[사이언스 데일리] 공룡들이 정말 영화 “쥬라기공원”에 묘사된 것처럼 빠르고 공격적인 사냥꾼이었을까? 아니면 낮은 대사율을 가지고 있어 오늘날의 악어들처럼 느릿느릿 움직였을까? 새로운 연구에 따르면 최소한 일부 공룡들은 환경, 즉 태양과 같은 열원을 이용해 몸의 온도를 높일 수 있었다고 한다.

어떤 공룡들은 태양열을 이용해 몸을 덥힐 수 있었다

(2015년 10월 13일 사이언스 데일리 기사 번역)

정보출처: 캘리포니아대학 로스엔젤레스

오비랍토르과 수각류의 복원도. Credit: Doyle Trankina and Gerald Grellet-Tinner

공룡들이 정말 영화 “쥬라기공원”에 묘사된 것처럼 빠르고 공격적인 사냥꾼이었을까? 아니면 낮은 대사율을 가지고 있어 오늘날의 악어들처럼 느릿느릿 움직였을까? 150 년 동안 과학자들은 공룡의 체온이 어느 정도였는지, 그리고 공룡의 활동에 따라 체온이 어떤 영향을 받는지에 대해 논쟁해왔다.

캘리포니아대학 로스엔젤레스의 과학자들의 새로운 연구에 따르면 최소한 일부 공룡들은 환경, 즉 태양과 같은 열원을 이용해 몸의 온도를 높일 수 있었다고 한다. 이들은 또 공룡이 짧은 기간 동안만 능동적으로 활기차게 움직일 수 있는 오늘날의 악어들보다는 더 활동적이었을 것이라고 보고 있다.

연구자들은 또 연구 대상이었던 다른 공룡들은 오늘날 살아있는 공룡의 유일한 친척인 새들보다 낮은 체온을 가지고 있었다는 증거를 찾아내 이들은 아마도 덜 활동적이었을 것이라고 한다.

이번 연구는 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션 (Nature Communications)’ 에 출판되었다.

캘리포니아대학 로스엔젤레스 지구행성우주과학과의 연구원인 로버트 이글이 이끈 연구팀은 아르헨티나와 몽골에서 발견된 공룡알 화석을 조사했다. 공룡알의 화학조성을 분석하면 알껍질이 형성된 온도를 알아낼 수 있다. 이런 정보는 이전에는 알려진 적이 없었다.

“이 기법을 이용하면 공룡 암컷이 알을 낳을 때 몸 내부의 온도를 알 수 있습니다.” UCLA 의 지질학, 지구화학 및 지생물학 담당 조교수이자 연구의 공저자인 아라드나 트리파티의 말이다.

아르헨티나에서 발견된 공룡알 껍질은 약 8,000만 년의 연대를 가지며 거대한 몸집에 긴 목을 가진 티타노사우루스류 용각류의 알이다. 티타노사우루스류에는 지구 위를 걸었던 동물들 중 가장 거대한 종류가 포함된다. 몽골의 고비사막에서 발견된 공룡알은 7,100만 년에서 7,500만 년 전의 것으로 오비랍토르과 수각류의 알이며 이들은 티타노사우루스류보다 훨씬 작은 몸집을 가졌고 티라노사우루스 렉스 및 조류와 가까운 관계이다.

논문에서는 용각류의 체온이 따뜻해서 화씨 100 도 (섭씨 37.8도) 정도였다고 밝히고 있다. 몸집이 작은 오비랍토르과 공룡의 체온은 이보다 뚜렷하게 낮아서 아마도 화씨 90 도 (섭씨 32.2도) 정도였을 것이다.

온혈동물, 혹은 내온동물은 몸 안에서 열을 만들어내며 대개 외부의 온도와 상관없이 체온을 일정하게 유지한다. 체온을 유지하는 것은 주로 신진대사를 통해서 이루어진다. 인간을 비롯해 다른 포유류들이 이 범주에 속한다.

냉혈동물, 혹은 외온동물은 악어와 도마뱀 등을 포함하는데 외부의 환경에 있는 열원을 이용해 체온을 유지한다. 예를 들어 도마뱀은 종종 돌 위에 앉아 햇볕을 쬐어 열을 흡수하며 그로 인해 더 활동적으로 움직일 수 있게 된다.

과학자들은 19세기부터 공룡이 내온성인지 외온성인지를 두고 논쟁해왔다. UCLA 의 연구는 공룡이 그 중간 어디쯤에 위치했으리라는 답을 주고 있다. 공룡은, 최소한 오비랍토르과 수각류는 체온을 주위 환경의 온도보다 높일 수 있는 능력을 가지고 있었다.

