포유류의 초기 조상은 생각보다 오래 살았다?

 (Long: Scientists count fossilised growth rings in teeth like tree-rings to find out how long the earliest mammals lived. From left to right: reconstruction of Morganucodon; Morganucodon tooth with cementum, the structure that locks tooth roots to the gum, highlighted in green; as it grows non-stop through out life, cementum deposits every year like tree rings, highlighted using coloured arrows; These were turned into3D models to count 14 years of life in the shrew-sized Morganucodon. Short: Scientists count fossilised growth rings in teeth like tree-rings to find out how long the earliest mammals lived. Credit: Nuria Melisa Morales Garcia. Morganucodon based on Bob Nicholls/Palaeocreations 2018 model)

 초기 포유류가 얼마나 빨리 온혈성을 획득했는지는 포유류의 진화를 연구하는 과학자들에게 가장 흥미로운 주제 중 하나입니다. 사실 포유류의 먼 조상에 해당하는 수궁류는 이미 페름기 후반에 어느 정도 온혈성을 획득했을 가능성이 있습니다. 하지만 현생 포유류처럼 높은 수준의 정교한 체온 조절 능력을 한번에 진화시켰을 가능성은 낮습니다. 그보다는 단계적으로 완전한 항온 동물로 진화했다고 보는 것이 타당할 것입니다. 

 영국 브리스톨 대학과 핀란드 헬싱키 대학의 과학자들은 2억년 전 살았던 두 종의 초기 포유류인 모르가누코돈 (Morganucodon)과 쿠에네오테리움 (Kuehneotherium)의 이빨 화석에서 이들의 성장과 수명이 생각보다 파충류를 닮았다는 사실을 발견했습니다. 이 두 종의 포유류는 모두 땃쥐만한 작은 설치류로 같은 지역에 살면서 서로 다른 먹이를 먹었다는 사실이 밝혀져 과학자들의 주목을 받았습니다. 

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 브리스톨 대학의 연구팀은 한 두개가 아니라 200개에 달하는 다양한 개체의 모르가누코돈 및 쿠에네오테리움 이빨 화석을 가지고 있습니다. 이빨의 아래 부분인 치조 (tooth socket)에는 나이테 같은 성장선이 있어 이를 통해 나이나 수명, 성장 속도 등을 추정할 수 있습니다. 문제는 이빨 하나 크기가 매우 작아 보통의 장비로는 성장선을 확인할 수 없다는 것입니다. 

 연구팀은 헬싱키 대학의 연구팀과 함께 유럽에서 가장 강력한 방사선 설비 중 하나인 European Synchrotron Radiation Facility와 Swiss Light Source를 이용해 강력한 고해상도 X선으로 2억년 된 작은 이빨에 새겨진 성장선을 확인하는데 성공했습니다. 그 결과 이 작은 초기 포유류는 의외로 오래 살아 모르가누코돈은 14년, 쿠에네오테리움은 9년 정도 살 수 있었던 것으로 밝혀졌습니다. 비슷한 크기의 현생 설치류의 수명이 자연 상태에서 1-2년 정도인 점을 생각하면 상당히 수명이 긴 것입니다. 

 이 점을 감안하면 2억년 전 초기 포유류의 성장 속도는 현생 포유류보다는 파충류에 더 가까웠던 것으로 보입니다. 그리고 파충류와 비슷하게 죽을 때까지 성장이 멈추지 않고 조금씩 자랐던 것으로 추정됩니다. 연구팀은 이빨에 있는 작은 혈관 구조까지 조사해서 이들의 혈류량이 비슷한 크기의 파충류보다는 높지만 현생 포유류보다 많이 낮다는 사실도 확인했습니다. 

 이 내용을 종합하면 2억 7000만년 전부터 시작된 포유류의 온혈성의 진화는 2억년 전에도 아직 초기 단계로 갈 길이 먼 상태였습니다. 물론 그랬기 때문에 당시 생태계의 새로운 지배자로 떠오른 공룡과 직접 경쟁은 어려웠을 것입니다. 당시 초기 포유류는 파충류와 포유류의 중간 단계 정도로 볼 수 있을 것입니다. 하지만 중생대의 오랜 시간 동안 점점 포유류의 여러 가지 고유한 특징을 진화시켰기 때문에 비조류 공룡 멸종 후 포유류의 시대를 열 수 있었습니다. 그 과정을 연구하는 일은 공룡만큼 대중의 흥미를 끌지는 못하지만, 우리의 조상이기도 하다는 점을 생각할 때 과학적으로 매우 흥미로운 일입니다. 

 참고 

https://phys.org/news/2020-10-ancient-tiny-teeth-reveal-mammals.html

Nature Communications (2020). DOI: 10.1038/s41467-020-18898-4