새의 날개 모양은 비행 방식보다는 조상의 날개 모양에 더 많은 영향을 받는다

[사이언스 데일리] 새의 진화에 대해 과학자들이 생각하는 방식을 바꾸어 놓을 수도 있는 연구에서 과학자들은 새의 날개 모양이 비행 방식보다는 각 종들이 얼마나 가까운 관계인가에 더 많은 영향을 받는다는 것을 발견했다. 이 연구는 새가 나는 방식 — 예를 들면 주로 자맥질을 하는지, 활공을 하는지, 혹은 날갯짓을 하는지 — 이 날개 모양의 진화에 주된 역할을 했다는 과학자들에 믿음에 도전장을 던지고 있다.

(2015년 11월 5일 사이언스 데일리 기사 번역)

정보출처: 텍사스 대학 오스틴

20151107 wingshape

위에서 (가운데 열), 그리고 아래에서 (왼쪽 열) 본 조류 날개 표본을 연구자들이 분석했다. 오른쪽 열은 105 개 조류 분류군의 날개 모양을 분석하여 만들어진 공통 날개 모양 (그림 f), 공통 날개 모양에서 서로 다른 여러 날개 모양이 이 공통 모양에서 얼마나 다른지 (그림 g), 그리고 각 부위 별로 공통 날개 모양에서 어느 정도로 차이가 있는지 (그림 h) 등을 보여준다. Credit: Xia Wang.

새의 진화에 대해 과학자들이 생각하는 방식을 바꾸어 놓을 수도 있는 연구에서 과학자들은 새의 날개 모양이 비행 방식보다는 각 종들이 얼마나 가까운 관계인가에 더 많은 영향을 받는다는 것을 발견했다.

이 연구는 새가 나는 방식 — 예를 들면 주로 자맥질을 하는지, 활공을 하는지, 혹은 날갯짓을 하는지 — 이 날개 모양의 진화에 주된 역할을 했다는 과학자들에 믿음에 도전장을 던지고 있다. 이 연구결과는 또 초기 조류와 최초의 하늘을 나는 공룡의 비행 행동을 화석만으로 추론하는 것이 이전에 생각했던 것보다 더 어려울 수 있다는 의미이기도 하다.

텍사스 대학 지질과학부 지질과학과의 부교수인 줄리아 클라크는 연구를 이끈 박사후 연구원 지아 왕과 함께 이번 작업을 수행했다. 이들의 연구는 10월에 발간된 학술지 ‘영국 왕립학회보 B: 생물과학 (Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences)’ 에 출판되었다.

단단하게 고정되어 있는 비행기 날개와 달리 새의 날개는 유연하고 비행 중에 모양이 바뀐다. 따라서 날개의 형태와 윤곽은 특정 비행 방식이나 환경에 대해 모든 것을 이야기해주지 못한다고 클라크는 말한다.

“상당히 많은 것을 당연다고 생각해 왔습니다만, 새는 비행기가 아닙니다.” 클라크의 말이다.

여러 종과 분지군 — 공통조상에서 진화한 유기체들의 그룹 — 에 걸친 형태를 비교함으로써 연구자들은 진화적으로 가까운 관계인 새들이 아주 다른 비행 방식을 보인다 하더라도 비슷한 날개 구조를 가지고 있다는 것을 발견했다. 예를 들어 신천옹, 펭귄, 그리고 아비(loon) 등은 매우 다르게 생겼지만 모두 수조류 (Aequornithes) 라는 분지군에 속하며 매우 비슷한 날개 모양을 가지고 있다.

이번 연구는 조류의 모든 주요 그룹에 걸쳐 날개의 형태를 분석한 최초의 연구이다. 연구자들은 서로 다른 조류 종들의 날개 사진을 100 개 이상 분석했다.

아홉 개의 주요 조류 분지군에 속하는 종들을 분석하자, 일반적으로 말해서 날개 모양은 초기 조상으로부터 서로 다른 분지군이 갈라져 나가면서 점점 더 다양해졌다는 모습을 보였다고 클라크는 말한다. 연구자들은 이런 경향에서 예외였던 재미있는 예는 참새류 — 명금류를 포함하는 분지군 — 의 날개였다. 가까운 관계의 종들끼리 유사한 날개 모양을 가지는 것이 아니라 이들의 날개 모양은 먼 관계인 닭류, 즉 닭과 칠면조를 포함하는 그룹의 날개 모양을 닮았다. 닭류의 직계 조상은 지구 상 최초의 새들 중 하나였다.

“이들 작은 명금류들은 날개의 길이 비율, 특히 덮깃 (covert feather)의 상대적인 길이에 있어서 초기 조류 종 일부와 비슷한 모습을 보여줍니다. 하지만 몸 크기, 생태, 그리고 비행방식에 있어서는 매우 다르죠.” 클라크의 말이다.

클라크와 왕은 또 조류의 덮깃을 연구했다. 이들은 비행깃털의 뿌리 쪽을 덮는 덮깃이 날개의 위쪽에 있든 아래쪽에 있든 여러 분지군에 걸쳐 거의 같은 길이라는 것을 발견했다. 덮깃의 길이가 날개 하다든 여러 분지군에 걸치든 유사하다는 것은 그 기능에 대한 의문을 가지게 한다고 클라크는 말한다.

위쪽의 덮깃은 감각기관의 역할을, 아래쪽 덮깃은 공기역학적인 역할을 할 수도 있다는 의견이 있었다. 하지만 날개 양쪽 모두에서 덮깃의 분포와 조직된 형태를 보면 각각이 다른 역할을 할 가능성은 높지 않다고 클라크는 말한다.

“이런 패턴을 설명할 가설은 현재 없습니다.” 클라크의 말이다. “그러니 이제 던져야 하는 질문은 왜 이들 깃털의 길이가 거의 다 비슷한가 하는 것, 그리고 왜 이런 경향이 대부분의 조류에서 보이는가 하는 것입니다. 발생학적인 설명이나 기능적인 설명을 찾아보아야 할 것 같습니다.”

참고문헌

Xia Wang, Julia A. Clarke. The evolution of avian wing shape and previously unrecognized trends in covert feathering. Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences, 2015; 282 (1816): 20151935 DOI: 10.1098/rspb.2015.1935

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카테고리:번역, 공룡, 사이언스 데일리, 생물학, 현생

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