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현생 조류와 시조새 사이 중간에 위치한 백악기 말 조류의 뇌



 (Artist’s impression of Navaornis. Credit: Júlia D’Oliveira)

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(L-R: Archaeopteryx, Navaornis and Tangara seledon (a modern bird). Credit: Júlia d’Oliveira)

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(Navaornis skeleton. Credit: Stephanie Abramowicz)

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새가 하늘을 날 수 있는 건 단지 날개가 있어서만은 아닙니다. 새의 비행 능력은 높은 에너지 소모를 견딜 수 있는 심폐 기능과 가벼운 뼈, 그리고 작지만 아주 뛰어난 운동 조절 능력을 지닌 뇌 같은 모든 능력이 뒷받침해야 가능합니다.

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하지만 과학자들은 새의 뇌의 진화를 이해하는데 어려움을 겪어 왔습니다. 뇌는 쉽게 썩어서 사라지기 때문에 화석으로 보존되기어렵습니다. 대신 과학자들은 뇌의 형태를 알 수 있는 두개골 화석을 분석해 뇌의 크기와 구조를 짐작할 수 있습니다. 문제는 새의 경우 뼈가 가볍고 약하다보니 잘 보존된 두개골 화석이 없다는 것입니다.

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케임브리지 대학의 길레르모 나발롱 박사 (Dr Guillermo Navalón from Cambridge’s Department of Earth Sciences)와 동료들은 예외적으로 잘 보존된 8000만 년 전 백악기 후기 조류 화석에서 뇌 진화의 결정적인 정보를 얻는데 성공했습니다. 연구팀은 이를 새 진화의 로제타 스톤이라고 소개했습니다.

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나바오르니스 헤스티에 (Navaornis hestiae)는 찌르레기 정도의 작은 원시 조류로 2016년 브라질에서 발굴됐습니다. 하지만 나바오르니스는 찌르레기 같은 현생 조류가 아니라 중생대에 번성했지만, 백악기 말 멸종한 그룹인 에난티오르니테스 (enantiornithines)에 속합니다.

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정밀한 마이크로 CT 스캔 결과 나바오르니스는 시조새처럼 매우 원시적이고 새와 공룡의 중간에 속하는 그룹과 정확히 중간에 있는 조류라는 사실이 밝혀졌습니다.

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이들은 소뇌처럼 비행을 컨트롤하는데 필요한 부위와 다른 부위가 덜 진화되어 현생 조류만큼 뛰어난 비행 실력은 지니지 못했던 것으로 보이나 제한적 활강만 가능해 보이는 시조새나 비슷한 시기 원시 공룡 겸 조류보다 더 진화한 비행능력을 지녔음을 일 수 있습니다.

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백악기 말 이미 어느 정도 비행 능력을 확보했고 생태계에도 잘 적응했던 에난티오르니테스가 결국 멸종한 이유는 아직 잘 모릅니다. 만약 비슷한 시기에 더 뛰어난 비행 능력을 지닌 것이 원인이라면 잘 보존된 두개골 화석이 답을 줄지도 모릅니다. 앞으로 이와 연관된 새로운 화석을 기대해 봅니다.

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참고

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https://www.cam.ac.uk/stories/roots-of-bird-intelligence

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Luis M. Chiappe, Guillermo Navalón et al. ‘Cretaceous bird from Brazil informs the evolution of the avian skull and brain.’ Nature (2024). DOI: 10.1038/s41586-024-08114-4

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