기본 콘텐츠로 건너뛰기

반룡류 (Pelycosaur) 이야기 (3) - 디메트로돈의 돛



(Dimetrodon incisivum, Sphenacodontidae; Permian, Texas, USA; Staatliches Museum für Naturkunde Karlsruhe, Germany.

(Restoration of D. giganhomogenes with exposed neural spine tips. Nobu Tamura)


 디메트로돈은 포유류형 파충류의 대표격인 생물입니다. 물론 이들이 페름기 초반에 매우 성공적인 육상 포식자였던 것이 가장 중요한 이유지만, 독특한 외형도 한 몫 했을 것입니다. 바로 등 위에 있는 거대한 돛이 그것입니다. 이 돛의 용도에 대해서는 19세기부터 지금까지 논쟁이 지속되고 있습니다. 이 부분에 대해서는 제 책인 포식자에서도 설명했었습니다. 




 20세기부터 과학자들은 이 돛의 용도가 체온을 올리거나 내리는 데 있을 것으로 추정했습니다. 왜냐하면, 현생 파충류나 다른 변온 동물도 햇빛을 받아 체온을 올리거나 혹은 그늘에서 체온을 낮추기 때문입니다. 체온 조절설을 주장했던 것은 미국의 고생물학자 알프레드 뢰머 (Alfred Romer) 등으로 1940년대부터 이 주장이 알려지기 시작했습니다. 1973년 고생물학자인 브람웰 (C. D. Bramwell) 등은 200kg인 디메트로돈이 햇빛을 받아 체온을 26도에서 32도까지 올리는데 한 시간 반 정도 걸렸을 것이라고 주장했습니다. 


 이후 더 오랜 시간이 걸렸을 것이라는 주장이 나왔지만, 1999년에는 다른 과학자 그룹이 새로운 모델을 이용해서 이 돛이 체온을 올리거나 내리는 데 모두 유용했을 것이라고 주장했습니다. 물론 이에 대한 의문도 존재합니다. 만약 체온을 조절하는 용도였다면 몸의 크기가 커질수록 돛의 크기는 상대적으로 작을 것입니다. 변온 동물이라도 몸집이 클수록 체온이 일정하게 유지되는 경향이 있기 때문입니다. 이는 큰 욕조 속의 물은 빨리 식지 않는 것과 마찬가지입니다. 하지만 화석상의 기록은 작은 디메트로돈이나 큰 디메트로돈 종이나 돛의 상대적 크기는 일정함을 보여주고 있습니다. 



(다양한 디메트로돈 종의 상대적 크기 비교


 여기에 체온 조절 같이 중요한 기능이라면 다른 스페나코돈류에서도 비슷한 크기로 진화했을 텐데 앞서 설명했듯이 스페나코돈류의 돛의 크기는 다양했습니다. 따라서 자연스럽게 체온 조절 가설 이외의 가설이 등장했는데, 성적인 상징이라는 주장이 그것입니다. 다른 동물에서 보는 다양한 장식처럼 짝짓기를 위한 것이라는 주장이죠. 


 짝짓기를 위한 용도라면 암수에 따른 차이가 있을 가능성이 큽니다. 따라서 이 부분도 논쟁의 대상 가운데 하나였습니다. 확실한 것은 공작의 꼬리 처럼 암수에 따른 차이가 극단적이진 않다는 것입니다. 이제가지 돛이 없는 디메트로돈이 발견되지 않았기 때문에 암수 모두 큰 돛을 가지고 있었던 점은 분명합니다. 다만 두꺼운 뼈와 약간 큰 돛을 지닌 개체들도 보고되고 있는데, 어쩌면 이들이 수컷이었을 가능성도 있습니다. 


 거대한 돛은 멀리서도 잘 보이기 때문에 암수 모두 서로를 인지하기 편했을 것입니다. 이런 해석에 따라 최신 복원도에서는 알록달록한 형태의 돛도 등장하고 있습니다. 하지만 짝짓기 가설 역시 결정적인 증거를 제시하기는 어렵습니다. 당시로 돌아가 확인할 수도 없는 일이고 암수의 차이라고 확실하게 주장할 수 있는 근거도 부족하기 때문입니다. 


 개인적으로 궁금한 부분 가운데 하나는 이런 돛을 가지고 어떻게 사냥을 했느냐는 것입니다. 멀리서도 잘 보이는 돛은 사냥감의 눈에도 잘 보였을 것입니다. 작은 디메트로돈 종이 경우 포식자의 눈에 잘 띄는 구조물이었을 것입니다. 그럼에도 이들이 크게 번영했다면 이 돛에 뭔가 유용한 기능이 있을 것이란 추정이 가능합니다. 


