쥐라기 생물 아르카이옵테릭스(Archaeopteryx), 즉 시조새는 현생종 새와 같은 입 구조를 가져 비행 에너지를 확보했다는 주장이 제기됐다. 시조새가 자력으로 하늘을 날았다는 가설을 뒷받침하는 새로운 연구 결과에 시선이 집중됐다.
미국 필드자연사박물관 연구팀은 13일 공식 채널을 통해 이런 내용을 담은 조사 보고서를 냈다. 약 1억5000만 년 지구상을 누빈 쥐라기 동물 시조새는 공룡이 새로 진화하는 과정을 규명하는 중요한 생물 중 하나이기도 하다.
시조새 화석을 분석한 연구팀은 내부에서 현생종 새와 동일한 입 구조를 발견했다. 연구팀은 시조새가 불완전하지만 스스로 날개를 퍼덕이며 날았다는 가설을 뒷받침함과 동시에, 비행에 소모되는 많은 에너지를 충당하려 먹이를 씹는 과정을 생략하고 순간적으로 삼키는 구조로 입을 진화했을 가능성을 떠올렸다.
알렉산더 클락 연구원은 "시조새는 1861년 독일 바이에른 주 쥐라기 후기 지층에서 골격 화석이 발견되며 세상에 알려졌다"며 "전체 몸길이 30~50㎝에 이빨이 난 부리를 가졌고 갈고리발톱과 긴 꼬리뼈 등 공룡의 특징이 뚜렷하다"고 설명했다.
이어 "파충류와 조류의 특징을 모두 가진 시조새는 계통에서 갈라져 그대로 멸종한 현생종 새의 친척으로 보는 것이 정설이었다"며 "우리 연구는 시조새의 비행능력에 대한 오랜 논쟁에 종지부를 찍을지 모른다"고 기대했다.
만약 시조새가 스스로 날아다녔다면, 지상에서 주행하는 것보다 압도적으로 많은 에너지를 써야 했다. 이런 생활을 위해서는 효율적인 영양 섭취가 필수적이다. 때문에 일부 학자는 시조새의 입 구조에 일찍이 주목해 왔다.
이번 연구에 사용된 화석은 2022년 필드자연사박물관에 전달된 시카고 시조새 표본이다. 분석 도중 자외선을 비추자 두개골 안에서 빛나는 점이 파악됐다. 연구팀은 이 구조물이 현생종 새의 입천장에 붙은 구강 돌기와 같은 역할을 한다고 결론을 내렸다.
알렉산더 클락 연구원은 "시조새의 입안에는 지금의 새와 유사한 고도의 구조가 갖춰져 있다"며 "인간의 혀에는 뼈가 없지만 현대의 새에게는 혀를 떠받치는 설골이 있다. 시조새 화석에서도 이 미세한 조직이 발견됐다"고 전했다.
연구원은 "이로써 시조새가 오늘날의 새처럼 혀를 능숙하게 움직여 먹이를 효율적으로 목구멍 깊숙이 밀어 넣었다는 가설이 입증됐다"며 "먹이를 목으로 삼키는 과정에서 기도로 잘못 들어가는 것을 막는 구조도 파악됐다"고 언급했다.
CT 스캔 과정에서는 시조새 부리 끝에서 신경이 지나가는 작은 터널이 발견됐다. 연구팀은 빌 팁 오르간(bill-tip organ)이라고 불리는 기관의 흔적으로, 어두운 곳이나 진흙 속에서도 먹이를 정확히 찾아내는 고성능 센서 역할을 했다고 추측했다.
학계는 이번 발견이 공룡이 하늘로 진출할 때, 날개라는 외형적 진화와 동시에 현대의 새와 같은 입 구조를 이미 완성했음을 보여줬다고 평가했다. 시조새가 단순한 활공이 아니라, 불완전하지만 스스로 날개를 퍼덕이며 날아다녔다는 가설을 뒷받침하는 이번 연구는 국제 학술지 이노베이션(The Innovation) 최신호에도 소개됐다.
정이안 기자 anglee@sputnik.kr
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