(This illustration shows an artist's rendering of a pterosaur (Alanqa saharica). Credit: Davide Bonadonna)
(This image of a pterosaur vertebra shows the bicycle wheel-like spoke arrangement. Credit: Williams et al.)
중생대 지상을 지배한 공룡과 함께 하늘을 지배한 동물이 바로 익룡입니다. 모든 익룡이 거대했던 것은 아니지만, 백악기 전반 등장해 후반에 크게 번성한 아즈다르코과(azhdarchidae)는 역사상 가장 큰 날짐승으로 기록되어 있습니다. 이들 가운데 가장 거대한 케찰코아틀루스는 날개 너비가 10m 이상으로 추정되며 목 역시 기린처럼 길었습니다.
이렇게 크고 거대한 몸집을 지탱하기 위해서는 단단한 뼈와 근육이 필요하지만, 뼈가 무거워지면 비행히 힘들어지는 문제점이 발생합니다. 따라서 익룡의 뼈와 몸무게는 오랜 세월 상당한 논쟁의 대상이었습니다. 하지만 익룡의 뼈가 아주 가볍다는 점에 대해서는 모든 연구자들의 의견이 일치합니다. 왜냐하면 익룡의 뼈는 속이 비어 있고 너무 약해서 좀처럼 완전하게 보존되지 않기 때문입니다.
영국 포츠머스 대학의 카리아드 윌리엄스 (Cariad Williams)와 그녀의 동료들은 아즈다르코과 익룡 중 하나인 알란카 사하리카 (Alanqa saharica)의 목뼈를 분석해 극단적으로 무게를 줄이고 강도는 유지한 익룡의 비결을 확인했습니다. 알란카는 날개 너비 4-6m 정도의 대형 익룡으로 케찰코아틀루스보다는 작지만 현존하는 어떤 새보다 더 큰 거대한 날짐승입니다. 그리고 매우 긴 목을 지니고 있습니다. 따라서 목을 지탱하면서 무게를 줄이는 것이 상당한 문제가 됩니다. 너무 뼈 속을 비우면 살면서 겪게 되는 여러 가지 충격에 취약해집니다. 예를 들어 먹이를 잡는 일상적인 행동으로도 뼈가 부러질 수 있는 것입니다.
연구팀은 예외적으로 보존 상태가 우수한 목 뼈 가운데 하나를 고해상도 CT 스캔을 통해 분석했습니다. 그 결과 가운데 척수가 지나가는 속이 비어 있는 튜브 같은 뼈 주변에 자전거 바퀴살 같은 기둥 같은 뼈가 나선형으로 배치되어 더 큰 원통형 뼈를 지지하는 구조를 확인했습니다. (3D 프린팅 모델 참조) 덕분에 내부를 90% 이상 비우면서도 강도는 유지할 수 있는 것입니다.
이런 바퀴살 형태의 독특한 구조는 현생 조류에서도 볼 수 없는 것으로 익룡이 역사상 가장 큰 날짐승이 될 수 있었던 비결을 보여주고 있습니다. 사실 익룡은 2억 2500만년 전 등장했기 때문에 백악기 말이면 이미 1억 년 이상 진화를 마친 상태였습니다. 백악기 후기에 역사상 가장 큰 익룡이 등장한 것도 이런 놀라운 진화가 누적된 결과일 것입니다. 이렇게 비행에 최적화된 익룡이 한참 나중에 나타난 조류에 밀려 역사 속으로 사라진 이유도 궁금합니다.
참고
https://phys.org/news/2021-04-gigantic-pterosaurs-spoked-vertebrae-ridiculously.html
iScience, Williams et al.: "Helically arranged cross struts in azhdarchid pterosaur cervical vertebrae and their biomechanical implications" www.cell.com/iscience/fulltext … 2589-0042(21)00306-0
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