“우리가 측정한 온도를 보면 최소한 일부 공룡들은 오늘날의 새들처럼 완전한 내온동물은 아니었다는 것을 알 수 있습니다.” 이글의 말이다. “오늘날의 악어와 오늘날 조류의 중간 위치였을 수 있습니다. 연구결과는 오비랍토르과 수각류의 경우에 뚜렷하게 중간 정도의 체온을 가졌다는 것을 지시하고 있습니다.”

“그러니까 이들은 내부적으로도 열을 어느 정도 만들어낼 수 있었어서 체온을 주위 환경의 온도보다 높일 수 있었지만 오늘날의 새들처럼 높은 체온을 유지하거나 체온을 잘 조절하지는 못했습니다.” 이글이 덧붙였다. “만일 공룡들이 최소한 어느 정도 내온성이었다면 주위를 돌아다니며 먹이를 찾을 수 있는 능력이 악어보다는 더 뛰어났을 겁니다.”

이번 연구는 두 종류의 공룡에서 체온을 직접적으로 측정한 최초의 연구이다. 트리파티에 의하면 이번 연구가 이들 두 종류의 공룡이 분명히 서로 다르다는 것을 보여주었다고 한다.

연구자들은 또 오비랍토르과 수각류의 둥지가 놓인 토양의 상층에서 형성된 광물을 포함하여 화석 토양을 분석했다. 분석 결과 연구팀은 공룡이 멸종하기 얼마 전 몽골 지역의 온도는 화씨 79 도 (섭씨 26.1도) 정도였다고 추정했다.

“오비랍토르과 공룡의 체온은 주위환경의 온도보다는 높았습니다. 이들이 완전히 냉혈은 아니었고 냉혈과 온혈의 중간정도였다는 의미입니다.” 트리파티의 말이다.

이글과 트리파티, 그리고 동료들은 먼저 현생 새 13 종과 파충류 9 종의 알껍질을 조사하여 알껍질의 화학조성으로부터 체온을 측정하는 방법을 확립했다.

연구자들은 탄산칼슘 광물에서 두 종류의 희귀하고 무거운 동위원소인 탄소-13 과 산소-18 간의 화학결합의 미세한 차이를 측정했다. 이들 무거운 동위원소들이 함께 모여있는 정도를 알아내기 위해 질량분석기를 사용하여 광물이 형성된 온도를 결정할 수 있게 되었다. 몸의 온도가 낮으면 그 안에서 형성되는 광물에서는 동위원소들이 더 많이 함께 모여있게 된다.

과학자들은 아르헨티나에서 발견된 여섯 개의 알껍질 화석을 분석했는데 그 중 셋은 보존상태가 매우 좋았다. 몽골의 고비사막에서는 13 개의 알껍질을 분석했고 역시 보존상태가 좋은 세 개를 추렸다. 이들은 화석화된 알껍질이 원래의 화학조성을 유지하고 있는지 아니면 수천만 년이 지나는 동안 변질되었는지도 알아보았다. 프랑스에서 발견된 공룡 알껍질 화석도 분석했지만 이 알껍질은 보존상태가 좋지 않아 연구에서는 제외되었다.

아르헨티나에서 발견된 알껍질은 로스엔젤레스 카운티 자연사박물관에, 몽골의 고비사막에서 발견된 알껍질은 뉴욕의 미국자연사박물관에 소장되어 있던 것이다.

이글과 트리파티, 그리고 동료들은 2011 년 공룡이빨 화석에 대한 최초의 분석을 학술지 사이언스에 발표했다. 이들은 이빨 화석의 화학조성을 연구하여 티타노사우루스류 용각류의 체온을 측정했고, 용각류 공룡의 체온이 화씨 약 95 도 (섭씨 35 도) 에서 화씨 100.5 도 (섭씨 38 도) 사이일 것이라고 결론내렸다. 알껍질에 대한 이번 연구는 2011 년의 연구결과와 잘 맞아들어가며 오비랍토르과 수각류의 체온에 대한 새로운 자료가 추가된 것이다.

참고문헌

Robert A. Eagle, Marcus Enriquez, Gerald Grellet-Tinner, Alberto Pérez-Huerta, David Hu, Thomas Tütken, Shaena Montanari, Sean J. Loyd, Pedro Ramirez, Aradhna K. Tripati, Matthew J. Kohn, Thure E. Cerling, Luis M. Chiappe, John M. Eiler. Isotopic ordering in eggshells reflects body temperatures and suggests differing thermophysiology in two Cretaceous dinosaurs. Nature Communications, 2015; 6: 8296 DOI: 10.1038/ncomms9296

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