검치묘의 단검 모양 송곳니가 자라는 데는 여러 해가 걸렸다

[사이언스 데일리] 검치묘 스밀로돈 파탈리스 (Smilodon fatalis) 의 공포스러운 이빨들은 오늘날 대형고양이들보다 더 늦은 시기에 나기 시작했지만, 이빨이 자라는 속도는 현생 고양이과 동물의 두 배 정도였다. 이번 발견은 스밀로돈의 치아 발달이 어느 시기에 일어났는지에 대한 자세한 정보를 최초로 제공한다. 스밀로돈 위쪽 송곳니의 영구치는 한 달에 6밀리미터씩 자랐지만 나이가 세 살은 되어야 이빨의 성장이 끝났다.

(2015년 7월 1일 사이언스 데일리 기사 번역)

새로운 연구기법을 통해 스밀로돈 파탈리스 (Smilodon fatalis) 발달이 얼마나 걸리는지 알 수 있게 되었다. 송곳니는 빨리 자랐지만 치아 전체의 성숙은 지연되었다.

정보출처: 미국 자연사박물관

 

스밀로돈 파탈리스 성체의 두개골 화석. 완전히 자란 송곳니가 보인다. Credit: Copyright AMNH/J. Tseng

스밀로돈 파탈리스 성체의 두개골 화석. 완전히 자란 송곳니가 보인다. Credit: Copyright AMNH/J. Tseng

새로운 연구에 의하면 검치묘 스밀로돈 파탈리스의 무시무시한 이빨이 완전히 성장을 끝내는 것은 현생 대형고양이들보다 더 늦은 시기였지만 이 이빨이 자라는 속도는 현생 고양이들의 두 배 정도였다고 한다. 오늘 (7월 1일) 학술지 ‘플로스 원 (PLoS One)’ 에 출판된 이번 발견은 동위원소 분석과 X-레이 이미징을 조합한 새로운 기법을 사용한 것이며 최초로 스밀로돈의 성장과정에서 일어나는 일들, 특히 치아의 성장 과정이 정확히 어느 시기에 일어나는지를 알려준다. 이 연구의 추정에 의하면 S. fatalis 윗송곳니 영구치는 한 달에 6mm 씩 자랐으며 이것은 아프리카 사자 이빨보다 두 배 빠른 속도라고 한다. 하지만 이 멸종한 고양이과 동물의 단검같이 날카로운 송곳니는 해당 개체의 나이가 세 살은 되어야 성장이 끝났다.

“대형고양이들같은 포식자의 경우 각 개체가 완전한 사냥능력을 갖추었는지 결정하는 것은 이들의 무기, 즉 이빨이 자라는 데 걸리는 시간입니다.” 미국 자연사박물관 고생물학부의 국립과학재단 및 프릭 박사후 연구원이자 새 논문의 공저자인 Z. 잭 쳉의 말이다. “이 사실은 스밀로돈처럼 검치를 가진 포식자를 이해하는데 특히 중요합니다.”

S. fatalis 는 1만년 전 멸종할 때까지 북아메리카와 남아메리카에 살았다. 현생 호랑이 및 사자와 비슷한 몸크기에 더 탄탄한 몸집을 가지고 있었던 이 고양이는 크게 튀어나와 있는 송곳니로 유명하고, 송곳니는 최고 18 센티미터까지 자랐다. S. fatalis 의 잘 보존된 화석들이 연구용으로 이용되고 있지만, 이 동물이 주요 발달단계에 도달하는 나이가 정확히 몇 살인지에 대해서는 거의 알려져 있지 않았다.

“발달의 타이밍은 척추동물 생태학과 진화의 여러 측면에서 매우 중요합니다.” 뉴욕 주립박물관 플라이스토세 척추고생물학 큐레이터이자 이번 논문의 교신저자인 로퍼트 페라넥의 말이다. 생활사 중에 있는 사건들의 타이밍이 변하면 그 유기체의 성체 특징 및 최종 외무에 큰 영향을 끼칠 수 있습니다. 멸종한 종들의 경우 보통은 발달 단계의 상대적인 순서만을 알 수 있죠. 이번 연구에 사용된 기법은 스밀로돈 뿐만 아니라 다른 멸종한 생물들에 대해서도 발달단계의 정확한 나이를 결정할 수 있게 해줍니다.“

로스앤젤레스의 라 브레아 타르 피츠에서 발견된 S. fatalis 표본들을 사용하여 페라넥, 쳉, 그리고 클렘슨 대학과 신경줄기세포연구소의 동료들은 산소의 안정동위원소 자료 및 마이크로 CT 자료를 조합하여 검치묘 윗송곳니의 영구치가 자라나는 속도를 결정할 수 있었다. 한 달에 6 mm 의 속도로 계산된 이빨의 성장속도는 상당히 빠른 것이다. 쉽게 알 수 있는 예와 비교를 해보자면, 사람의 손톱은 한 달에 3.4mm 가 자라난다.

