[사이언스 데일리] “정교한 세부사항까지 완벽하게 보존된” 네 다리를 지닌 뱀의 화석이 발견되어 도마뱀이 어떻게 뱀으로 진화하게 되었는지를 이해하는데 도움을 줄 것으로 보인다.

(2015년 7월 23일 사이언스 데일리 기사 번역)

정보출처: 포츠머스 대학

뱀의 “손”은 약 1cm 정도 길이이다. Credit: Image courtesy of University of Portsmouth

“정교한 세부사항까지 완벽하게 보존된” 네 다리를 지닌 뱀의 화석이 발견되어 도마뱀이 어떻게 뱀으로 진화하게 되었는지를 이해하는데 도움을 줄 것으로 보인다.

이 화석은 최초로 달려진 네 다리를 지닌 뱀의 화석으로 포츠머스 대학의 데이브 마틸 박사가 이끈 연구팀에 의하면 이번 발견으로 뱀이 어떻게 다리를 잃게 되었는지 이해하는 데 도움을 받을 수 있을 것이라고 한다.

이번 발견은 학술지 사이언스에 출판되었다.

마틸 박사의 말이다. “먼 과거 어느 시점에 도마뱀으로부터 뱀이 진화했다는 것은 일반적으로 받아들여지고 있습니다. 과학자들이 아직 알지 못하는 것은 뱀이 언제, 왜, 그리고 어떤 종류의 도마뱀으로부터 진화했는가 하는 것이지요. 이번 화석은 매우 중요한 질문들 중 일부에 대한 답을 제공하고 있습니다. 예를 들면 뱀이 바다 도마뱀이 아니라 땅을 파는 도마뱀으로부터 진화했다는 것은 이제 분명해 보입니다.”

이 화석은 브라질의 백악기, 약 1억1000만년 전의 지층에서 발견되었으며 뱀인 것이 확실한 화석 중에서는 가장 오래된 것이다.

마틸 박사는 늘상 하던대로 학생들과 함께 현장 수업차 들른 독일 졸른호펜 박물관에서 이 화석을 발견했다. 졸른호펜 박물관은 화석과 관련하여 명망이 높은 곳이다.

마틸 박사의 말이다. “이 화석은 크게 전시가 되고 있는 백악기 화석들 중 일부였습니다. 그 중요성을 누구도 알아차리지 못한 게 분명했지만 저는 이 화석이 믿을 수 없을 만치 중요한 표본이라는 것을 보자마자 알 수 있었습니다.”

마틸 박사는 전문가인 독일 고생물학자 헬무트 티쉴링거, 그리고 바스 대학 밀너 진화 센터의 닉 롱리치 박사와 함께 작업을 진행했다. 티쉴링거는 표본을 처리한 후 사진을 찍었고, 롱리치 박사는 뱀의 진화적 유연관계를 연구했다.

롱리치 박사는 이전에 뱀의 기원에 대해 연구를 해왔는데 바스의 한 퍼브에서 마틸 박사와 함께 맥주를 마시면서 이 이야기를 듣자 큰 흥미를 보였다.

롱리치 박사의 말이다. “네 다리가 달린 뱀은 아주 환상적인 것입니다. 진화생물학자 입장에서 말하자면 너무 바라던 대로라서 사실이 아닐 것 같은 거라고 할까요. 더군다나 박물관에 전시되어 있어 누구라도 볼 수 있게 되어 있다니 아주 흥미로운 일이었지요.”

롱리치 박사는 처음에는 회의적이었으나 마틸 박사가 티쉴링거가 찍은 사진을 보여주자 롱리치 박사는 즉시 이것이 화석 뱀이라는 것을 알아차렸다.

이 뱀 화석은 연구팀에 의해 테트라포도피스 암플렉투스 (Tetrapodophis amplectus) 라고 명명되었으며 아직 어린 개체로 매우 작아서 머리에서 뒷발까지 몸길이가 20cm 에 불과하지만 다 자랐으면 훨씬 더 컸을 것이다. 머리는 어른의 손톱 정도 크기이며 가장 작은 꼬리뼈의 길이는 고작 0.25mm 이다. 하지만 가장 눈에 띄는 특징은 두 벌의 다리, 즉 한 쌍의 손과 한 쌍의 발이 있다는 점이다.

앞다리는 아주 작아서 약 1cm 정도 길이지만 작은 팔꿈치와 손목도 있고 손의 길이는 5mm 정도이다. 뒷다리는 이보다 조금 더 길고 발은 손보다 커서 먹이를 발로 잡는데 사용되었을 수 있다.

롱리치 박사의 말이다. “완벽한 소형 뱀입니다. 조그마한 팔과 다리가 있다는 것, 그리고 이상하게 긴 손가락과 발가락이 있다는 점만 빼면 말이지요.”

“손과 발은 물건을 움켜잡는 데 특화되어 있습니다. 그러니까 뱀이 걷기를 중단하고 꿈틀거리며 움직이기 시작했을 때 다리가 바로 쓸모없는 흔적기관이 된 것은 아닙니다. 뱀은 다리를 다른 용도로 쓴 것입니다. 정확히 어떤 용도였는지는 확실히 알 수 없지만 어쩌면 먹이감을 잡는데 쓰거나 짝짓기를 할 때 사용되었을 수도 있습니다.”

흥미롭게도 화석화된 이 뱀의 뱃속에는 약간의 뼈조각을 포함하여 마지막으로 먹은 음식이 남아있었다. 먹이는 아마도 도롱뇽 종류였던 것으로 보이며 뱀이 이전에 생각했던 것보다 훨씬 더 일찍부터 육식성이었다는 것을 보여준다.

헬무트 티쉴링거의 말이다. “이 작은 뱀은 아주 정교한 세부사항까지 완벽하게 보존된 상태입니다. 골격 전체가 흐트러지지 않고 화석화되었습니다. 뼈의 작은 세부사항까지 뚜렷하게 눈에 보이고 비늘과 목구멍과 같은 연질부의 자국까지 보존되어 있습니다.”

연구팀은 다음과 같은 이유들을 들어 테트라포도피스를 도마뱀이 아닌, 뱀으로 분류했다.

– 골격을 보면 몸이 길쭉해져 있고, 꼬리는 길지 않다.

– 이빨이 박혀있는 형태, 이빨의 방향, 그리고 이빨과 아래턱뼈의 패턴이 모두 뱀과 유사하다.

– 화석을 보면 배 부분의 비늘이 한 줄로 이루어져 있는 것으로 보인다. 이것은 도마뱀과 뱀을 구분하는 분명한 차이다.

테트라포도피스는 건조하고 관목과 다육식물들이 있는 환경의 소금호수 주위 둑에 살았던 것으로 보인다. 아마 작은 양서류나 도마뱀을 잡아먹고 부근에 살던 공룡과 익룡을 피하면서 살았을 것이다.

이 당시에 남아메리카는 아프리카와 이어져 있었고, 초대륙 곤드와나의 일부였다. 곤드와나에서 가장 오래된 확실한 뱀의 화석이 발견된 것으로 보아 뱀은 고대의 초대륙인 곤드와나에서 진화하여 훨씬 최근에야 널리 퍼진 것이라고 추측할 수 있다.

참고문헌

Dave Martill et al. A four-legged snake from the Early Cretaceous of Gondwana. Science, July 2015 DOI: 10.1126/science.aac5672

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