사우샘프턴 대학교와 오하이오 대학교의 연구진이 영국에서 발견된 스피노사우루스류 두 마리의 뇌와 내이를 재구성하여 이 대형 포식 공룡이 주변 환경과 어떻게 상호작용했는지를 밝혀냈다.

(2023년 2월 13일 사이언스 데일리 기사 번역)

스피노사우루스는 악어처럼 긴 턱과 원뿔 모양 이빨을 가진 특이한 수각류 공룡 그룹이다. 이러한 적응 덕분에 강둑을 따라 다니며 먹이를 찾아다니는 다소 수생적인 생활 방식을 살 수 있었는데, 그 중에는 큰 물고기도 있었다. 이러한 생활 방식은 알로사우루스나 티라노사우루스와 같이 우리에게 친숙한 수각류와는 매우 달랐다.

연구팀은 척추동물 두뇌와 감각의 진화를 더 잘 이해하기 위해 써리의 바리오닉스 화석과 와이트 섬의 케라토수콥스 화석을 스캔했다. 이 두 종은 두개강 부분이 알려진 가장 오래된 스피노사우루스류의 화석이다. 이 거대한 생명체는 약 1억 2,500만 년 전에 지구를 돌아다녔을 것이다. 두 표본의 두개골은 잘 보존되어 있으며, 연구팀은 오래전에 썩어 없어진 내부 연조직을 디지털로 재구성했다.

연구진은 냄새를 처리하는 후각 전구가 특별히 발달하지 않았으며 귀는 저주파 소리에 맞춰져 있었을 가능성이 높다는 사실을 발견했다. 머리를 안정적으로 유지하고 먹이에 시선을 고정하는 데 관여하는 뇌 부위는 후대의 더 전문화된 척추동물보다 덜 발달했을 가능성이 높다.

연구 결과는 해부학 저널(Journal of Anatomy)에 게재될 예정이다.

연구를 주도한 사우샘프턴 대학교 박사 과정 학생 크리스 바커는 “특이한 생태에도 불구하고 초기 스피노사우루스류의 뇌와 감각은 다른 대형 수각류와 많은 공통점을 유지한 것으로 보이며, 반수생 생활 방식이 뇌 조직 방식에 반영되었다는 증거는 없습니다.”라고 말한다.

이 증거에 대한 한 가지 해석은 스피노사우루스의 조상이었던 수각류가 가끔씩 물고기를 잡아먹기에 적합한 두뇌와 감각 적응을 이미 가지고 있었고, 스피노사우루스류가 반수생에 특화되기 위해 해야 했던 일은 특이한 주둥이와 이빨을 진화시키는 것이 ‘전부’ 였다는 것이다.

“모든 스피노사우루스류의 두개골은 물고기를 잡는 데 매우 특화되어 있기 때문에 ‘비특화’된 두뇌를 보는 것은 놀랍습니다.”라고 공저자 대런 네이쉬 박사는 말한다. “하지만 결과는 여전히 중요합니다. 청각, 후각, 균형감각 등 감각 능력에 대한 많은 정보를 영국 공룡으로부터 얻을 수 있다는 것은 매우 흥미롭습니다. 최첨단 기술을 사용하여 우리는 기본적으로 이 화석에서 가능한 모든 뇌 관련 정보를 얻었습니다.”라고 네이쉬 박사는 말했다.

지난 몇 년 동안 사우샘프턴 대학교의 진화고생물학 연구실은 와이트 섬의 새로운 척추동물에 대한 상당한 연구를 수행했다. 연구팀은 2021년에 케라토수콥스를 처음 공개했으며, 이 발견에 이어 2022년에 또 다른 새로운 스피노사우루스류인 거대한 화이트록 스피노사우루스류을 발표했습니다. 케라토수콥스의 두개골은 영국에서 가장 강력한 CT 스캐너를 보유한 사우샘프턴 대학교의 ?-Vis X-레이 이미징 센터에서 스캔되었으며, 뇌 모형은 와이트섬의 샌다운에 있는 공룡섬 박물관에 뼈와 함께 전시될 예정이다.

“이 새로운 연구는 CT 기반 이미지 기법의 발전을 화석에 적용해 일어난 고생물학의 혁명에서도 최신의 연구라고 할 수 있습니다.”라고 25년 이상 바리오닉스를 포함한 공룡을 CT로 스캔해온 오하이오 대학교 헤리티지 정골 의과대학의 해부학 교수인 공동 저자 로렌스 위트머(Lawrence M. Witmer)는 말한다. “이제 우리는 멸종된 동물의 인지 및 감각 능력을 평가하고 스피노사우루스류와 같이 행동이 극단적인 공룡의 뇌가 어떻게 진화했는지 탐구할 수 있는 위치에 서게 되었습니다.”

사우샘프턴 대학교의 진화고생물학 연구실을 이끌고 있는 닐 고슬링 박사는 “이 새로운 연구는 끊임없이 진화하고 빠르게 변화하는 공룡에 대한 이해에서 영국 화석이 얼마나 중요한 역할을 하는지를 강조하며, 영국, 특히 사우샘프턴 대학교가 스피노사우루스류 연구의 선두에 서 있음을 보여줍니다.”라고 말한다. “스피노사우루스류는 모든 공룡 그룹 중에서 가장 논란이 많은 분야 중 하나이며, 이번 연구는 스피노사우루스류의 생물학과 진화에 대한 지속적인 논의에 귀중한 추가 자료가 될 것입니다.”

참고문헌: Chris Tijani Barker, Darren Naish, Jacob Trend, Lysanne Veerle Michels, Lawrence Witmer, Ryan Ridgley, Katy Rankin, Claire E. Clarkin, Philipp Schneider, Neil J. Gostling. Modified skulls but conservative brains? The palaeoneurology and endocranial anatomy of baryonychine dinosaurs (Theropoda: Spinosauridae). Journal of Anatomy, 2023; DOI: 10.1111/joa.13837

(본문은 DeepL 을 이용해 번역하고 편집자가 다듬었습니다)

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