하늘을 날았던 가장 오래된 척추동물

 인류의 오랜 꿈은 하늘을 나는 것 이었습니다. 그 꿈을 이루기 위해서 인류는 여러 시도를 해보았습니다. 열기구, 행글라이더를 개발하기도 하고, 비행기를 개발하였지요. 그 덕분에 인류는 이제 하늘을 나는 것을 넘어서 달에 다녀온 유일한 지구 생명체가 되었습니다.

 

인류의 오랜 꿈 하늘을 나는 것.  출처-https://www.myrealtrip.com/offers/30703

 

 그러면 인류 이전에 하늘을 날았던 생물은 무엇이 있었을까요? 새, 익룡, 곤충 등등... 여러 생물이 있었습니다. 이중에서 하늘을 가장 먼저 날았던 생물은 무척추동물인 곤충이었습니다. 곤충은 등의 돌기와 아가미가 발달하면서 기원한 날개를 가지고 수억 년의 세월 동안 하늘을 날아다녔지요. 그러면 어떤 척추동물이 최초로 하늘을 날아다녔을까요? 현재까지 알고있는 지식으로는 2억 7천만 년 전 즈음에 살았던 어느 파충류가 그 주인공 인것으로 보입니다. 독일에서 처음 발견된 이 동물은 1930년에 처음 보고가 되었던 파충류로, 최근에 이 동물의 비행능력에 대한 연구가 보고되었습니다. 그 동물의 이름은 바이겔티사우루스 야켈리(Weigeltisaurus jaekeli)입니다.

 

(1). 바이겔티사우루스 야켈리

 바이겔티사우루스는 독일과 덴마크, 폴란드, 그리고 영국에 걸쳐서 넓게 분포하는 페름기 후기 베라층(Werra Formtion)의 일부인 구리 슬레이트 (Kupferschiefer)라는 곳과 영국의 말 슬레이트 층(Marl Slate Formation)이라는 곳에서 발견되었습니다. 두 지층의 시기는 2억 7천만 ~ 2억 5천만 년 전 정도 되었지요. 

 

구리 슬레이트의 분포도. 출처-https://en.wikipedia.org/wiki/Kupferschiefer

 

1930년에 처음 보고된 바이겔티사우루스의 표본. 출처-Pritchard et al (2021).

 

(2). 하늘을 나는 비행 능력

 바이겔티사우루스, 그리고 그 친척 파충류들의 특징이라면 몸 측면에 비막이 행글라이더의 날개처럼 발달하였다는 것입니다. 이 비막은 몸 측면에 갈비뼈가 아닌 피부가 발달되어 만들어진 뼈가 지탱을 하고 있었습니다. 여기에 부착된 복부 근육을 통해서 이들은 뼈를 접었다가 펼쳤다가 할 수 있었습니다. 즉, 이 파충류는 몸 측면에 돋아난 뼈를 움직여서 막을 크게 펼쳐서 하늘을 날 수 있었을 겁니다. 이런 특이한 구조 덕분에 바이겔티사우루스는 하늘을 활강할 수 있었을겁니다. 그 모습은 오늘날 날도마뱀이나 행글라이더와 비슷하였을 겁니다 (유의할 점은, 생긴 모습은 비슷하지만 바이겔티사우루스와 그 친척은 오늘날 날도마뱀과는 거리가 꽤 있는 원시적인 파충류들이었습니다. 오늘날 날도마뱀은 5천만 년 전 즈음에 나타난 걸로 보인다고 합니다.).

 

바이겔토사우루스의 골격. 출처-https://en.wikipedia.org/wiki/Weigeltisauridae

 

오늘날 살아있는 날 도마뱀의 활강하는 모습. 출처-https://en.wikipedia.org/wiki/Draco_(lizard)

 

 바이겔티사우루스와 그 친척 파충류들 예를 들면 영국 드라마 프라이미벌에서 나왔던 코엘루로사우라부스 (작중 렉스라는 이름으로 불립니다.)등은 곤충 이후로 하늘을 활강 하였던 동물들이자 현재까지 알려진 바로는 비행을 하는 가장 오래된 척추동물들이었습니다. 이들이 살던 시절엔 아직 익룡이나 새가 등장하기도 전이었기 때문이죠.

