이빨이 마모된 흔적을 보고 고대 코끼리 친척의 식습관을 알아내다

[사이언스 데일리] 고대에 살았던 동물들이 무엇을 먹었는지는 대체 어떻게 알수 있을까? 지난 2백만 년 동안 중국에 살던 코끼리의 식단 변화가 이들 치아의 표면조직을 분석하는 기법을 이용하여 최초로 재구성되었다.

(2016년 7월 28일 사이언스 데일리 기사 번역)

정보출처: 브리스톨 대학

코끼리의 엄니 (스톡 이미지). Credit: © dpreezg / Fotolia

코끼리의 엄니 (스톡 이미지). Credit: © dpreezg / Fotolia

고대에 살았던 동물들이 무엇을 먹었는지는 대체 어떻게 알수 있을까? 지난 2백만 년 동안 중국에 살던 코끼리의 식단 변화가 이들 치아의 표면조직을 분석하는 기법을 이용하여 최초로 재구성되었다.

이 연구는 브리스톨 대학의 학생과 여러 나라의 연구자들로 이루어진 팀이 함께 수행했다. 연구결과는 ‘쿼터너리 인터내셔널 (Quaternary International)’ 에 출판되었다.

오늘날 코끼리는 먼 열대지방인 아프리카와 남아시아에만 살고 있지만 빙하기 이전에 이들은 널리 퍼져 있었다.

고생물학 및 진화로 석사학위를 받고 현재 브리스톨 대학의 박사과정 학생인 장 한웬은 학부시절 연구프로젝트로 중국에서 발견된 코끼리 이빨 화석을 최신기법을 이용해 분석했다.

레스터 대학, 그리고 이빨 화석이 보관되어 있던 베이징의 척추고생물학 및 고인류학 연구소와 협력하여 한웬은 미소마모라고 불리는 아주 작은 마모 패턴을 분석하기 위해 27 개의 치아 표본을 골라냈다.

“커다란 벽돌 크기의 어금니들입니다. 동물의 어금니 중 가장 큰 것이죠.” 한웬의 말이다. “하지만 치아 마모 흔적은 아주 작아서 1밀리미터의 수천분의 1 크기에요. 어쨌거나, 현미경으로 볼 수 있는 표면 조직을 조사하면 이들이 풀을 먹었는지 잎을 먹었는지 알아낼 수 있습니다.”

한웬은 치아 본을 뜨는 고급 재료를 이용해 중국에서 화석화된 이빨 표면의 본을 뜨고 레스터 대학에서 디지털 현미경을 이용하여 3D 표면 조직 자료를 수집했다. 이 조직을 정량화하고 분석하여 코끼리가 죽기 며칠, 그리고 몇 주 전에 무엇을 먹고 있었는지 알아냈다.

이 결과를 식단이 알려져 있는 현대의 반추동물 (사슴, 산양, 그리고 소) 에서 얻은 정보와 비교하여 한웬의 연구는 중국 남부에서 발견된 두 종류의 코끼리 — 시노마스토돈(Sinomastodon)과 스테고돈(Stegodon) — 이 주로 잎을 먹었다는 결론을 내렸다. 세번째 종류인 엘레파스(Elephas)는 현생 아시아 코끼리를 포함하는데 풀을 뜯기도 하고 나뭇잎을 먹기도 하는 등 더 폭넓은 식성을 보여주었다.

“화석이 된 포유류의 식단이 어땠는지에 대해 지금에 와서 확신을 가지고 말할 수 있다는 것은 놀라운 일입니다.” 한웬의 박사과정 지도교수 중 한 명이자 초식성 포유류의 진화에 관한 최고 전문가인 브리스톨 대학의 크리스틴 자니스 교수의 말이다.

“서로 관계없는 종류의 동물 사이라 할지라도 서로 다른 종류의 식물을 섭취하면서 만들어진 미세마모 조직은 비교가 가능하다는 사실에 기반한 연구방법입니다.”

“식단을 알아내는 이 방법은 고품질 3D 표면 자료와 분석에 의존하고 있습니다.” 역시 한웬의 지도교수 중 한 명인 레스터 대학의 마크 퍼넬 교수의 말이다.

“현미경으로 얻은 2D 영상에서 긁힌 자국이나 작은 구멍을 확인하고 그 수를 세는 것으로 미세마모 조직을 정량화하려는 시도에서 주관성을 제거한 방법입니다.”

시노마스토돈과 스테고돈은 2백6십만 년에서 1백만 년 전까지 중국 남부에서 공존했으나 1백만 년 전에 시노마스토돈은 멸종하고 스테고돈이 대빙하시대였던 남은 플라이스토세 기간 동안 중국 남부를 대표하는 코끼리가 되었다.

“꽃가루 화석 기록과 최근 중국과 베트남 접경 지역의 카르스트 지형 동굴 유적지에서 발굴된 포유류 화석 군집을 보면 이 시기에는 오랫동안 기후가 오락가락하면서 점점 나쁜 쪽으로 변해갔던 것으로 보입니다.” 한웬의 설명이다.

한웬이 덧붙였다. “숲은 쇠퇴하고 있었고, 그 안에 살던 더 오래된 포유류 종들도 마찬가지였습니다. 스테고돈의 고도로 진화한 어금니에는 여러 개의 법랑질 융선이 있어서 선호하는 잎들을 더 효율적인 방식으로 뜯어먹을 수 있게 되어 유사한 식습관을 가지고 있었지만 크고 뭉툭한 원뿔 모양 교두들로만 이루어져 덜 복잡한 형태의 어금니를 가진 시노마스토돈과의 경쟁에서 이길 수 있었을지도 모릅니다.”

다른 한 편, 새로운 연구에 따르면 스테고돈과 엘레파스는 서로 다른 것을 먹으면서 그 이후 중국 남부에서 오랜 기간 동안 공존했을 것이라고 한다. 스테고돈은 나뭇잎을 주로 먹는 쪽으로 특화되어 남았고 엘레파스는 더 일반적인 식성을 가지고 다양한 종류의 식물을 섭취했다.

스테고돈은 약 1만1천 년 전, 플라이스토세가 끝날 무렵 멸종했는데, 이 시기는 상징적인 동물인 털매머드, 거대한 사슴, 그리고 검치묘를 비롯하여 전세계의 대형 포유류종들이 사라진 시기와 일치한다. 아시아 코끼리는 역사시대까지 중국 남부에 살아남아 있었다.

참고문헌

Hanwen Zhang, Yuan Wang, Christine M. Janis, Robert H. Goodall, Mark A. Purnell. An examination of feeding ecology in Pleistocene proboscideans from southern China (Sinomastodon, Stegodon, Elephas), by means of dental microwear texture analysis. Quaternary International, 2016; DOI: 10.1016/j.quaint.2016.07.011
http://dx.doi.org/10.1016/j.quaint.2016.07.011

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카테고리:번역, 고생물학, 사이언스 데일리, 신생대, 포유류

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