[Phys.org] 미국과 독일의 국제연구팀이 거북의 진화사에 중요한 잃어버린 고리를 발견했다. 새로운 종의 파충류인 파포켈리스(Pappochelys)는 트라이아스기 중기, 약 2억4000만년 전 현재 독일 남부에 위치한 고대 호수 지역에서 발굴되었다. 외형적인 특성으로 보아 파포켈리스는 분명히 두 종류의 초기 거북, 즉 에우노토사우루스 (Eunotosaurus) 와 오돈토켈리스 (Odontochelys) 의 중간 형태를 하고 있다. 파포켈리스 두개골의 특징은 거북이 도마뱀과 뱀 등 현생 파충류와 가장 가까운 관계라는 것을 보여주는 중요한 증거다. 이전에 과학자들은 거북이 가장 초기의 파충류로부터 갈라져 나왔다고 생각해 왔다. 자세한 내용은 6월 24일자 네이처에서 찾아볼 수 있다.

(2015년 6월 25일 Phys.org 기사 번역)

캐스린 사벨라 (Kathryn Sabella)

파포켈리스는 몸길이 20cm 까지 자랐고 긴 꼬리를 가졌으며 작고 뭉툭한 이빨로 작은 곤충과 벌레들을 잡아먹으면서 현재는 독일 남부가 된 지역에 살았다.

미국과 독일의 국제연구팀이 거북의 진화사에 중요한 잃어버린 고리를 발견했다. 새로운 종의 파충류인 파포켈리스(Pappochelys)는 트라이아스기 중기, 약 2억4000만년 전 현재 독일 남부에 위치한 고대 호수 지역에서 발굴되었다. 외형적인 특성으로 보아 파포켈리스는 분명히 두 종류의 초기 거북, 즉 에우노토사우루스 (Eunotosaurus) 와 오돈토켈리스 (Odontochelys) 의 중간 형태를 하고 있다. 파포켈리스 두개골의 특징은 거북이 도마뱀과 뱀 등 현생 파충류와 가장 가까운 관계라는 것을 보여주는 중요한 증거다. 이전에 과학자들은 거북이 가장 초기의 파충류로부터 갈라져 나왔다고 생각해 왔다. 자세한 내용은 6월 24일자 네이처에서 찾아볼 수 있다.

스미소니언 국립 자연사박물관 고생물학과 척추고생물학 큐레이터인 한스-디터 수스와 독일 슈투트가르트 주립 자연사박물관의 화석 양서류 및 파충류 큐레이터인 라이너 쇼흐는 2006년부터 독일에서 수집된 열 개 이상의 표본을 연구했다. 이들의 연구는 파포켈리스 및 그와 가까운 거북 친척들을 형태학적으로 구분하는 데 초점을 맞췄다.

“거북이 어떻게 해서 껍질을 가지게 되었는지는 진화생물학에서 오랫동안 가지고 있던 질문입니다.” 수스의 말이다. “파포켈리스의 경우 배 부분이 막대 모양의 뼈가 늘어서 있는 형태로 보호되고 있었고 그 중 일부는 이미 서로 봉합되어 있었습니다. 거북 껍질의 진화에서 이런 단계가 있으리라는 예측은 현재의 거북에 대한 배아 연구를 통해 오래전부터 있어왔지만 화석을 통해서는 관찰된 바가 없었습니다. 지금까지는요.”

파포켈리스의 발견은 거북 껍질의 배 부분, 즉 복갑(plastron)이라고 불리는 것이 갈비뼈 비슷한 구조와 어깨뼈의 일부가 봉합되어 만들어졌다는 것을 확인해 주었다.

