수각류 공룡 같은 톱니 이빨을 지닌 포유류의 조상

 

(A complete sabre-toothed canine from a gorgonopsian from Zambia. This specimen includes both the crown (top) and root (bottom) of the tooth. Credit: Megan Whitney)

(Thin section of a partial gorgonopsian canine under polarized light. Serrations are evident on the right side of this specimen. Credit: Megan Whitney)

(Both are magnified images of the serrations under polarized light. Gorgonopsian serrations are made from both enamel (thinner, lighter tissue to the right) and dentine (thicker tissue to the left) and an interdental fold (black central structure that is a fold in between the serrations). This particular arrangement allows for more serrations to be tightly packed along the tooth and makes each serration more resistant to wear. Credit: Megan Whitney)

(Gorgonopsian were the first saber-toothed animals. Their canines extended up to 13 centimeters. Credit: CCA 3.0/Dmitry Dogdanov)

 

 수각류 육식 공룡은 중생대 가장 성공한 대형 포식자입니다. 이들의 성공 비결 중 하나는 예리한 작은 톱니가 있는 이빨입니다. 살을 쉽게 찟고 자를 수 있는 톱니는 여러 육식 동물에서 발견할 수 있지만, 수각류 육식 공룡의 경우 상아질 (dentine), 법랑질 (enamel), interdental fold 같은 구조물이 정교하게 맞물려 있어 매우 효과적으로 먹이를 공격하고 자를 수 있습니다. 덕분에 지상에서 가장 성공한 육식 동물이 된 것으로 여겨집니다. 하지만 그 후손인 조류는 오히려 이렇게 정교한 톱니 이빨을 버리고 부리를 이용해 성공을 거뒀으니 역사의 아이러니라고 하겠습니다. 

 이전 포스트: https://blog.naver.com/jjy0501/220435549667

 그런데 최근 고생물학자들은 뜻밖의 고생물에서 수각류 공룡과 유사한 톱니 이빨 구조를 발견했습니다. 하버드 대학의 메간 휘트니 (Megan Whitney, postdoctoral fellow in the Department of Organismic and Evolutionary Biology, Harvard University)와 그녀의 동료들은 페름기 후기인 2억7000만년 전에서 2억 5200만년 사이 가장 번성한 육식 동물인 고르고놉스 (Gorgonopsian)의 이빨 화석에서 수각류와 유사한 미세 톱니 이빨 구조를 확인했습니다. 

 제 책인 포식자에서 자세히 설명한 바 있는 고르고놉스는 고생대말 최상위 포식자로 포유류에서 가장 먼저 검치 (saber-tooth)를 발달시킨 독특한 무리입니다. 최대 13cm에 달하는 긴 칼 같은 이빨인 검치로 먹이를 공격하는 사냥 방식은 대형 포유류 포식자에서 흔히 볼 수 있는데, 아쉽게도 1만 년 전 사라진 스밀로돈을 마지막으로 현생 포유류에서 사라졌습니다. 아무튼 고르고놉스는 매우 다양하게 적응 방산해 지금까지 수십 개의 속(genus)이 보고될 정도로 번성한 그룹입니다. 

 연구팀은 고르고놉스의 이빨 화석을 얇은 절편으로 만든 후 편광 현미경으로 관찰했습니다. 그러자 상아질과 법랑질이 이어진 미세한 홈과 융기가 있는 독특한 톱니 모양이 드러났습니다. 이런 형태의 톱니는 수각류 공룡에서만 보고되었는데, 당연히 진화 계통이 완전 다른 생물이므로 이는 수렴 진화의 사례라고 할 수 있습니다. 

 아무튼 고르고놉스의 존재는 페름기말에 상당히 고도로 진화한 대형 육식 동물이 등장했다는 사실을 보여줍니다. 이들이 사라지지 않고 계속 진화했다면 과연 수각류 육식 공룡이 등장할 수 있었을까 하는 생각도 드는 대목입니다. 물론 그렇게 말하면 인간을 포함한 현생 포유류 역시 소행성 충돌이 없었다면 상당수는 존재하지 못했을 것입니다. 수많은 우연이 모여 지금의 역사를 만들었다는 사실이 재미있습니다. 

 참고 

https://phys.org/news/2020-12-prehistoric-dinosaurs-mammals-teeth.html

 Convergent dental adaptations in the serrations of hypercarnivorous synapsids and dinosaurs, Biology Letters, royalsocietypublishing.org/doi … .1098/rsbl.2020.0750