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1억 1500만 년 전 공룡 혈액의 흔적 발견


 (Life reconstruction of Aratasaurus museunacionali gen. et sp. nov. Artwork by Maurilio Oliveira. )

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호주 커틴 대학교 (Curtin University)가 주도하는 국제 연구팀이 최초로 화석화된 적혈구와 콜라겐 아미노산에 대한 명확한 증거를 발견해 미국 국립과학원회보(Proceedings of the National Academy of Sciences) 에 발표했습니다. 커틴 대학교 서호주 유기 및 동위원소 지구화학 센터의 설립자이자 소장인 존 커틴 석좌교수 클리티 그라이스 (Kliti Grice)가 이끄는 연구팀은 연구진은 브라질 북서부에서 발견된 1억 1500만 년 된 수각류 공룡인 아라타사우루스 무세우나시오날리(Aratasaurus museunacionali)의 사지 뼈에서 광물화된 적혈구와 손상되지 않은 헴 (Heme) 생체 분자를 발견했습니다.

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헴 분자는 포르피린 고리(Porphyrin ring) 중심에 철 이온(Fe²⁺)이 결합한 고리 모양의 철 함유 생화학 분자입니다. 헤모글로빈(Hb)은 4개의 헴을 가져 전신으로 산소를 운반하며, 근육 속 미오글로빈(Mb)은 1개의 헴을 가져 산소를 저장하고 전달합니다. 따라서 뼈 안에 많은 양의 헴 분자가 있다는 사실은 놀라운 일이 아닙니다. 놀라운 대목은 1억 1500만 년 된 공룡 뼈에서 적혈구 구조가 보존되었을 뿐 아니라 세포 내부에 있던 헤모글로빈 유래 분자가 존재함을 화학적으로 증명했다는 것입니다.

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이전까지 보고된 공룡 적혈구 구조는 대부분 형태학적 유사성에 근거한 것이었으나, 이 연구는 HPLC-MS(고성능 액체 크로마토그래피-질량분석법), 라만 분광법, 투과전자현미경(TEM) 등 다중 분석 기법을 결합하여 분자 수준의 강력한 화학적 증거를 제시했습니다. 커틴대학교 지구행성과학대학, 일본 해양지구과학기술청, 브라질 국립박물관 및 카리리 지역대학교, 존스홉킨스대학교 연구진을 포함한 연구팀은 이 공룡이 죽은 직후 산소가 부족하고 미생물이 풍부한 환경에 빠르게 묻혔기 때문에 놀라울 정도로 잘 보존되었다고 보고 있습니다.

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또 연구팀에 따르면 화석화된 적혈구는 망간 산화물 광물인 하우스마나이트(hausmannite, Mn₃O₄)로 광물화되었는데, 이 광물이 적혈구 내부와 주변에 침전되면서 유기 분자를 안정화시키는 역할을 해 완벽한 보존을 가능ㅇ하게 했습니다. 이는 단순한 운이 아닌, 특정 지화학적 조건(저산소 + 미생물 풍부 환경 + 빠른 매몰)이 결합할 때만 가능한 예외적 보존임을 시사합니다.

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이번에 발견된 적혈구의 형태(현대 조류·악어보다 크고 둥근 형태)에 대해서는 화석화 과정에서의 물리적 변형에 의한 왜곡, 또는 비조류(non-avian) 공룡의 적혈구가 현대 조류와 구조적으로 달랐을 가능성을 시사합니다. 만약 후자라면 이는 공룡의 대사율, 활동 수준, 체온 조절 방식(내열성 여부) 등 생리학적 특성에 대한 직접적 단서가 됩니다. 헴은 산소 운반에 관여하는 핵심 분자이므로, 그 보존은 공룡의 순환계와 호흡 생리학을 연구할 수 있는 유일한 분자 창구이기도 합니다.

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이번 연구의 가장 중요한 의의는 세계 각국 박물관에 이미 소장된 수많은 화석이 미개척된 분자 정보의 저장고일 수 있다는 점입니다. 만약 이 화석들을 다시 최신 기법으로 분석한다면 적혈구를 이루는 분자는 물론이고 다른 유기 화학 분자의 흔적을 발견해 공룡과 다른 고생물의 대사 생리학적 구조를 밝혀낼 수 있을지 모릅니다. 예를 들어 공룡이 온혈동물인지에 대한 논쟁에 종지부를 찍을 중요한 발견이 나올 수도 있는 것입니다.

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또 연구팀은 이 연구가 우주에서 고대 생명을 탐색하는 데도 도움이 된다고 보고 있습니다. 지구 화석에서 특정 지화학적 조건이 유기 분자의 장기 보존을 가능하게 한다는 메커니즘은, 화성이나 다른 천체에서 생명체의 흔적을 탐지할 때 어떤 광물-유기물 복합체를 찾아야 하는가에 대한 기준점을 제공합니다.

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다만 현재는 한 개의 화석에서 나온 결과이기 때문에 앞으로 더 추가 검증이 필요한 상황입니다. 고대 화석에서 유기 분자를 찾아내는 고분자 생물학이 한 단계 더 발전할 수 있을지 주목됩니다.

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참고

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Grice, Kliti, Heme signatures in mineralized red blood cells within vascular canals of a 115-million-year-old dinosaur bone, Proceedings of the National Academy of Sciences (2026). DOI: 10.1073/pnas.2614248123. doi.org/10.1073/pnas.2614248123

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Journal information: Proceedings of the National Academy of Sciences


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