새로 발견된 거북은 또 두개골 측면, 눈확(eye socket) 뒤쪽에 두 개의 구멍이 있다는 점에서 주목할만 한데, 이것은 전통적으로 생각되었던 것처럼 거북이 초기의 줄기군 파충류 (stem-reptiles) 에서 진화해 나온 것이 아니라 현생 파충류 중에서 도마뱀과 가장 가까운 관계라는 것을 보여주기 때문이다. 현생 거북에서는 이들 구멍이 사라졌지만 도마뱀과 악어류는 이 구멍을 가지고 있다.

파포켈리스의 골격 복원도. 갈비뼈 (검은색) 과 두개골의 구멍을 보여주고 있다.

파포켈리스는 사람 손 위에 올라갈만한 크기로 다 자라면 몸길이가 20cm 정도이다. 지금은 독일 남부가 된 열대 환경의 호수가에 살았다. 파포켈리스는 작고 뭉툭한 이빨을 가지고 작은 곤충과 벌레를 잡아먹었으며 긴 꼬리는 헤엄칠 때 유용했을 것이다.

거북 종들의 기원 및 관계는 역사적으로 척추동물 진화 연구에 있어서 가장 논쟁이 많은 주제 중 하나였다. 현생 거북은 선사시대의 조상과는 깜짝 놀랄 만큼 다른 모습이며 수십년간 연구자들은 화석기록에서 거북 진화의 초기 단계를 나타내주는 화석을 거의 찾지 못했다. 새로운 발견과 현생 파충류에 대한 DNA 염기서열 분석을 통해 거북이 생명의 나무 파충류 부분에서 어디에 위치해야 하는지가 점차 확실해져 가고 있다.

사진에 보이는 파포켈리스의 표본을 통해 복갑이라고 불리는 거북 껍질의 배 부분이 갈비뼈처럼 생긴 구조와 어깨뼈의 일부분이 봉합되어 만들어진다는 것이 확인되었다.

거북의 가장 오래된 조상으로 간주되는 에우노토사우루스는 2억6000만년 전에 현재의 남아프리카가 된 곳에 살았다. 에우노토사우루스는 갈비뼈가 넓고 갈비뼈 사이의 근육이 없는 등 거북에서만 볼 수 있는 특징들을 많이 가지고 있다. 또 에우노토사우루스의 꼬리는 길고 가늘다. 이와 비교해보면 오돈토켈리스는

2억2200만년 전,  현재의 중국이 된 곳에 살았으며 완전히 발달된 복갑, 긴 꼬리 그리고 작은 이빨이 있는 턱을 가지고 있었다. 2억4000만년 전에 살던 파포켈리스는 이 두 종류의 거북 조상 사이에 잘 맞아들어간다. 에우노토사우루스와 특징들 일부를 공유하지만 복갑은 부분적으로 합쳐져 있다.

과학자들은 초기 거북의 껍질 발생 형태로 보아 거북이 땅 위가 아닌 수중 환경에서 진화했다는 가설을 세우고 있다. 물 속에 사는 포식자들은 아래쪽에 숨어있다가 먹이를 공격하곤 하기 때문이다. 초기 거북은 부분적으로, 혹은 완전히 봉합이 이루어진 복갑을 방어 기전으로 이용해 이러한 공격에서 스스로를 방어했을 것으로 보인다. 껍질의 등 부분, 즉 배갑(carapace)은 화석 기록에서 이보다 나중에 나타난 독일에 살던 또 다른 초기 거북인 프로가노켈리스 (Proganochelys) 에서 볼 수 있다. 프로가노켈리스는 2억2400만년 전에 살았으며 몸통 전체를 감싸는 완전한 껍질을 가지고 있었다. 프로가노켈리스는 현생 거북과 매우 유사하게 생겼다.

Credit: Copyright: SMNS, R. Schoch.

참고문헌

“A Middle Triassic stem-turtle and the evolution of the turtle body plan.” Nature (2015) DOI: 10.1038/nature14472

카테고리:번역, 고생물학, 기타척추동물, 중생대, Phys.org

태그:독일, 거북, 트라이아스기, 파포켈리스