[표지로 읽는 과학] 가장 정교한 '시조새' 화석, 비행 진화 실마리

네이처 제공

국제학술지 '네이처'는 이번 주 표지로 약 1억 5000만년 전 생존한 고대 조류 시조새(Archaeopteryx)의 모습을 담았다. 표지 한가운데에는 날개를 활짝 펼치고 있는 시조새의 생생한 모습이 묘사돼 있다. 부리와 발톱, 날카로운 깃털을 가진 시조새의 외형엔 조류와 공룡의 해부학적 특징이 모두 드러나있다.  

약 1억 5000만년 전 지구를 날았던 최초의 새인 시조새의 비행 능력에 대한 단서가 새롭게 밝혀졌다. 징마이 오코너 미국 시카고 자연사박물관 연구원 연구팀은 지금까지 발견된 시조새 화석 중 가장 잘 보존된 14번째 표본을 분석한 결과를 14일(현지시간) 네이처에 공개했다.

시카고 자연사박물관이 소장한 시조새 화석은 골격과 깃털, 피부 흔적까지 거의 완전한 상태로 남아 있어 고대 조류의 비행 진화를 재구성하는 데 핵심적인 자료로 평가된다.

연구팀은 이 화석의 손상되지 않은 구조를 미세 전산단층촬영(micro-CT)으로 정밀 분석해 기존에 확인되지 않았던 해부학적 특징들을 새롭게 기록했다.

특히 날개의 안쪽 이차 깃털인 '제3차 깃털'이 양쪽 날개에 존재한다는 점은 시조새가 공중 비행에 적응했음을 보여주는 강력한 증거가 됐다. 날개와 몸통 사이의 연속적인 공기역학적 표면을 형성해 비행 안정성을 높였을 것으로 추정됐다. 이런 깃털은 비조류 공룡에서는 나타나지 않는다. 

또한 시조새의 발바닥 구조가 지상 보행에 적합한 형태였다는 점, 발가락 뼈의 배열로 보아 일부 발가락이 자유롭게 움직일 수 있었다는 점도 새롭게 밝혀졌다. 시조새가 단순히 나뭇가지 위에만 머문 존재가 아니라 지상에서도 활발히 활동했음을 시사한다.

두개골 역시 중요한 단서를 제공한다. 비조류 수각류에서 조류로의 진화를 보여주는 과도기적 특성이 관찰됐다. 특히 두개골의 유연성이 증가한 구조는 먹이 섭취 방식과 감각 기능의 진화를 반영하는 요소로 주목된다.

이러한 특징들을 종합한 결과 시조새는 공중과 지상, 나무 위를 오가는 생활에 모두 적응한 고대 조류였다는 결론이 도출됐다. 연구팀이 이 표본이 조류 비행의 초기 진화 과정을 규명하는 데 결정적인 증거를 제공했다고 평가하며 "시조새는 단순한 '잃어버린 고리'가 아니라 다양한 생존 전략을 복합적으로 갖춘 존재였다"고 설명했다.

<참고 자료>
-doi.org/10.1038/s41586-024-07390-w

[박정연 기자 hesse@donga.com]