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[궁금한S] 새롭게 밝혀진 공룡의 생태…공룡알은 딱딱했을까? 말랑말랑했을까?

[앵커]
과학에 대한 모든 궁금증을 풀어주는 궁금한 S 시간입니다. 공룡은 지구상에서 멸종됐지만, 남아있는 화석과 뼈를 통해 공룡들의 생태를 추정해볼 수 있는데요.

최근에도 새롭게 밝혀진 사실들이 많아 공룡 연구가 더 활발하게 이어지고 있다고 합니다. 재미있는 공룡의 생태에 대해 지금 바로 화면으로 만나보시죠.

[이효종 / 과학유튜버]
6,600만 년 전, 소행성의 충돌로 멸종하기 전까지 지구상 가장 거대한 존재는 바로 공룡이었습니다. 지금은 화석으로 흔적으로 남아있는 미지의 대상이지만, 공룡은 여전히 우리의 상상력과 호기심을 일으키는데요. 현재, 많은 연구를 통해 공룡에 대한 생태의 비밀이 밝혀지고 있습니다.

영화 쥬라기 공원을 보면 공룡의 딱딱한 알이 쩍쩍 갈라지며 새끼 공룡이 태어나곤 하는데요. 영화에서 보는 것처럼 공룡 알이 딱딱한 껍질로 이뤄졌을 거라고 생각할 수 있지만, 거북이나 뱀처럼 말랑말랑한 알을 낳았다는 사실이 처음으로 밝혀졌습니다.

미국 자연사박물관의 마크 노렐 박사 연구진은 몽골에서 지금으로부터 7,500만 년~7,100만 년 전에 살았던 각룡류인 프로토케라톱스의 알 화석을 발굴했습니다. 다 자라면 양만 한 크기의 공룡인데요. 화석은 마치 자궁 속 태아처럼 몸을 둥그렇게 말고 있는 모습이었습니다. 뼈들은 얇은 막으로 둘러싸여 있었죠.

재스미나 와인만 예일대 연구원이 노렐 연구원팀에 합류하면서 연구는 더욱 진전됐습니다. 와인만 연구원은 아르헨티나에서 2억 2,700만 년~2억 850만 년 전 살았던 용각류 공룡인 무스사우르스 태아 화석을 조사했는데요. 이 공룡은 목이 긴 초식공룡으로 태아 화석도 얇은 외곽 층이 몸을 감싼 것으로 나타났습니다.

두 공룡 화석의 성분을 분석한 결과, 태아 주변의 막이 알 단백질 성분을 가지는 것을 발견했습니다. 와인만 연구팀은 멸종한 공룡과 오늘날의 파충류, 조류의 알 26가지를 조사했고, 그 결과 딱딱한 알과 말랑말랑한 알은 화석이 됐을 때 단백질 성분이 달라진다는 것을 발견했습니다. 이번에 확인한 프로토케라톱스와 무스사우르스의 화석은 모두 말랑말랑한 알에 해당했습니다.

연구진은 초기 공룡의 알이 딱딱했는지 아니면 말랑말랑했는지 알아보기 위해 현존하거나 멸종한 파충류와 조류 112종의 알에 대한 정보와 이들의 진화관계를 데이터베이스로 만들었는데요. 그 결과 공룡과 도마뱀을 비롯해 많은 집단이 처음에는 말랑말랑한 알을 낳았던 것으로 밝혀졌습니다.

초기 공룡은 각룡류와 용각류, 수각류 등 세 종류로 나뉘는데요. 세 공룡종 모두 초기에는 부드러운 알을 낳다가 점차 딱딱한 알을 낳는 식으로 진화했다고 분석했죠. 하지만 모든 공룡이 다 딱딱한 알로 진화했다고 볼 수는 없습니다. 말랑말랑한 알을 낳은 공룡이 이번에 처음 발굴됐기 때문이죠.

