공룡이 최고 포식자 된 이유, 구토·배설물 화석으로 밝혔다

스웨덴 웁살라대

쥐라기 초기 양치류를 먹는 용각류 공룡의 상상도. Marcin Ambrozik 제공

과학자들이 공룡의 구토물과 배설물 화석을 분석해 공룡이 어떻게 고대 생태계의 포식자가 됐는지 밝혀냈다. 화산 활동이 증가하고 환경이 변화하면서 초식 동물이 다양화, 대형화했고 이를 먹이로 삼는 거대한 육식 공룡이 등장한 것으로 밝혀졌다.

그제고시 니에즈비에츠키 스웨덴 웁살라대 교수팀은 이같은 내용을 담은 연구 결과를 국제학술지 '네이처'에 27일(현지시간) 발표했다.

그간 연구에 따르면 공룡은 2억4700만~2억3700만 년 전인 트라이아스 중기에 등장했다. 그러나 지상 생태계에서 공룡이 먹이사슬의 지배자가 된 것은 이보다 약 3000만 년 후인 쥐라기 초기로 알려졌다. 이 기간 동안 공룡이 아닌 네 발 척추동물이 많이 사라졌지만 공룡이 생태계를 지배하게 된 원인은 여전히 의문으로 남아있었다.

연구팀은 트라이아스기 후기부터 쥐라기 초기에 살았던 공룡들의 배설물과 구토물을 조사했다. 폴란드 분지에서 발견된 공룡 배설물·구토물 화석인 '브로말라이트' 500개 이상을 3D(3차원) 영상화 등 다양한 방법으로 구성했다.

이렇게 얻은 데이터를 토대로 당시 공룡이 겪은 먹이 사슬의 변화를 재구성했다. 또 이 결과를 기존 화석 기록과 기후·식물 데이터와 비교해 네발 척추동물의 크기와 개체수 변화 등을 추정했다.

공룡 배설물 화석. grzegorz.niedzwied 제공

분석 결과 이 화석들에는 물고기와 곤충, 식물 그리고 더 큰 동물의 잔해가 포함돼 있었다. 최초의 대형 초식 공룡인 긴목 수각류의 배설물 화석에는 다량의 고사리와 숯 등이 발견됐다. 연구팀은 양치류 식물이 가진 독을 중화하기 위해 초식 공룡이 숯을 섭취했을 것으로 추정했다.

연구팀은 이 시기 공룡의 먹잇감이 다양해지면서 새로운 먹이 섭취 패턴을 가진 더 큰 공룡들이 출현했을 것이라고 밝혔다. 몸집이 거대해진 공룡은 이윽고 공룡을 비롯한 다른 동물을 잡아먹는 육식 공룡으로 진화했다고 분석했다.

공룡은 여러 단계를 거쳐 진화한 것으로 추정됐다. 처음에는 네발 척추 동물과는 다른 공룡의 조상이 등장했고 이어 곤충과 물고기를 먹는 수각류와 잡식성 공룡이 출현했다. 이어 트라이아스기에 식물 생태계가 확장되면서 초식성인 대형 긴목 용각류와 다양한 먹이를 먹는 초기 조반류가 번성했다. 이후 포악한 육식 공룡들이 포함되는 용각류가 거대하게 진화하면서 지상의 포식자로 자리잡게 된 것으로 분석됐다.

연구팀은 "트라이아스기 후기에는 화산 활동이 증가하면서 다양한 식물을 먹을 수 있는 환경이 조성됐고 이는 초식 공룡의 출현으로 이어졌다"며 "이는 더 큰 육식 공룡의 진화로 이어져 공룡이 쥐라기 생태계의 지배자가 될 수 있었음을 보여준다"고 말했다.

<참고 자료>
- doi.org/10.1038/s41586-024-08265-4

[박정연 기자 hesse@donga.com]