새로운 두개골 화석이 펭귄 뇌의 진화에 대한 통찰을 주다

[사이언스 데일리] 펭귄은 하늘을 날지는 못하지만 물 속에서 힘들이지 않고 유영할 수 있도록 적응했다는 것을 보여주는 특징들을 몇 가지 가지고 있다. 이런 적응들 중 일부는 있을 법하지 않은 부분에서 일어났다. 바로 뇌이다. 최근 남극의 퇴적층에서 발견된 3500만년 된 펭귄 화석이 물 속 생활에 적응하면서 생긴 뇌의 변화에 대한 실마리를 던져주고 있다.

(2015년 8월 27일 사이언스 데일리 기사 번역)

정보출처: 척추고생물학회

남극의 에오세 지층인 세이무어 섬의 라메세타층에서 발견된 펭귄 두개골 화석. Credit: Journal of Vertebrate Paleontology

남극의 에오세 지층인 세이무어 섬의 라메세타층에서 발견된 펭귄 두개골 화석. Credit: Journal of Vertebrate Paleontology

여러 애니메이션 영화에서 주연을 맡으며 바쁘게 지내지 않을 때면 펭귄들은 진화 연구에서 중요한 역할을 수행하곤 한다. 펭귄은 현생 조류 중에서 독특한 위치를 차지하고 있는데, 이들은 물 속에서 ‘날아다니고’ 있기 때문이다. 펭귄은 하늘을 날지는 못하지만 물 속에서 힘들이지 않고 유영할 수 있도록 적응했다는 것을 보여주는 특징들을 몇 가지 가지고 있다. 이런 적응들 중 일부는 있을 법하지 않은 부분에서 일어났다. 바로 뇌이다. 최근 남극의 퇴적층에서 발견된 3500만년 된 펭귄 화석이 물 속 생활에 적응하면서 생긴 뇌의 변화에 대한 실마리를 던져주고 있다.

“여러 종들 (멸종한 펭귄 및 현생 펭귄, 그리고 날기도 하고 다이빙도 하는 현생 조류들) 을 우리가 연구한 방식으로 비교함으로써 펭귄 뇌의 진화에 대한 두 가지 주요 질문의 답에 접근할 수 있었습니다. (1) 주요한 형태학적 변화들은 어떤 것이었나, (2) 이 변화들이 언제 일어났나 하는 것입니다.” 주저자인 클로디아 탐부시의 말이다. 새로운 발견은 ‘척추고생물학회지 (Journal of Vertebrate Paleontology)’ 최신호에 출판되었으며 논문에서는 아주 잘 보존되어 있어 CT스캔을 통해 내부 구조를 분석할 수 있었던 두개골 여럿을 보고하고 있다.

CT스캔 결과는 이 초기 펭귄들이 보여주는 중간 형태의 재미있는 특징들을 잘 보여준다. 그 중 많은 특징들이 화석으로 발견된 이 종들의 감각능력과 관련되어 있다. 예를 들면, 복잡한 시각 기능과 연관되어 있는 부위인 불스트(Wulst)가 크게 확장되어 있다. “남극에서 발견된 이 화석은 펭귄의 신경해부학적 구조가 공중을 나는 능력을 잃어버리고 대략 3000만 년이 지난 후에도 여전히 진화하고 있었다는 것을 보여줍니다. 불스트의 확장이라든가, 후각망울의 축소 같은 것이 여전히 진행중이었죠.” 공저자인 대니얼 셉카 (Daniel Ksepka) 의 말이다.

시각기능이 복잡해지는 것, 그리고 후각기능의 축소에 더해 귀 부분에서 발견된 특징은 화석 펭귄들의 머리의 위치, 그리고 평형을 유지하는 능력에 대한 실마리를 제공해 주었다. 이 모두를 감안하면 이번 발견은 이들 초기 펭귄들이 현생 펭귄들이 가진 적응들 중 많은 것을 가지고 있지만 현생 펭귄에서 볼 수 없는 독특한 특징들도 몇 가지 가지고 있다는 것을 보여주었다. 이뿐만 아니라 이런 적응들 중 일부는 하늘을 나는 현생 조류들의 특징도 가지고 있어서 펭귄의 수영 방식이 독특하다는 것을 증명해주고 있다.

셉카의 말이다. “펭귄은 날지 못하는 새로 취급됩니다만, 날개를 이용한 다이빙을 생각해 보면 사실 이들은 물 속에서 날아다니고 있는 것입니다. 뇌의 형태를 보면 이들이 “날 수 있는” 뇌를 계속해서 유지해 왔다는 것을 알 수 있습니다.”

역주: 펭귄들이 물 속에서 ‘날아다니고’ 있다는 것은 가슴뼈 (sternum) 의 구조를 보아도 알 수 있죠. 날 수 있는 보통의 새들은 용골돌기 (keel) 가 잘 발달되어 있고, 타조나 키위 등 날지 못하는 새들은 용골돌기가 없고 평평한 가슴뼈를 가지고 있는데 펭귄은 용골돌기가 잘 발달되어 있습니다.

정보출처

Claudia P. Tambussi, Federico J. Degrange, Daniel T. Ksepka. Endocranial anatomy of Antarctic Eocene stem penguins: implications for sensory system evolution in Sphenisciformes (Aves). Journal of Vertebrate Paleontology, 2015; e981635 DOI: 10.1080/02724634.2015.981635

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카테고리:번역, 고생물학, 공룡, 사이언스 데일리, 신생대

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