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[열린세상] 공룡이 지구를 지배하게 만든 비밀 무기/조현욱 과학과 소통 대표

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입력 :ㅣ 수정 : 2020-08-07 02:01 열린세상 섹션 목록 확대 축소 인쇄
조현욱 과학과 소통 대표
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▲ 조현욱 과학과 소통 대표

2억 5000만년 전쯤 지금의 폴란드에 해당하는 지역 호숫가에 어떤 생명체가 진흙 위에 발자국을 남겼다. 이름은 프로로토닥틸루스. 덩치는 고양이만 하고 팔다리는 가늘었다. 그 후손인 공룡은 지구 역사상 가장 성공한 동물 집단이 됐다. 1억년 이상 육상을 지배하면서 모든 종류의 형태와 크기로 퍼져 나갔다. 화석으로 확인된 것은 1000여종이지만 실제로는 현존하는 새의 종류인 1만종을 거뜬히 넘었을 것으로 추정된다.

이들이 6600만년 전에 끝장난 이유는 밝혀졌다. 소행성이 지구와 충돌했기 때문이다. 오늘날 공룡 진화의 가장 큰 수수께끼는 이것이다. 애초에 이들이 어떻게 해서 영광의 자리를 차지할 수 있었을까. 이달 초 영국의 과학잡지 뉴사이언티스트의 심층 분석 기사를 보자. 에든버러대학의 스티븐 브루샛(고생물학) 교수가 기고했다.

앞서의 발자국 화석 시절은 중생대 초기 파충류가 번성하던 때였다. 악어의 먼 조상인 의사악어류도 여기 포함된다. 종류와 숫자가 엄청났다. 갑옷을 갖춘 초식성, 뒷다리로 빠르게 달리는 잡식성, 몸길이 9미터에 칼날 같은 치아를 갖춘 최상위 포식자…. 중생대 초기에 대부분 공룡은 덩치가 말보다 작았으며 어둠 속에서 살금살금 움직여야 했다.

최근 연구에 따르면 공룡은 트라이아스기 말에 갑작스럽게 두각을 나타냈다. 당시 2억년 전쯤에 초대륙 판게아가 여러 갈래로 찢어졌다. 이 과정에서 용암과 함께 엄청난 양의 이산화탄소와 이산화황이 분출됐다. 온실가스는 대기를 데웠지만 화산재는 햇빛을 가렸다. 엄청난 더위와 혹독한 추위가 번갈아 계속됐다. 그 결과 생물종의 30% 이상이 죽었다. 하지만 화석 기록을 보면 공룡이 쉽게 살아남았다는 것을 알 수 있다. 한편 의사악어들은 끝장났다. 트라이아스기의 풍부한 종 다양성은 거의 모두 사라졌다.

이 결과를 설명하려는 가설은 결국 두 종류로 나뉜다. 한쪽에서는 공룡이 고대 악어에 대해 이미 모종의 우위를 점하고 있었다고 주장한다. 속도, 민첩성, 지능 중 뭐가 됐든 말이다.

요즘 각광받기 시작한 새 이론이 있다. 새와 비슷한 허파와 공기주머니 덕분에 공룡이 우위에 설 수 있었다는 것이다. 공룡의 직계 후손인 새의 허파를 살펴보자. 포유동물과 달리 움직이지 않는 촘촘한 스펀지와 같다. 그렇기 때문에 허파 조직은 극단적으로 얇으면서도 망가지지 않을 수 있다. 산소 흡수 효율이 커지는 것이다. 게다가 여분의 공기주머니들이 팽창, 수축해 준다. 숨을 들이쉴 때뿐 아니라 내쉴 때에도 산소를 교환할 수 있게 해주는 것이다.

미국 루이지애나주립대 에마 새크너의 아이디어를 보자. ‘공룡은 트라이아스기 말의 유독한 대기에 적응할 강력한 무기가 있었다. 허파가 오늘날 새의 것과 비슷하게 효율적이었던 덕분이다.’ 허파는 살 조직이라서 화석으로 남지 않는 경향이 있다. 하지만 뚜렷한 흔적을 남기기도 한다. 새들의 공기주머니는 흔히 척추 속으로 파고 들어간다. 그 결과 뼈에 톱니 모양이나 어떨 때는 내부에 공기 방이 만들어진다. 트라이아스기 공룡의 척추뼈 일부 부위에는 공통적으로 빈 구멍이 있다. 새와 조금 다른 유형의 공기주머니를 가졌다는 것을 시사하는 흔적이다.

게다가 2018년 인젠티아 프리마라는 공룡의 화석이 발견됐다. 2억 3700만~2억 1000만년 전의 골격에는 구멍이 많았다. 이는 공기주머니가 몸 전체에 널리 퍼졌다는 것을 시사한다. 본질적으로 이 동물의 허파는 몸 전체를 관통한다. 이 덕분에 빠른 신진대사와 성장이 가능했을 것이다. 이들의 뼈는 또한 가벼웠다. 몸집이 커지면서도 체중이 너무 무거워지거나 체온이 너무 높아지는 등의 문제를 피할 수 있었을 것이다. 수십만 년에 걸친 지구온난화와 탁한 공기, 생태계 붕괴를 이겨 내는 데 도움이 됐을 것이라는 의미다.

어느 쪽이 옳은지는 아직 모른다. 최선의 추측은 공룡에게 뭔가 ‘승리의 패’가 있었다는 것이다. 효율적인 허파, 높은 대사율, 빠른 성장, 그리고 우리가 아직 이해하지 못한 다른 자산들…. 이들이 합쳐져서 그들은 승리했을 것이다. 하지만 환경조건이 조금만 달랐더라도 결과는 달라졌을 것이다. 공룡 시대는 결코 오지 못했을 수도 있다.
2020-08-07 30면
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