 다시 체온 조절 가설을 떠올리면, 돛의 존재 덕분에 디메트로돈은 변온 동물만 살았던 페름기 초기 육지 생태계에서 가장 빨리 체온을 올릴 수 있었을 것입니다. 체온을 의미있게 올리는데 몇 시간이 걸려도 먹이나 포식자보다 더 빠르게 몸을 데울 수 있다면 더 빨리 움직일 수 있습니다. 당시 생태계에서 이는 적지 않은 이점을 제공했을 것입니다. 지금처럼 포유류가 넘치는 세상에서는 별다른 이점이 아니지만, 당시에는 체온을 일정하게 유지하는 동물이 없었습니다.개인적인 의견은 짝짓기에도 유용한 도구였을지 몰라도 돛의 중요한 기능 중 하나는 체온을 조절하는게 아닐까 하는 것입니다. 


 하나 더 생각할 문제는 당시 이들이 살던 지역이 기후로 너무 덥거나 추운 기후에서는 체온 조절용으로 사용하기 어려웠을 것입니다. 디메트로돈이 주로 발굴되는 지역은 미국 남부와 독일등 북유럽 지역으로 당시에는 하나의 대륙이었으며 온화한 기후의 습지대였습니다. 아마도 당시 이 환경에서는 효과적인 체온 조절 수단이 아니었을까 생각해 봅니다.                   


 참고 


Bramwell, C.D.; Fellgett, P.B. (1973). "Thermal regulation in sail lizards" (PDF). Nature. 242 (5394): 203–205. Bibcode:1973Natur.242..203B. doi:10.1038/242203a0.

Florides, G.A.; Wrobel, L.C.; Kalogirou, S.A.; Tassou, S.A. (1999). "A thermal model for reptiles and pelycosaurs". Journal of Thermal Biology. 24 (1): 1–13. doi:10.1016/S0306-4565(98)00032-1.

Tomkins, J.L.; LeBas, N.R.; Witton, M.P.; Martill, D.M.; Humphries, S. (2010). "Positive allometry and the prehistory of sexual selection" (PDF). The American Naturalist. 176 (2): 141–148. doi:10.1086/653001. PMID 20565262. 


댓글

이 블로그의 인기 게시물

통계 공부는 어떻게 하는 것이 좋을까?

 사실 저도 통계 전문가가 아니기 때문에 이런 주제로 글을 쓰기가 다소 애매하지만, 그래도 누군가에게 도움이 될 수 있다고 생각해서 글을 올려봅니다. 통계학, 특히 수학적인 의미에서의 통계학을 공부하게 되는 계기는 사람마다 다르긴 하겠지만, 아마도 비교적 흔하고 난감한 경우는 논문을 써야 하는 경우일 것입니다. 오늘날의 학문적 연구는 집단간 혹은 방법간의 차이가 있다는 것을 객관적으로 보여줘야 하는데, 그려면 불가피하게 통계적인 방법을 쓸 수 밖에 없게 됩니다. 이런 이유로 분야와 주제에 따라서는 아닌 경우도 있겠지만, 상당수 논문에서는 통계학이 들어가게 됩니다.   문제는 데이터를 처리하고 분석하는 방법을 익히는 데도 상당한 시간과 노력이 필요하다는 점입니다. 물론 대부분의 학과에서 통계 수업이 들어가기는 하지만, 그것만으로는 충분하지 않은 경우가 많습니다. 대학 학부 과정에서는 대부분 논문 제출이 필요없거나 필요하다고 해도 그렇게 높은 수준을 요구하지 않지만, 대학원 이상 과정에서는 SCI/SCIE 급 논문이 필요하게 되어 처음 논문을 작성하는 입장에서는 상당히 부담되는 상황에 놓이게 됩니다.  그리고 이후 논문을 계속해서 쓰게 될 경우 통계 문제는 항상 나를 따라다니면서 괴롭히게 될 것입니다.  사정이 이렇다보니 간혹 통계 공부를 어떻게 하는 것이 좋겠냐는 질문이 들어옵니다. 사실 저는 통계 전문가라고 하기에는 실력은 모자라지만, 대신 앞서서 삽질을 한 경험이 있기 때문에 몇 가지 조언을 해줄 수 있을 것 같습니다.  1. 입문자를 위한 책을 추천해달라  사실 예습을 위해서 미리 공부하는 것은 추천하지 않습니다. 기본적인 통계는 학과별로 다르지 않더라도 주로 쓰는 분석방법은 분야별로 상당한 차이가 있을 수 있어 결국은 자신이 주로 하는 부분을 잘 해야 하기 때문입니다. 그러기 위해서는 학과 커리큘럼에 들어있는 통계 수업을 듣는 것이 더 유리합니다. 잘 쓰지도 않을 방법을 열심히 공부하는 것은 아무래도 효율