이빨이 나는 속도를 이용해 이전에 출판된 검치묘의 이빨 교체 순서의 시간을 조정하여 연구자들은 스밀로돈 성장의 여러 단계들이 일어나는 시점의 절대적인 시간 단위 (개월) 를 계산할 수 있었다. 이전의 연구에서는 모두 상대적인 시기만을 알 수 있었다.

S. fatalis 는 다른 많은 포유류들과 마찬가지로 생애를 통틀어 두 세트의 이빨을 가진다. 어린 새끼가 한 살 반이 되었을 때 첫번째 이빨은 자라기를 멈춘다. 젖니의 성장이 멈출 때쯤 영구치가 나기 시작하여 11개월 정도는 어린 스밀로돈의 입 안에서는 젖니와 영구치를 모두 볼 수 있다.

사람의 아기와 마찬가지로 S. fatalis 도 두개골의 뼈들이 따로 떨어져 있다가 시간이 지나면서 하나로 봉합된다. 두개골 뒤쪽에 있는 두 개의 마루뼈 (parietal bones) 가 주된 턱근육이 부착되는 위치인데, 이 뼈들이 하나로 봉합되어야만 커다란 고기 덩어리를 먹거나 큰 먹잇감을 사냥할 만큼 강력한 턱힘을 낼 수 있다. S. fatalis 의 경우 마루뼈가 합쳐지는 사건은 새끼가 한 살에서 한 살 반 정도 되었을 때 일어난다. 현생 사자보다 8개월 정도 빠른 시기이다. 이 시기는 젖니인 송곳니의 성장이 끝나는 시기와 일치한다.

“해부학적으로 볼 때 새끼의 턱근육은 일찌감치 사냥 준비가 끝났다는 것을 의미합니다. 송곳니는 아직 임시변통이지만요.” 쳉의 말이다.

생후 20 개월이 되면 젖니였던 송곳니가 빠지고 영구치인 송곳니가 자라기 시작하여 스밀로돈 새끼가 세 살에서 세 살 반 정도가 될때까지 자란다. 이것은 호랑이, 표범, 그리고 사자 등과 같은 현생 대형고양이와 비교하면 늦은 것이지만, 연구자들이 생각했던 것보다는 늦지 않은 것이라고 한다.

“송곳니 치관부의 높이가 사자의 두 배가 넘지만 그 송곳니가 다 자라기 위해 사자의 송곳니가 자라는 기간의 두 배가 필요했던 것은 아닙니다.” 클렘슨 대학의 대학원생이자 논문의 주저자인 알렉산더 위소키의 말이다.

어린 검치묘 – 4-7 개월 보다 어린 – 는 라브레아 타르 피츠 컬렉션의 수많은 개체들 사이에서 찾아보기 힘들다.

“라브레아 목장에 포식자들이 매우 풍부했던 것을 감안하면 어린 검치묘는 타르 피츠에 빠진 동물을 잡아먹으려다 오히려 자신들이 사냥감이 될 위험이 있었습니다.” 위소키의 말이다. “새끼 고양이들은 아마 어딘가에 숨어 있거나 집에 머물러 있었을 겁니다. 어른 고양이들은 타르 피츠에 빠진 먹이감들을 좇아서 들어갔다가 빠져나오지 못하고 죽었겠죠.”

연구자들에 따르면 이들이 논문에서 설명한 기법들은 다른 멸종 동물들에도 적용될 수 있으며 다른 동물들, 예를 들어 멸종한 코끼리나 해양포유류들의 엄니를 조사하여 이들이 어떻게, 어느 정도로 빨리 성장했는지를 더 잘 이해할 수 있게 될 것이라고 한다.

참고문헌

Wysocki MA, Feranec RS, Tseng ZJ, Bjornsson CS. Using a Novel Absolute Ontogenetic Age Determination Technique to Calculate the Timing of Tooth Eruption in the Saber-Toothed Cat, Smilodon fatalis. PLoS ONE, 2015 DOI: 10.1371/journal.pone.0129847

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카테고리:번역, 고생물학, 사이언스 데일리, 신생대, 포유류

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