 

바이겔티사우루스의 모습. 출처-https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Weigeltisaurus_reconstruction.png

 

영국 드라마 프라이미벌에서 등장한 날아다니는 파충류 렉스. 이 파충류는 코엘루로사우라부스라는 파충류로, 바이겔티사우루스의 친척이다. 출처-https://en-academic.com/dic.nsf/enwiki/9336153

 

(3). 처음부터 비행하는 파충류라 생각하지 않았다?!

 다만 바이겔티사우루스가 처음 발견될 당시에는 이런 생각을 하지 않았습니다. 바이겔티사우루스를 1930년에 처음 보고한 독일학자 웨이겔트, 그리고 그에게 화석을 판매하였던 오토 야켈은 이 비막의 흔적이 어류, 정확히는 화석이 발견된 지역에서 발견된 원시적인 어류인 실러캔스류의 한 종류인 코엘라칸투스 그라누라투스(Coelacanthus granulatus)의 지느러미였을 것으로 추정하였습니다.

 

코엘라칸투스 그라누라투스의 모습. 출처-https://en.wikipedia.org/wiki/Coelacanthus

 

 이 판단은 바이겔티사우루스가 처음 보고된 1930년에서 46년이 지난 1976년에 독일 학자 샴버그(Schaumberg)가 지느러미가 아니라 날개막 구조라는 걸 밝혀내면서 반박되었습니다. 볼프강 뭉크 (Wolfgang Munk)라는 학자가 소장하고 있던 2개의 표본을 분석한 결과였죠 (현재 이 표본들은 독일 카셀 자연사 박물관-Naturkundemuseum im Ottoneum in Kassel-에서 소장 중입니다.-).

 

샴버그가 연구한 바이겔티사우루스의 표본. 출처- SCHAUMBERG (1976)

 

  그러자 이번엔 새로운 의문이 생겼습니다. 이 날개막을 지탱하는 뼈는 과연 어떤 뼈인가 였지요. 1979년에 영국 고생물하자 페티그루는 이 뼈가 갈비빼가 변형되어서 비막에 부착된 뼈라고 주장하였습니다. 척추뼈의 끝과 비막을 지탱하는 뼈의 끝이 서로 맞닿는 점을 근거로 하였죠. 하지만 샴버그는 이 주장에 대해서 바이겔티사우루스의 비막을 지탱하는 뼈의 숫자와 척추뼈의 숫자가 일치하지 않고 척추뼈의 숫자가 적다는 점을 근거로 이를 반박하였습니다. 1997년에 독일학자 에버하드 프레이와 볼프강 뭉크, 미국 학자 한스 디에터 수스 박사의 바이겔티사우루스의 친척인 코엘루로사우라부스의 비막을 연구한 결과, 이 비막을 지탱하는 뼈는 사실 피부가 발달하여 골격화 된 것이라는 결론을 내렸습니다. 즉, 피부가 단단해지면서 뼈와 비슷한 구조를 이루다가 골격화 되어 뼈가 되었다는 것이죠.

 현재까지 알려진 하늘을 날았던 가장 오래된 척추동물인 바이겔티사우루스와 그 친척들. 과연 그들이 살아있던 당시 그들의 삶은 어땠을지 궁금해집니다.

 

 

연구 및 자료 출처-

https://en.wikipedia.org/wiki/Weigeltisauridae

 

Pritchard, A. C., Sues, H. D., Scott, D., & Reisz, R. R. (2021). Osteology, relationships and functional morphology of Weigeltisaurus jaekeli (Diapsida, Weigeltisauridae) based on a complete skeleton from the Upper Permian Kupferschiefer of Germany. PeerJ, 9, e11413.

 

SCHAUMBERG, G. (1976). Zwei Reptilneufunde (Weigeltisaurus Kuhn?, Lepidosauria?, Reptilia) aus dem Kupferschiefer von Richelsdorf (Perm, Hessen). Philippia, 3(1), 3-6.