현생 조류와 시조새 사이 중간에 위치한 백악기 말 조류의 뇌

(Artist’s impression of Navaornis. Credit: Júlia D’Oliveira)

(L-R: Archaeopteryx, Navaornis and Tangara seledon (a modern bird). Credit: Júlia d’Oliveira)

(Navaornis skeleton. Credit: Stephanie Abramowicz)

새가 하늘을 날 수 있는 건 단지 날개가 있어서만은 아닙니다. 새의 비행 능력은 높은 에너지 소모를 견딜 수 있는 심폐 기능과 가벼운 뼈, 그리고 작지만 아주 뛰어난 운동 조절 능력을 지닌 뇌 같은 모든 능력이 뒷받침해야 가능합니다.

하지만 과학자들은 새의 뇌의 진화를 이해하는데 어려움을 겪어 왔습니다. 뇌는 쉽게 썩어서 사라지기 때문에 화석으로 보존되기어렵습니다. 대신 과학자들은 뇌의 형태를 알 수 있는 두개골 화석을 분석해 뇌의 크기와 구조를 짐작할 수 있습니다. 문제는 새의 경우 뼈가 가볍고 약하다보니 잘 보존된 두개골 화석이 없다는 것입니다.

케임브리지 대학의 길레르모 나발롱 박사 (Dr Guillermo Navalón from Cambridge’s Department of Earth Sciences)와 동료들은 예외적으로 잘 보존된 8000만 년 전 백악기 후기 조류 화석에서 뇌 진화의 결정적인 정보를 얻는데 성공했습니다. 연구팀은 이를 새 진화의 로제타 스톤이라고 소개했습니다.

나바오르니스 헤스티에 (Navaornis hestiae)는 찌르레기 정도의 작은 원시 조류로 2016년 브라질에서 발굴됐습니다. 하지만 나바오르니스는 찌르레기 같은 현생 조류가 아니라 중생대에 번성했지만, 백악기 말 멸종한 그룹인 에난티오르니테스 (enantiornithines)에 속합니다.

정밀한 마이크로 CT 스캔 결과 나바오르니스는 시조새처럼 매우 원시적이고 새와 공룡의 중간에 속하는 그룹과 정확히 중간에 있는 조류라는 사실이 밝혀졌습니다.

이들은 소뇌처럼 비행을 컨트롤하는데 필요한 부위와 다른 부위가 덜 진화되어 현생 조류만큼 뛰어난 비행 실력은 지니지 못했던 것으로 보이나 제한적 활강만 가능해 보이는 시조새나 비슷한 시기 원시 공룡 겸 조류보다 더 진화한 비행능력을 지녔음을 일 수 있습니다.

백악기 말 이미 어느 정도 비행 능력을 확보했고 생태계에도 잘 적응했던 에난티오르니테스가 결국 멸종한 이유는 아직 잘 모릅니다. 만약 비슷한 시기에 더 뛰어난 비행 능력을 지닌 것이 원인이라면 잘 보존된 두개골 화석이 답을 줄지도 모릅니다. 앞으로 이와 연관된 새로운 화석을 기대해 봅니다.

참고

https://www.cam.ac.uk/stories/roots-of-bird-intelligence

Luis M. Chiappe, Guillermo Navalón et al. ‘Cretaceous bird from Brazil informs the evolution of the avian skull and brain.’ Nature (2024). DOI: 10.1038/s41586-024-08114-4

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