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익룡 비행 능력의 비결 - 근육으로 된 페어링


 

(This pterosaur used a muscular wing root fairing to achieve additional flight performance benefits, including a more powerful flight stroke and sophisticated control of the wing’s shape. It lived in a warm island ecosystem at the edge of the ancient Tethys Sea that is now preserved as limestone rocks located in southern Germany. Credit: Illustration by Alex Boersma.)




(A Late Jurassic pterosaur with preserved shoulder soft tissues shown in pink. Credit: Michael Pittman.)



 익룡은 역사상 처음으로 하늘을 난 척추동물일 뿐 아니라 역사상 가장 큰 날짐승이기도 했습니다. 백악기 후기에 나타난 초대형 익룡은 날개 너비만 10m가 넘어 경비행기 크기였습니다. 이렇게 큰 날짐승이 어떻게 하늘을 날 수 있었는지는 지금도 미스터리 가운데 하나입니다. 



 이 질문에 대한 답을 얻기 위해 홍콩 대학의 마이클 피트만 (Michael Pittman, Vertebrate Palaeontology Laboratory, Research Division for Earth and Planetary Science, The University of Hong Kong,)과 그 동료들은 날개막의 보존 상태가 매우 우수한 익룡의 화석을 레이저 자극 형광 (laser-stimulated fluorescence) 기술로 분석했습니다. 



 새가 깃털로 덮힌 날개를 이용하고 박쥐 역시 털로 덮혀 있는 얇은 막을 이용하는 것과 비슷하게 익룡 역시 네 번째 손가락이 비정상적으로 길어지면서 여기에 연결된 얇은 막이 형성된 구조를 지니고 있습니다. 그러나 익룡의 크기가 크기 때문에 익룡의 날개막은 박쥐나 새보다 큰 항력을 받게 됩니다. 대부분의 익룡 날개막이 매우 얇기 때문에 사실 잘 보존되는 경우가 드물고 설령 보존되더라도 정확한 형태를 알아보기 힘들지만, 연구팀은 최신 이미징 기술을 이용해서 날개와 뼈, 관절의 연결 부분을 확인할수 있었습니다. 



 그 결과 뼈와 연결된 날개의 연결부위에는 항공기나 조류, 박쥐에서 볼 수 있는 페어링 (fairing) 구조가 존재했습니다. 페어링은 날개와 동체의 이음새 부위을 보호하는 유선형 구조로 기계적인 손상을 방지할 뿐 아니라 항력을 줄이고 비행 효율을 좋게 만듭니다. 





(The wing root fairing of an American Aviation AA-1 Yankee. Credit: public domain)



 익룡은 현대 조류나 박쥐와 달리 근육으로 된 페이링이 날개로 이어지는 구조로 더 강한 힘을 낼 수 있었습니다. 덕분에 강한 비행능력과 비행 조절 능력을 지니게 된 것으로 보입니다. 왜 이런 차이가 있는지는 더 연구가 필요한 부분이지만, 익룡이 그렇게 큰 날짐승이 된 데에는 그럴 만한 이유가 있었을 것입니다. 과학자들은 최신 연구 기술을 이용해 하나씩 그 비밀을 풀어내고 있습니다. 



 참고 



https://phys.org/news/2021-10-laser-stimulated-fluorescence-pterosaurs-flew.html


 

Michael Pittman et al, Pterosaurs evolved a muscular wing–body junction providing multifaceted flight performance benefits: Advanced aerodynamic smoothing, sophisticated wing root control, and wing force generation, Proceedings of the National Academy of Sciences (2021). DOI: 10.1073/pnas.2107631118

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