(The investigated dentition of P. fruitaensis. The upper molars (M2, M3) are offset from the lower ones (m2, m3). This causes the cusps to interlock in a way that creates a sharp cutting edge. Credit: © Thomas Martin, Kai R. K. Jäger / University of Bonn)
포유류의 조상은 중생대에 비교적 마이너 그룹에 속하는 생물이었습니다. 하지만, 사실 이 시기에 현생 포유류의 중요한 특징을 모두 갖췄기 때문에 비조류 공룡이 사라진 신생대에서 새로운 주역으로 등장할 수 있었습니다. 털, 온혈성, 땀, 높은 지능, 그리고 태반과 젖을 먹여 새끼를 키우는 여러 가지 특징들은 이 시기 형송된 것입니다.
그런데 포유류의 또 다른 중요한 특징은 많은 먹이를 효과적으로 먹을 수 있는 치아 구조입니다. 포유류가 높은 대사량을 유지할 수 있는 가장 중요한 비결 중 하나가 이빨이기 때문입니다. 포유류는 목적에 따라 특화된 이빨을 지니고 있으며 매우 단단한 영구치를 이용해 많은 먹이도 효과적으로 처리할 수 있습니다.
독일 본 대학의 고생물학자들은 포유류의 치아 구조 진화에서 중요한 변곡점이 된 사건이 적어도 1억 5천만 년 전 발생했다는 사실을 발견했습니다. 쥐라기 말인 1억 5천만년 전 살았던 초기 포유류인 프리아코돈 프루이타엔시스 (Priacodon fruitaensis)는 현생 족제비와 비슷한 크기인 20cm 정도 몸길이의 작은 포유류로 공룡이 지배하던 육상 생태계에서 나름대로 자신의 자리를 지켰던 생물체였습니다.
연구팀은 매우 잘 보존된 하악 및 상악골과 치아 화석을 통해 흥미로운 사실을 알아냈습니다. 고해상도 마이크로 CT 스캔으로 복원한 3차원 구조를 살펴보니 프리아코돈의 이빨이 현생 포유류와 비슷하게 어금니가 서로 엇갈리게 만나면서 완벽하게 톱니 모양으로 들어맞았기 때문입니다. 본래 포유류의 오래 전 조상은 아래 위가 똑같은 이빨이 서로 마주치는 구조를 지니고 있었습니다. 예를 들어 1번 아래 어금니는 1번 위 어금니와 만났습니다. 하지만 현생 포유류는 어금니가 교차 결합하는 구조를 지니고 있습니다. 위 어금니 2번은 아래 어금니 2-3번 사이에 결합하는 방식입니다.
연구팀은 프라이코돈의 치아 및 턱을 3D 모델링을 통해서 복원하고 씹는 방법을 확인했습니다. 그 결과 현생 포유류와 비슷한 방식으로 먹이를 먹었을 가능성 높은 것으로 나타났습니다. 이미 이 시기에 현생 포유류와 유사한 씹는 방법을 터득했다는 이야기입니다. (참고로 프라이코돈의 치아 구조를 볼 때 주로 곤충을 먹었던 것으로 보입니다.)
사실 이 동물의 치아는 1mm 수준의 작은 크기이지만, 현생 포유류를 향한 중생대 포유류의 여정을 보여주고 있습니다. 과학자들은 작지만 중요한 진화를 이룩한 중생대 포유류의 역사를 조금씩 밝혀내고 있습니다.
참고
https://phys.org/news/2020-12-reconstruct-precise-early-mammal.html
Kai R. K. Jäger, Richard L. Cifelli & Thomas Martin: Molar occlusion and jaw roll in early crown mammals; Scientific Reports, DOI: 10.1038/s41598-020-79159-4
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