화석 연구: 개는 기후변화와 함께 진화했다

[사이언스 데일리] 지난 4천만년 간 기후가 추워지고 건조해지면서 북아메리카는 따뜻하고 나무가 많던 장소에서 오늘날 우리가 알고 있는 것과 같이 건조하고 사방이 탁 트인 평원으로 바뀌었다. 새 연구에서는 개들이 이러한 변화에 반응하여 어떻게 진화했는지를 보여준다. 연구에 의하면 기후변화가 서식지에서 사냥할 수 있는 기회 역시 변화시키기 때문에 포식자들은 기후변화에 민감하다고 한다.

(2015년 8월 18일 사이언스 데일리 기사 번역)

정보출처: 브라운 대학

두 종류의 초기 개, 왼쪽의 헤스페로키온과 그보다 나중에 나타난 오른쪽의 순카헤탄카, 이 둘은 모두 매복 포식자였다. 기후가 이들의 서식지를 변화시키면서 개들은 추격하는 형태의 사냥을 하도록 진화했으며 앞다리 구조 역시 그에 맞게 변화했다. Credit: Mauricio Anton

두 종류의 초기 개, 왼쪽의 헤스페로키온과 그보다 나중에 나타난 오른쪽의 순카헤탄카, 이 둘은 모두 매복 포식자였다. 기후가 이들의 서식지를 변화시키면서 개들은 추격하는 형태의 사냥을 하도록 진화했으며 앞다리 구조 역시 그에 맞게 변화했다. Credit: Mauricio Anton

오래된 개가 사람에게 진화에 대한 새로운 사실을 가르칠 수 있는 법이다. 네이처 커뮤니케이션 (Nature Communications) 에 실린, 최대 4천만년 전까지 거슬러 올라가는 북아메리카의 화석 개에 대한 새로운 연구에 의하면 포식자 그룹 전체의 진화 경로가 기후 변화의 직접적인 결과였다고 한다.

“포식자도 초식동물만큼이나 기후와 서식지에 직접적으로 민감하다는 아이디어를 강력히 뒷받침해주는 결과입니다.” 브라운 대학의 풀브라이트 박사후 연구원이었으며 현재는 스페인 말라가 대학의 교수인 주저자 보르자 피게이리도와 공동으로 연구를 진행한 브라운 대학 생태학 및 진화생물학 교수 크리스틴 재니스의 말이다. “논리적인 것처럼 보이지만 이전에는 증명된 적이 없었습니다.”

약 4천만년 전, 북아메리카 심장부는 기후가 따뜻하여 숲으로 덮여 있었다. 개들은 북아메리카에서 기원했다. 화석을 보면 이 당시의 종들은 오늘날 볼 수 있는 개보다는 몽구스에 더 가깝게 보였으며 숲이 많은 서식지에 잘 적응되어 있는 작은 동물이었다. 이들의 앞다리는 달리기에 특화되어 있지 않았고 생각없이 근처를 지나가는 먹잇감과 씨름할 수 있도록 유연함을 가지고 있었다.

하지만 불과 200만년 정도가 지나가 지구 전체의 기후가 상당히 추워지기 시작했으며 북아메리카에서는 록키 산맥이 융기하면서 내륙지방의 기후가 건조해지기 시작했다. 숲은 천천히 사방이 탁 트인 초원으로 변해갔다.

평원의 강아지들

이런 변화가 육식동물의 진화에 영향을 끼쳤을까? 이것을 알아내기 위해 피게이리도와 뉴욕에 위치한 미국 자연사박물관의 잭 쳉을 포함한 연구팀은 약 4천만년 전에서부터 200만년 전에 이르는 기간동안 살았던 32종의 개들에서 이빨과 팔꿈치를 살펴보았다. 연구팀은 박물관에 보관된 이들 뼈에서 분명한 패턴을 볼 수 있었다. 이와 동시에 기후 변화가 식생을 변화시켜 개들은 숨어있다가 사냥하는 동물에서 오늘날의 코요테나 여우처럼 달려가서 덮치는 포식자로, 그리고 결국에는 하루 종일 카리부를 추격해 사냥하는 고위도 지방의 끈질긴 늑대들로 진화했다.

“팔꿈치는 육식동물이 앞다리로 어떤 동작을 하는지, 그러니까 이들이 어떤 식의 이동을 할 수 있는지를 알려주는 좋은 대용물입니다.” 재니스의 말이다.

팔꿈치가 보여주는 숨길 수 없는 변화는 윗팔뼈의 기저부 구조가 아랫팔뼈와 어떻게 맞물리는지와 관계가 있다. 개의 경우 초기에는 먹잇감을 잡고 씨름을 해야 하기 때문에 앞발을 돌릴 수 있는 구조 (손바닥이 서로 마주볼 수도 있고 땅을 볼 수도 있는 경우) 였다가 장거리 달리기에 특화된, 항상 아래를 보는 구조로 바뀐 것이다. 오늘날의 고양이들은 여전히 추격해서 사냥하는 것보다는 매복을 하는 경향이 있기 때문에 (치타는 예외다) 앞다리도 그에 맞는 형태를 가지고 있으나 개과 동물들은 장거리 추격으로 돌아섰다고 재니스는 말한다.

여기에 더해 피게이리도의 연구팀은 개의 이빨이 내구성이 더 강해지는 방향으로 변했다는 것을 알아냈다. 아마도 습하고 잎이 많은 숲 속보다는 먼지가 많은 초원에서 굴러다니던 먹잇감을 씹기에 적합하게 변화했을 것이다.

‘군비경쟁’ 때문에 다리가 길어진 것은 아니다

재니스의 이전 연구들과 더불어 이번 연구는 포식자들이 단지 사냥감에 대한 “군비경쟁” 식의 반응으로 진화하지 않는다는 것을 시사한다. 포식자들이 빨리 달리기 위한 앞다리를 가지게 된 것은 사슴과 산양들이 빨리 달리기 때문만은 아니다. 이 시기의 초식동물들이 긴 다리를 진화시키고 있긴 했지만 이번 연구에서 분명히 볼 수 있는 것은 포식자의 진화가 사냥감의 몸 구조보다는 기후와 연관된 서식지의 변화와 시기적으로 더 잘 맞아들어간다는 점이다.

그러니까, 그럴 만한 공간이 생기기 전에는 달려가서 덮치는 식의 사냥을 하는 포식자에게 이점이 없었다는 것이다.

“숲에서는 달려가서 덮치는 식의 사냥을 할 이유가 없습니다.” 재니스가 빈정거리는 투로 말했다. “나무에 부딪히기나 했겠죠.”

포식자들이 지난 4천만년 동안 기후변화와 함께 진화해 왔다면 이들은 현재 진행중인, 인류가 만들어내고 있는 기후변화에 대해서도 계속 반응할 가능성이 높다고 저자들은 주장한다. 이번 연구결과는 우리가 만들어내고 있는 기후변화의 결과를 예측하는데 도움을 줄 수 있을 것이다.

“지금은 미래에 닥쳐올 인간에 의한 변화를 살펴보고 있습니다.” 재니스의 말이다.

정보출처

B. Figueirido, A. Martin-Serra, Z. J. Tseng, C. M. Janis. Habitat changes and changing predatory habits in North American fossil canids. Nature Communications, 2015; 6: 7976 DOI: 10.1038/ncomms8976

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카테고리:번역, 고생물학, 사이언스 데일리, 신생대, 포유류

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