조류 비행의 진화

[사이언스 데일리] 조류에서 비행능력이 최초에 어떻게 생겨났는지와 관련하여 오랫동안 논의되던 가설에 의문을 제기하는 새로운 연구가 발표되었다.

(2016년 7월 18일 사이언스 데 일리 기사 번역)

정보출처: 퀸즈대학교

하늘을 나는 큰왜가리 (Ardea herodias) Credit: © Yuval Helfman / Fotolia

박사후연구원인 알렉산더 데체키의 연구가 조류에서 비행능력이 최초에 어떻게 생겨났는지에 대해 오랫동안 논의되던 가설에 의문을 제기했다. 게다가 데체키의 연구는 어떤 종의 조류에서는 왜 날 수 있는 시기보다 훨씬 먼저 날개가 발생하는가 하는 질문을 던지고 있다.

퀸즈대학교 지질과학 및 지질공학과의 윌리엄 E. 화이트 박사후연구원인 데체키 박사는 화석 기록에서 얻은 측정치와 현생 조류에서 얻은 자료를 이용하여 조류의 기원에 대한 진화적 설명을 검증해 보았다. 데체키 박사와 동료들은 이전에 제기되었던 방법 중 어떤 것도 조류 이전의 공룡들의 비행을 가능하게 만들어주지 못한다고 결론내렸다.

“이전의 모델들이 비행의 발생으로 이어진다는 생각을 반박함으로써 우리 연구는 비행이 어떻게 생겨났고 이것이 한 번만 진화할 수 있었는지, 혹은 서로 다른 진화 계통에서 여러 차례 일어났는지를 결정하는 데 한 걸음 더 가까이 갈 수 있었습니다.” 데체키 박사의 말이다.

데체키 박사와 동료들은 비조류 수각류에 속하는 24개 종 45개 표본에 더해 조류 다섯 종을 조사했다. 화석으로부터 몇몇 중요한 변수들을 결정하고 — 예를 들면 체중과 날개 크기 — 현생 조류들에서 얻은 측정치를 이용하여 날개짓 횟수, 날개짓하는 각도, 그리고 근육이 내는 힘 등을 추정했다.

이 값들은 수직 도약 및 날개 도움 오르막 달리기 (wing-assisted incline running WAIR) — 고생물학 문헌에서 날갯짓을 이용한 비행의 기원으로 연결되는 경로로 선호되는 행동이며 현생 조류 중 주로 땅 위에 사는 여러 종류의 새들에서 탈출 방법으로 많이 이용된다 — 등 비행의 기원과 연결되는 여러 행동들의 모델을 만들기 위해 이용되었다. 연구진은 또 땅에서 이륙하기 위한 조건들을 충족시키고 자신의 힘으로 비행할 수 있는 종이 있는지를 검증해 보았다.

“(화석의) 측정치들을 알고 있고, 현생 조류의 근육과 해부학이 어떻게 작용하는지도 알고 있습니다.” 데체키 박사의 말이다. “우리 모델을 이용하면 만일 특정 종이 훨씬 더 파생된 조류에서 볼 수 있는 능력 — 예를 들면 이륙할 수 있는 능력이나 일정 정도의 힘을 만들어낼 수 있는 능력 — 을 위한 최소 역치에 도달하지 못할 경우 그 종은 그 행동, 혹은 비행 동작을 수행할 수 없었을 것이라는 결론을 확실하게 내릴 수 있습니다.”

연구자들은 (수직 도약, 혹은 오르막 달리기 등의 여러) 행동들 중 어떤 것도 경로 모델에서 기대하는 기준을 충족하지 못한다는 것을 알아냈다. 사실 이들은 조류의 기원 직전에 진화했던 종들의 경우를 제외하면 대부분의 행동들이 거의, 혹은 완전히 무익하다는 것을 알아냈다. 특히 날개 도움 오르막 달리기 — 날개 진화 초기의 적응에 대한 설명으로 제시되던 방법 — 을 살펴보면 연구자들은 이 행동이 미크로랍토르처럼 커다란 날개와 작은 몸을 가진 몇몇 종에서만 가능했다는 것을 알아냈으며 이런 행동이 다른 종들에도 널리 퍼져있었다는 증거는 찾지 못했다.

데체키 박사는 이번 발견으로 미루어보건대 심지어 크고 색색으로 꾸민 깃털을 가진 날개라 하더라도 하늘을 나는 행동이 진화하기 이전에는 원래 비행보다 의사소통이나 성선택 등 다른 목적에 이용되었을 수 있다고 말한다.

데체키 박사는 비행이 한 번 진화했는지 혹은 여러 진화 과정에서 여러 번 진화했는지 하는 질문은 여전히 논쟁이 계속되는 주제라고 설명한다. 연구에 사용된 여러 종들은 수천만 년에 걸쳐 수천 킬로미터씩 떨어진 곳에 살았고, 이들의 마지막 공통조상은 그보다 5천만 년 내지 1억 년 이전에 살았기 때문에 연구자들은 비행능력이 한 번 진화했다가 후에 없어졌는지, 혹은 여러 종들이 비행이라는 동일한 해법을 우연히 찾아냈는지를 궁금해 하고 있다.

“이 종들이 평행진화를 했다는 약간의 증거가 있습니다. 각 분류군이 어떻게 날았는지 그 세부사항에 있어서 조금 차이가 있을 수 있습니다만 이들 모두 동일한 해답으로 수렴하는 경향이 있습니다.” 데체키 박사의 말이다. “제가 보기에는 바로 그것이 지난 수십 년 간의 수각류 연구로부터 도출된 가장 흥미로운 질문입니다.”

참고문헌

T. Alexander Dececchi, Hans C.E. Larsson, Michael B. Habib. The wings before the bird: an evaluation of flapping-based locomotory hypotheses in bird antecedents. PeerJ, 2016; 4: e2159 DOI: 10.7717/peerj.2159
http://dx.doi.org/10.7717/peerj.2159

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카테고리:번역, 고생물학, 공룡, 사이언스 데일리, 중생대

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