목이 긴 용각류 공룡의 진화에 대한 이론을 검증하다

[사이언스 데일리] 용각류 공룡은 사상 가장 거대한 육상 동물으로 매우 긴 목과 꼬리를 땅 공중에 들어올린 채로 살았다. 거대한 몸의 일부를 이렇게 공중으로 들어올리면 척추, 특히 척추들 사이의 유연한 관절들에 큰 부담을 주었을 것이다. 용각류의 골격은 어떤 방법을 써서 부상을 입지도 않고 이동성을 해치지도 않으면서 이렇게 엄청난 무게를 감당할 수 있었을까?

(2016년 7월 11일 사이언스 데일리 기사 번역)

정보출처: 미시건 대학

용각류 공룡은 사상 가장 거대한 육상 동물으로 매우 긴 목과 꼬리를 땅 공중에 들어올린 채로 살았다.

거대한 몸의 일부를 이렇게 공중으로 들어올리면 척추, 특히 척추들 사이의 유연한 관절들에 큰 부담을 주었을 것이다. 용각류의 골격은 어떤 방법을 써서 부상을 입지도 않고 이동성을 해치지도 않으면서 이렇게 엄청난 무게를 감당할 수 있었을까?

목관절의 구조에 힌트가 숨어있을지도 모른다. 용각류의 목에 독특한 볼앤소켓 구조의 경추가 있어 강력하지만 유연한 관절 구조를 만들어낸다는 것은 오래전부터 알려져 있었다. 각 관절에 있는 공 모양의 구조는 언제나 몸의 반대 방향을 향하고 있다.

일관된 모습을 보이는 이 패턴의 중요성을 이해하기 위해 미시건 대학의 연구자들은 실험실에서 볼앤소켓 관절의 모형을 만들었다. 고무로 된 틀을 이용해 에폭시로 된 관절 모형을 만들었으며 공 모양의 구조가 몸쪽을 향하게도, 몸의 반대쪽을 향하게도 해보았다.

에폭시를 이용하자 연구자들은 무게를 가했을 때 관절의 어느 부분이 응력을 받아서 골절의 위험을 증가시키는지를 눈으로 확인할 수 있었다. 연구자들은 골절상을 일으키기 위해 필요한 무게도 측정했다.

이들은 볼앤소켓 관절의 방향이 관절에 미치는 응력의 양이나 뼈가 부러질 위험성을 변화시키지는 않는다는 것을 알아냈다.

하지만 그와 동시에 이들은 볼앤소켓 관절의 공 모양 구조가 용각류에서처럼 몸의 중심과 반대 방향을 향하고 있을 경우 안정성이 증가되고 탈구가 일어날 가능성이 감소한다는 것을 발견했다. 공 모양 구조가 몸의 중심을 향하도록 척추가 배열되어 있을 경우 중량적재 시험 중에 관절에서 더 빨리 탈구가 일어났다.

“공 모양 구조가 몸의 반대 방향을 보고 있는 패턴에 이점이 있는지, 그리고 이것이 용각류의 큰 몸집과 긴 목의 진화에 중요한 역할을 했는지를 알아내고 싶었습니다.” 미시건 대학 지구환경과학과에서 박사학위 논문의 일부로 이번 연구를 수행한 존 프로니모스의 말이다.

“이러한 형태로 인해 용각류 공룡들은 목과 꼬리를 더 길게 진화시키면서 재난에 가까운 부상을 피하는 동시에 목과 꼬리의 움직임에도 제약을 두지 않을 수 있었습니다.” 프로니모스의 말이다.

프로니모스는 이 주제에 대해 “용각류 공룡의 목과 꼬리에 있는 오목-볼록 척추 사이 관절의 극성” 이라는 제목을 가진 논문의 제1저자로 논문은 지난달 학술지 ‘순고생물학 (Paleobiology)’ 에 출판되었다. 공저자는 미시건 대학 고생물학 박물관과 지구환경과학과 소속의 제프리 윌슨과 토마스 보밀러이다.

용각류 공룡은 몸길이가 최대 30미터 이상, 몸무게는 최고 70톤에 달했다. 용각류 공룡의 화석화된 유해는 모든 대륙에서 발견된다.

프로니모스의 말에 따르면 이번 발견은 용각류 외의 그룹에도 적용할 수 있다고 한다. 다른 육상 네발동물의 어깨와 엉덩이에서 볼 수 있는 볼앤소켓(ball-and-socket) 관절 역시 안정성을 최대화 하기 위한 것으로 보인다는 것이다.

참고문헌

John A. Fronimos, Jeffrey A. Wilson, Tomasz K. Baumiller. Polarity of concavo-convex intervertebral joints in the necks and tails of sauropod dinosaurs. Paleobiology, 2016; 1 DOI: 10.1017/pab.2016.16
http://dx.doi.org/10.1017/pab.2016.16

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카테고리:번역, 고생물학, 공룡, 사이언스 데일리, 중생대

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