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공룡은 어떻게 날개 달린 새가 되었나?



 (A branch of the tree of life that includes the time when the propatagium, vital to flight in future birds, came about. Credit: 2023 Yurika Uno and Tatsuya Hirasawa CC-BY)

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(Although soft tissue such as that found in the propatagium don't fossilize well, there are some exceedingly rare, well-preserved examples such as these. The propatagium is labeled ppt in image D. Credit: 2023 Yurika Uno and Tatsuya Hirasawa CC-BY)

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(A more accurate version of a typical maniraptoran dinosaur, a common species to feature in popular media. Credit: 2023 Yurika Uno and Tatsuya Hirasawa CC-BY)

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(This comparison between theropod arms and bird wings shows how researchers think the propatagium allowed for different kinds of movement as the former evolved over millions of years into the latter. Credit: 2023 Yurika Uno and Tatsuya Hirasawa CC-BY)

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(The way arm joints are articulated in fossils gives away the presence or absence of the propatagium. Credit: 2023 Yurika Uno and Tatsuya Hirasawa CC-BY)

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수각류 공룡 중 일부가 진화해서 현재의 새가 되었다는 이론은 이제는 정설로 받아들여지고 있습니다. 그리고 일반 대중에게도 이제는 더 이상 낯설지 않은 이야기입니다. 하지만 공룡이 외형상 엄청나게 다른 새로 진화하는 과정이 완전히 밝혀진 것은 아닙니다. 과학자들은 불연속적인 화석을 분석하면서 새로 진화하는 과정을 이해하기 위해 노력하고 있습니다.

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도쿄 대학의 과학자들은 깃털이 있는 수각류 공룡에서 점진적으로 새로 진화하는 과정을 보여주는 중요한 증거를 발견했습니다. 바로 새의 날개 앞에 있는 얇고 긴 근육인 전피막 (propatagium)이 공룡에서도 보인다는 점입니다. 피막 (patagium)은 날다람쥐, 박쥐, 익룡처럼 하늘을 비행하는 동물에서 보이는 얇은 막입니다. 새의 경우 깃털을 대신 사용하고 있으나 사실은 날개 뼈 앞에 전피막이라는 얇은 근육층이 붙어 날개 면적을 늘리고 날개를 쉽게 접을 수 있도록 도와줍니다.

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연구팀에 따르면 전피막은 다른 척추동물에서 볼 수 없는 조직으로 비행에 중요하기 때문에 날지 못하는 새에서도 퇴화하는 조직입니다. 하지만 연구팀은 조류와 밀접한 연관이 있는 수각류 그룹인 마니랍토르 (Manirpatoran)에서 전피막의 증거를 발견했습니다. 마니랍토르 그룹에는 꽁지에도 깃털이 달린 카우딥테릭스 (Caudipteryx)나 날개 있는 드로마에오사우루스류 공룡이 포함됩니다.

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흥미로운 부분은 이들은 분명 날 수 없는 공룡인데도 전피막이 존재한다는 것입니다. 전피막은 얇은 근육으로 보통 화석 기록으로 잘 남지 않지만, 연구팀은 보존 상태가 우수한 화석에서 전피막에 해당하는 흔적을 찾아냈을 뿐 아니라 이들의 앞다리가 접힌 정도를 파악해 전피막의 존재를 확인했습니다.

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전피막은 날개를 접는 역할을 하기 때문에 화석화 되는 과정에서도 날개가 늘어지지 않고 접힌 상태로 화석화되게 만듭니다. (마지막 사진 참조) 연구팀은 여러 마니랍토르 수각류 공룡에서 이런 형태를 확인할 수 있었습니다. 수각류 공룡에서 새로 진화하는 과정이 어느날 갑자기 발생한 것이 아니라 단계적으로 일어났다는 것을 보여주는 증거입니다.

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하지만 그래도 여전히 질문은 남습니다. 날기 위한 것이 아니었다면 전피막은 왜 존재했을까요? 앞다리를 앞으로 고정하고 물건을 들어올리는 데 도움을 주었을 수 있지만, 정확한 이유와 용도에 대해서는 대답하기 어려운 것이 사실입니다. 과연 그 이유가 무엇이었을지 궁금합니다.

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참고

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https://phys.org/news/2023-02-birds-wings.html

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Yurika Uno et al, Origin of the propatagium in non-avian dinosaurs, Zoological Letters (2023). DOI: 10.1186/s40851-023-00204-x

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