연구진은 말랑말랑한 알을 낳은 공룡은 아마 파충류와 비슷했을 거라고 추측했는데요. 덩치가 큰 공룡이 말랑말랑한 알을 품다간 바로 터지기 때문에 축축한 흙이나 모래 속에 알을 넣고 위를 덮은 나뭇잎이 썩으면서 나오는 열로 부화시켰을 거라고 추측했다고 하네요. 병아리가 알을 깨고 나오려면 평균적으로 21일 정도 걸리고, 악어는 60~90일 정도가 필요하다고 합니다.

그럼 공룡 알이 부화 되는 데는 얼마나 걸릴까요? 미국과 캐나다 등 국제 공동 연구진은 공룡 알 부화에 적어도 3개월에서 많게는 6개월이 걸리는 것을 확인했다고 '미국 국립과학원회보'에 발표했습니다. 연구진은 알에서 부화하기 직전의 공룡 배아 화석 두 종을 구했는데요. 두 종은 프로토케라톱스와 히파크로사우르스로 모두 백악기 후기에 살았던 공룡입니다. 프로토케라톱스는 네발로 걸어 다니는 공룡이고, 히파크로사우르스는 몸길이가 9m에 이르며 '오리 주둥이'를 가진 것으로 유명하죠.

연구진은 컴퓨터단층촬영과 고해상도 현미경 등으로 공룡 배아 화석의 이빨을 관찰한 결과 프로토케라톱스와 히파크로사우르스 알의 부화 기간은 각각 83일과 171일로 확인됐습니다. 과학자들이 배아 화석의 이빨에 주목한 것은 치아의 성장 속도가 매일매일 달라 나무의 나이테처럼 구분되기 때문이라고 하는데요. 그러니까 이빨의 흔적이 성장선으로 남는다는 것이죠. 국내 연구진에 따르면 티라노사우루스 같은 거대 공룡은 청소년기가 전체 수명의 60%를 차지하는 것으로 나타났다고 합니다. 평균 수명이 70세인 사람으로 치면 42세까지 청소년인 셈이죠.

티라노사우루스의 수명은 28년 정도로 유아기가 2년, 청소년기가 18년입니다. 특히 14~18년까지의 청소년기에 하루 2kg씩 몸무게가 폭발적으로 늘어났는데요. 이때 엄청난 속도로 몸집이 커져 다른 포식자를 피할 수 있었다고 합니다. 연구진은 "다 자란 뒤 번식을 하는 만큼 번식할 시간이 줄어든다는 단점이 있지만, 몸집을 키워 최고 포식자의 지위를 지켰기 때문에 생존에 유리하게 작용했을 것"이라고 말했는데요. 공룡의 생존 전략을 밝혀냈다는 것은 공룡의 거대 몸집과 수명 간의 관계를 규명했다고도 볼 수 있죠.

티라노사우루스의 생존율 곡선을 18세기 인간이나 고릴라, 호랑이, 악어 등과 비교했는데요. 티라노사우르스의 생존율 추이는 인간이나 파충류보다는 타조, 매 등 몸집이 큰 조류와 비슷하다는 것을 밝혀냈습니다. 이는 티라노사우르의 생존전략이나 노화 패턴이 타조나 매와 유사하다는 뜻이죠. 공룡은 파충류라는 인식과 달리 해부학적으로 조류와 유사하다는 의견이 많았는데요. 이번 연구를 통해 공룡과 조류의 생존 전략이 비슷했다는 사실이 해부학적뿐만 아니라 통계학적으로도 입증되었다고 볼 수 있겠네요.

오늘 궁금한 S에서는 공룡 생태의 비밀에 대해 알아봤는데요. 앞으로 다양한 연구를 통해 공룡에 대한 새로운 사실이 더욱 밝혀졌으면 하는 바람이네요. 그럼 궁금한 S는 여기서 인사드릴게요. 과학에 대한 궁금증이 있다면 언제든 유튜브에 사이언스 투데이를 검색해주세요. 이상 궁금한 S였습니다.
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