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2016년 11월 22일 화요일

케라틴과 멜라노솜이 확인된 1억 3천만 년 전의 조류화석



(Eoconfuciusornis. Credit: Dr. Xiaoli Wang)


 노스캐롤라이나 주립대학, 중국 과학원, 린이 대학 (North Carolina State University, the Chinese Academy of Sciences and Linyi University)의 과학자들이 1억3천만 년 전에 살았던 화석 조류에서 케라틴과 멜라노솜의 흔적을 발견했습니다. 이는 매우 잘 보존된 화석은 물론 진보된 분석 기술의 덕분에 가능한 발견입니다.


 화석의 주인공은 1억3천만 년 전 중국에 살았던 고대 조류인 에콘컨퓨셔니스(Eoconfuciusornis)로 중생대 조류지만, 이미 완전한 깃털과 이빨이 없는 부리를 가진 생물입니다. 


 연구팀은 주사 및 투과 전자 현미경 (scanning and transmission electron microscopy)를 이용해서 부리와 깃털의 미세 구조를 관찰했습니다. 그 결과 이빨이 없는 케라틴 성분의 부리는 물론이고 깃털의 미세구조에서 화석화된 케라틴과 멜라노좀의 흔적을 찾아낼 수 있었습니다. 


 케라틴은 각질이라고도 불리며 손톱과 발톱, 뿔, 부리 등 단단한 조직을 구성하는 주요 성분입니다. 이는 깃털에서도 볼 수 있습니다. 그리고 멜라노솜은 깃털과 피부에 색상을 부여하는 성분이라고 할 수 있습니다. 물론 이 두 물질 모두 오랜 세월 보존되기는 어렵습니다. 하지만 최신 과학 기술을 이용해서 그 흔적을 찾아낼 순 있습니다. 


 연구팀은 금과 결합된 항체 (immunogold)를 이용해서 케라틴의 흔적을 찾아냈습니다. 동시에 연구팀은 구리와 황 원자의 분포를 찾아내 멜라노솜과 케라틴의 흔적이 같은 장소에 분포한다는 것을 알아냈습니다. 이는 멜라노솜이 죽은 뒤 박테리아등의 활동에 의한 것이 아니라는 강력한 증거입니다. 


 연구 결과는 에콘컨퓨셔니스의 깃털이 현재 조류의 깃털 구조와 유사하다는 것을 시사했습니다. 이는 조류와 깃털의 진화가 생각보다 이른 시기에 이미 진행되었음을 보여주는 결과입니다. 


 공룡 시대에 대한 일반적인 생각과는 달리 중생대 후반기에는 이미 상당히 진화된 조류가 존재했습니다. 물론 공룡 영화의 배경으로 익룡 대신 새가 날아다닌다면 이상하게 여겨지겠지만, 현실은 아마도 그랬을 가능성이 높습니다. 중생대는 공룡과 조류는 물론 현대 파충류와 포유류의 조상이 함께 공존했던 다양성의 시대였습니다. 


 참고 


  Molecular evidence of keratin and melanosomes in feathers of the Early Cretaceous bird Eoconfuciusornis, PNAS, www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1617168113 

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