[사이언스 데일리] 수염고래 조상의 이빨과 법랑질을 조사한 연구를 통해 현생 수염 고래 진화의 수수께끼를 풀 수 있는 단서 하나가 추가되었다.

(2019년 1월 22일 사이언스 데일리 기사 번역)

정보출처: 오타고 대학

캐롤리나 로치 박사의 연구에서 분석 대상이 된 3천5백만년 전 화석 고래의 이빨. Credit: Dr. Carolina Loch

오타고 대학의 연구자가 세계 최초로 수염고래 조상의 이빨과 법랑질을 조사하여 현생 수염 고래 진화의 수수께끼를 풀 수 있는 단서 하나를 추가했다.

성체가 된 현생 수염고래에게는 이빨이 없고, 수염이라고 불리는 커다란 케라틴 판을 이용하여 다량의 바닷물로부터 먹이를 걸러 먹는다. 하지만 수백만년 전 이들의 조상은 대부분의 포유류와 마찬가지로 이빨을 가지고 있었다.

포유류 진화 저널(Journal of Mammalian Evolution)에 출판된 논문의 주 저자인 치과대학의 캐롤리나 로치 박사의 설명에 따르면 과학자들은 여전이 이 과정이 어떻게, 그리고 왜 일어났는지 이해하기 위해 노력하고 있다고 한다. 로치 박사는 아르헨티나 국립 과학기술연구위원회와 CONICET, 그리고 스웨덴 자연사박물관의 동료들과 함께 이번 연구를 수행하여 수염고래 진화에 대한 정보를 보탰다.

이들은 3천5백만년 전에 살았던 두 종류의 고래 화석에서 발견된 이빨의 내부 구조를 자세히 연구했다. 이 이빨들은 아르헨티나와 스웨덴의 공동연구자인 모니카 부오노와 토마스 모르스가 남극에서 수집한 것이다. 이빨은 원래 광물질로 이루어진 것이기 때문에 화석기록에 잘 보존되어 있으며 멸종한 동물들이 어떻게 살았는지에 대한 단서들을 제공해 줄 수 있다.

“법랑질 – 이빨의 바깥쪽을 덮고 있는 단단한 부분 – 과 상아질, 그러니까 이빨 안쪽의 ‘살아있는’ 부분이 어떤 구조를 가지고 있는지, 그리고 현생 고래 및 다른 화석 고래, 다른 포유류들의 이빨과 어떤 점에서 비슷한지, 또는 다른지를 살펴보았습니다.” 로치 박사의 설명이다.

“분석대상이 된 두 종류의 화석 고래 (바실로사우루스류와 화석 수염고래) 들은 복잡한 법랑질층을 가지고 있었는데, 그 생체역학적인 구조를 보면 이들은 먹이를 자르고 씹을 수 있었다는 것을 알 수 있습니다.” 로치 박사의 말이다.

화석 수염고래의 법랑질층은 현생 및 화석을 통틀어 알려진 고래목 생물들 중에서 가장 두꺼운 것이었다.

“상당히 놀라운 발견입니다. 수염고래의 조상이 복잡하고 두꺼운 법랑질층을 가지고 있었는데, 수백만년 후에 이런 이빨이 ‘없어지고’ 수염이라고 불리는 커다란 케라틴 판으로 대체되었다는 이야기니까요.” 로치 박사의 말이다.

조사 대상이 된 물질이 상당히 드문 것이기 때문에 연구자들이 이것을 공부할 수 있었던 것은 중요한 의미를 지닌다고 로치 박사는 이야기한다.

“주사전자현미경은 표본을 자르고 표면을 매끈하게 갈아서 금으로 코팅해야 하기 때문에 ‘파괴적’인 분석방법으로 간주됩니다. 이런 종류의 연구에 표본을 제공해주어 새롭고 중요한 정보를 밝혀낼 수 있도록 해준 박물관의 큐레이터가 있다는 것은 환상적인 일입니다.”

화석과 현생을 망라한 동물의 법랑질과 상아질 구조를 연구하는 것은 로치 박사 연구 프로그램의 강점이다. 작년에 오타고 대학은 로치 박사의 또다른 프로젝트인 병코돌고래 이빨 조사를 통해 해안의 오염을 이해하는 프로젝트에 주목했다.

로치 박사는 과거의 생물들이 어떻게 환경과 상호작용했는지를 알아내기 위해 계속하여 이빨을 연구하기 원하고 있으며 이를 통해 치과대학이 여러 분야에 걸친 폭넓은 연구를 하고 있다는 것을 보여주고 싶어한다.

“더 많은 화석 고래와 기타 포유류들이 발견되고 기재되면서 연구할 재료들이 더 많아지고 있습니다. 해외와 뉴질랜드의 동료들과 파트너를 이루어 수수께끼를 풀 작은 단서들을 계속 추가해 나가려고 합니다. 한 번에 이빨 하나씩요.”

참고문헌:
Carolina Loch, Monica R. Buono, Daniela C. Kalthoff, Thomas Mors, Marta S. Fernandez. Enamel Microstructure in Eocene Cetaceans from Antarctica (Archaeoceti and Mysticeti). Journal of Mammalian Evolution, 2019; DOI: 10.1007/s10914-018-09456-3

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