150년 만에 다시 울린 희귀 곤충의 울음 소리

  ( The katydid Prophalangopsis obscura has been lost since it was first collected, with new evidence suggesting cold areas of Northern India and Tibet may be the species' habitat. Credit: Charlie Woodrow, licensed under CC BY 4.0 ) ( The Museum's specimen of P. obscura is the only confirmed member of the species in existence. Image . Credit: The Trustees of the Natural History Museum, London )  과학자들이 1869년 처음 보고된 후 지금까지 소식이 끊긴 오래 전 희귀 곤충의 울음 소리를 재현하는데 성공했습니다. 프로팔랑곱시스 옵스큐라 ( Prophalangopsis obscura)는 이상한 이름만큼이나 이상한 곤충으로 매우 희귀한 메뚜기목 곤충입니다. 친척인 여치나 메뚜기와는 오래전 갈라진 독자 그룹으로 매우 큰 날개를 지니고 있으며 인도와 티벳의 고산 지대에 사는 것으로 보입니다.   유일한 표본은 수컷 성체로 2005년에 암컷으로 생각되는 2마리가 추가로 발견되긴 했으나 정확히 같은 종인지는 다소 미지수인 상태입니다. 현재까지 확실한 표본은 수컷 성체 한 마리가 전부인 미스터리 곤충인 셈입니다.   하지만 과학자들은 그 형태를 볼 때 이들 역시 울음 소리를 통해 짝짓기에서 암컷을 유인했을 것으로 보고 있습니다. 그런데 높은 고산 지대에서 먼 거리를 이동하는 곤충이기 때문에 낮은 피치의 울음 소리를 냈을 것으로 보입니다. 문제는 이런 소리는 암컷 만이 아니라 박쥐도 잘 듣는다는 것입니다. 사실 이들은 중생대 쥐라기 부터 존재했던 그룹으로 당시에는 박쥐가 없어 이런 방식이 잘 통했을 것입니다. 하지만 신생대에 박쥐가 등장하면서 플로팔랑곱

9000년 전 소녀의 모습을 복원하다.

( The final reconstruction. Credit: Oscar Nilsson )  그리스 아테나 대학과 스웨덴 연구자들이 1993년 발견된 선사 시대 소녀의 모습을 마치 살아있는 것처럼 복원하는데 성공했습니다. 이 유골은 그리스의 테살리아 지역의 테오페트라 동굴 ( Theopetra Cave )에서 발견된 것으로 연대는 9000년 전으로 추정됩니다. 유골의 주인공은 15-18세 사이의 소녀로 정확한 사인은 알 수 없으나 괴혈병, 빈혈, 관절 질환을 앓고 있었던 것으로 확인되었습니다.   이 소녀가 살았던 시기는 유럽 지역에서 수렵 채집인이 초기 농경으로 이전하는 시기였습니다. 다른 시기와 마찬가지로 이 시기의 사람들도 젊은 시절에 다양한 질환에 시달렸을 것이며 평균 수명 역시 매우 짧았을 것입니다. 비록 젊은 나이에 죽기는 했지만, 당시에는 이런 경우가 드물지 않았을 것이라는 이야기죠.   아무튼 문명의 새벽에 해당하는 시점에 살았기 때문에 이 소녀는 Dawn (그리스어로는  Avgi)라고 이름지어졌다고 합니다. 연구팀은 유골에 대한 상세한 스캔과 3D 프린팅 기술을 적용해서 살아있을 당시의 모습을 매우 현실적으로 복원했습니다. 그리고 그 결과 나타난 모습은.... 당시의 거친 환경을 보여주는 듯 합니다. 긴 턱은 당시를 살았던 사람이 대부분 그랬듯이 질긴 먹이를 오래 씹기 위한 것으로 보입니다.   강하고 억센 10대 소녀(?)의 모습은 당시 살아남기 위해서는 강해야 했다는 점을 말해주는 듯 합니다. 이렇게 억세보이는 주인공이라도 당시에는 전염병이나 혹은 기아에서 자유롭지는 못했기 때문에 결국 평균 수명은 길지 못했겠죠. 외모 만으로 평가해서는 안되겠지만, 당시의 거친 시대상을 보여주는 듯 해 흥미롭습니다.   참고  https://phys.org/news/2018-01-teenage-girl-years-reconstructed.html