공룡은 알에서 부화할 때까지 오랜 시간이 걸렸다?

(A photo of a hatchling Protoceratops andrewsi fossil from the Gobi Desert Ukhaa Tolgod, Mongolia. Credit: © AMNH/M. Ellison)

 공룡은 고생물학 역사상 가장 오래 그리고 가장 많은 연구가 이뤄진 동물이지만, 동시에 아직도 많은 미스터리가 남아있는 동물이기도 합니다. 조류로 진화한 것을 제외하면 척추동물의 주요 그룹 가운데 멸종된 보기 드문 그룹이기도 합니다. 당시 파충류, 조류, 포유류, 양서류는 살아남았는데, 중생대 가장 큰 번영을 누렸던 공룡이 자취를 감췄다는 점은 지금도 이해하기 어려운 미스터리 가운데 하나입니다. 그런데 공룡이 부화하는데 걸리는 시간이 그 해답 중 하나를 제시할지도 모릅니다.

 오랜 세월 공룡 연구자들은 공룡이 얼마나 알에서 빨리 부화하는지, 그리고 공룡이 얼마나 빠른 속도로 자라나는지를 가지고 논쟁을 벌였습니다. 이는 공룡이 악어나 도마뱀 같은 파충류에 가까운 그룹인지, 아니면 조류에 더 가까운 그룹인지와도 연관이 있습니다. 

 플로리다 주립대학의 그레고리 에릭슨 (Gregory Erickson) 교수와 그의 동료들은 지금까지 과학자들이 근연종과의 추정으로밖에 설명하기 어려웠던 문제에 대한 단서를 제시했습니다. 그것은 공룡의 알이 부화까지 걸리는 시간이죠. 

 사실 가까운 근연종 없이 멸종한 동물이 알에서 깨어나는 시간을 알아낸다는 것은 사실 불가능에 가까운 일입니다. 연구팀은 운좋게 매우 잘 보존된 프로토케라톱스 (Protoceratops)와 히파크로사우루스(Hypacrosaurus)의 배아(embryo) 화석을 발견했습니다. 전자는 양만한 크기의 소형 공룡으로 알크기가 194g에 불과한 반면 후자는 4kg에 달하는 큰 알을 가진 중형 공룡입니다. 

 연구팀은 이 배아 화석을 고해상도 CT 스캔으로 조사하는 한편 이빨 화석을 몇 개 추출해 이를 특수 현미경으로 상세하게 관찰했습니다. 화석에서 드러난 미세한 성장선 (사진)을 근거로 연구팀은 공룡이 알에서 부화하는 데 필요한 시간이 과거 생각보다 두 배 정도 긴 3~6개월 정도라고 추정했습니다. 

(Daily growth lines in the dentine of an embryonic tooth of Hypacrosaurus. Credit: © G.M. Erickson)

 구체적으로 작은 공룡은 3개월, 큰 공룡은 6개월이 걸린다는 이야기인데, 이는 조류보다 훨씬 길며 다른 파충류에 가까운 기간이라고 할 수 있습니다. 물론 앞으로 더 검증이 필요한 부분이기는 하지만, 이렇게 부화되는 데 오랜 시간이 걸렸다는 것은 그만큼 공룡이 위기 상황에서는 취약해질 수 있는 약점입니다. 

 일단 오랜 시간이 필요한 만큼 그 사이 포식자에게 노출될 가능성도 높으며 어미가 알을 보호하기도 어렵습니다. 이 문제는 아마도 혜성 혹은 소행성 충돌 같은 극단적인 사건이 발생할 경우 생존 가능성을 더 낮췄을 것입니다. 빠르게 크고 빠르게 부화하는 조류가 이런 상황에서 더 유리할 수밖에 없는 것이죠. 

 물론 이것이 비조류 공룡만 멸종한 이유를 다 설명하지 않습니다. 왜 악어류나 거북류, 도마뱀류, 양서류는 같이 멸종하지 않았을까요? 부화하는데 오랜 시간이 걸리는 알은 분명 약점인데 공룡은 어떻게 이 약점을 극복하고 중생대를 지배한 생물이 되었을까요? 이 연구는 모든 의문을 해소하기 보다는 우리에게 새로운 질문을 던지고 있습니다. 

 참고 

Dinosaur incubation periods directly determined from growth-line counts in embryonic teeth show reptilian-grade development, PNAS, www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1613716114 

 http://phys.org/news/2017-01-hatch-dinosaur-egg-months.html#jCp