(The fossil feather preserved in dinosaur poop. Credit: O'Connor et al)
(An illustration of a tyrannosaur preying on an ancient diving bird. Credit: Andrey Atuchin)
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과학자들이 예상치 못한 장소에서 중생대 조류 가운데 현생 조류 그룹인 신조류(Neornithes, 신조아강)만이 살아남은 이유에 대한 단서를 찾았습니다. 바로 배설물 화석인 분석 (coprolite)에서 나온 깃털입니다. 이는 6600만 년 전, 티라노사우루스나 나노티라누스 같은 공룡이 새를 잡아먹고 난 배설물에 섞인 것입니다.
이 화석은 2016년 워싱턴 대학교 버크 박물관의 연구 과학자이자 헬 크릭 프로젝트 소장품 관리자이며 논문의 공동 저자인 데이비드 데마르 주니어(David DeMar Jr., a research scientist and Hell Creek Project collections manager at the University of Washington Burke Museum)가 몬태나주 북동부에서 현장 조사를 수행하던 중 발견했습니다.
그는 물고기 화석을 수집하던 중 골프공 절반 크기의 어둡고 적갈색의 작은 돌기를 발견했습니다. 이 표본을 잡아 돋보기로 관찰한 결과 표면에서 아주 작은 깃털 화석을 발견했습니다. 헬 크릭은 150년 넘게 과학자들이 탐사를 해온 장소이지만, 깃털 화석이 발견된 적이 없었기에 놀라운 발견이었습니다.
연구팀은 표본의 광물 구성을 조사하고 CT 스캔을 촬영했습니다. CT 스캔은 기본적으로 수천 장의 X선 사진을 디지털 방식으로 합성하여 물체의 내부 구조를 드러내는 것입니다. USC 의과대학 캠퍼스의 마이크로 CT 스캐너에 넣고 이를 자세히 분석한 결과 연구팀은 깃털의 미세 구조와 새의 남은 뼈조각을 확인할 수 있었습니다.
분석 결과 이 뼈는 헤스페로르니티폼(hesperornithiform)라는 원시 조류의 것으로 깃털 역시 이 새의 것으로 생각할 수 있습니다. 헤스페로르니티폼은 수생 조류로, 생태적으로 현생 아비(loon)와 비슷합니다. 대부분 날지 못하고 특화된 발로 물속을 잠수해 물고기를 사냥했습니다. 발견된 깃털도 수중 생활에 적응한 특징을 보였습니다.
헤스페로르니티폼은 대멸종을 살아남아 오늘날 모든 조류의 조상이 된 신조류와 가까운 친척이지만, 결국 멸종해 사라졌습니다. 백악기에 가장 흔했던 조류는 에난티오르니티네스(enantiornithines)였고, 네오르니테스와 헤스페로르니티폼은 그들과 별개 계통이었습니다.
조류는 공룡의 한 특화된 분파로, 약 1억 5,000만 년 전시조새 시절부터 시작해 거의 1억 년 동안 다른 공룡들과 공존했습니다. 6,600만 년 전 소행성 충돌 후 거의 모든 공룡(대부분의 조류 포함)이 멸종했지만, 신조류 한 계통만 살아남아 현생 조류의 조상이 되었습니다. “왜 이 작은 그룹만 살아남았는가”는 고생물학의 큰 미스터리입니다.
일부 학자들은 신조류가 물가에 살아서 서식지가 완충 역할을 했을 가능성을 제기했지만, 헤스페로르니티폼도 수생인데 멸종했습니다. 따라서 다른 요인이 필요합니다. 논문의 주저자이자 시카고 필드 박물관의 화석 파충류 부큐레이터인 징마이 오코너(Jingmai O'Connor, the lead author of the new paper and associate curator of fossil reptiles at the Field Museum in Chicago)는 깃털이 이유일 수 있다고 보고 있습니다.
이번 깃털 화석은 헤스페로르니티폼 깃털의 최초 발견 사례로 에난티오르니티네스와 현생 조류의 중간 형태를 지니고 있습니다. 일부는 현생 수생 조류처럼 방수성이 있는 현대적 깃털처럼 보이지만, 몸통에는 공룡·에난티오르니티네스와 연관된 작과 보송보송한 원시적 깃털도 있었습니다.
몸통 깃털은 체온 유지(단열)에 중요합니다. 헤스페로르니티폼과 에난티오르니티네스의 깃털이 신조류만큼 단열 효율이 좋지 않았다면, 소행성 충돌 후 이어진 ‘충격 겨울(impact winter)’ 같은 급격한 기후 변화에서 생존에 불리했을 수 있습니다. 따라서 헤스페로르니티폼이 원시적 깃털 유형을 유지한 점이, 에난티오르니티네스와 함께 멸종한 이유를 설명할 수 있습니다.
연구팀은 배설물 화석에서 예상치 못한 발견을 해냈습니다. 따라서 앞으로 다른 배설물 화석 역시 그 안에 무엇이 들어있는지 확인해 볼 필요가 있다고 역설했습니다. 어쩌면 이번과 같은 놀라운 과학적 보물이 그 안에 들어있을지도 모릅니다.
참고
Bird feathers from a Late Cretaceous coprolite, Current Biology (2026). DOI: 10.1016/j.cub.2026.08.054. www.cell.com/current-biology/f … 0960-9822(26)01105-X
https://phys.org/news/2026-09-fossil-feather-dinosaur-poop-birds.html
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