 있을 가능성을 제시하였다. 뼈와 뼈 사이의 연골이 차지하는 비중에 대해서 보다 더 정확히 접근할 수 있기 때문이다.

 

요약

1. 포유류는 척추뼈와 척추뼈 사이를 물렁뼈로 완전히 덮여있으며 추체가 10%정도 석회질 연골로 덮혀있다. 파충류와 조류는 연골이 사이에 있기는 하나, 포유류의 뼈보다는 뼈와 뼈 사이에 약간의 공간이 있다.

 

2. 티라노사우루스에게 물린 에드몬토사우루스의 꼬리뼈에 이빨이 박혀있고, 회복되면서 움직인 흔적이 있다. 이는 그사이에 공간이 있었다는 것이다.

 

3. 공룡의 척추뼈는 파충류와 비슷한 구조로 이루어져 있으며, 중간에 척추 원반은 없었다.

 

연구 출처-

Rothschild, B. M., Depalma, R. A., Burnham, D. A., & Martin, L. (2019). Anatomy of a dinosaur—Clarification of vertebrae in vertebrate anatomy. Anatomia, Histologia, Embryologia.