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최근 학술지 <팔레오바이올로지(Paleobiology)>에 출판된 새로운 연구에 따르면 몬태나 주의 주화석 — ‘좋은 엄마 도마뱀’ 마이아사우라 피블레소룸(Maiasaura peeblesorum) — 을 수십 년간 연구한 끝에 알려진 공룡에 대한 것 중 가장 완전한 생활사가 밝혀져 다른 모든 공룡들을 비교해 볼 수 있는 모델이 만들어졌습니다.

오클라호마 주립대학, 몬태나 주립대학, 그리고 인디애나에 위치한 퍼듀대학의 연구자들은 몬태나 주 서부의 거대한 뼈층에서 수집된 화석을 이용해 연구를 진행했습니다.

“지난 20년간 몬태나 주립대학이 참여한 고생물학 연구 가운데 가장 중요한 연구 중 하나입니다.” 몬태나 주립대학의 록키산맥박물관의 큐레이터인 잭 호너의 말입니다. “이 연구는 화석화된 생명체를 하나의 개체로 이해하던 것에서 벗어나 이들의 생활사를 이해하는 방향으로 나아가는 극적인 발걸음입니다. 개체 하나를 새로 발견하는 것에 그치지 않고 오늘날의 동물 개체군을 바라보는 것과 동일한 방식으로 공룡 개체군을 바라보는 방식으로 옮겨가고 있는 것입니다.”

이번 연구를 주도한 할리 우드워드는 현재 오클라호마 주립대학 의과학센터의 해부학 교수입니다.

이번 고생물학 연구에서는 화석 뼈의 미세 구조, 혹은 뼈조직학적 연구를 통해 50 개의 마이아사우라 정강뼈를 조사했습니다. 뼈조직학 연구를 수행하면 성장 속도, 대사율, 사망 시의 나이, 성적 성숙도, 골격 성숙도, 그리고 해당 종이 성체가 될 때까지 몇 년이나 걸렸는지 등 뼈의 모양을 관찰하는 것만으로는 알 수 없는 여러 측면의 성장에 관한 정보들을 밝혀낼 수 있습니다.

“뼈조직학은 멸종한 동물의 성장 역학을 이해하는 데 핵심적인 역할을 합니다.” 우드워드의 말입니다. “뼈의 겉모양만을 보아서 알아낼 수 있는 것은 제한되어 있습니다. 하지만 뼈 속에는 그 동물의 전체 성장 기록이 담겨있습니다.”

표본 50 개라고 하면 그리 많아 보이지 않지만, 공룡 고생물학자들은 찾기 힘든 화석들을 연구대상으로 삼고 있기 때문에 이정도 양의 마이아사우라 화석은 보물상자나 마찬가지입니다.

“공룡 한 종에 대한 뼈조직학 연구 중 이보다 많은 수의 표본을 가지고 수행한 연구는 없었습니다.” 우드워드의 말입니다.

연구자들은 이 표본들로부터 마이아사우라가 어떻게 성장했는지에 대해 풍부한 정보를 찾아냈습니다. 마이아사우라는 생애 대부분의 시기동안 새와 비슷한 수준의 성장률을 보였으며 뼈조직은 오늘날의 와피티사슴과 같은 온혈성 대형 포유류의 조직과 가장 유사했습니다.

생애 동안의 주요 사건은 뼈의 성장흔적, 그리고 나이에 따라 다른 사망률에서 알아낼 수 있습니다.

“뼈조직에서 볼 수 있는 단서들을 연구하고 사체군집 패턴을 살펴봄으로써 성적 성숙과 골격의 성숙이 동시에 이루어졌다는 것을 지지해주는 여러 측면에서의 증거를 찾을 수 있었습니다.” 이번 연구에서 수학적 분석을 수행한 몰타 그레이트 플레인즈 공룡 박물관의 고생물학 큐레이터이자 몬태나 주립대학의 비상근교수인 엘리자베스 프리드먼 파울러의 말입니다.

성적 성숙은 첫 3년 동안에 일어나고, 마이아사우라는 8년간 성체로 성장하며 몸무게는 2.3 톤에 달하게 됩니다. 아주 어린 개체와 나이 많은 개체들의 삶이 특히 힘들었습니다. 사망률은 태어나서 1년 이내인 개체들의 경우 89.9%, 8 살 이상의 개체들은 44.4%였습니다.

마이아사우라 개체가 태어나서 두 해를 무사히 살아남았다면 물리적, 생식적으로 가장 적합한 상태로 6 년을 보낼 수 있는데, 이 시기의 평균 사망률은 12.7%였습니다.

“뼈를 들여다 보고 이전의 연구들에서 밝혀진 것을 종합하여 이제는 다른 어떤 공룡보다도 마이아사우라의 생활사에 대해서 더 잘 알게 되었으며 우리가 내린 결론을 뒷받침해줄 충분한 크기의 표본을 가지게 되었습니다.” 우드워드의 말입니다. “이번 연구로 향후 다른 공룡 군집의 생물학적 연구를 할 때 마이아사우라를 모델 삼아 비교하는 것이 가능해졌습니다.”

50 개의 정강뼈는 또 한 공룡 종 내에서 개체 크기 변이의 정도를 뚜렷하게 보여주었습니다. 이전의 공룡 연구에서는 적은 수의 일부 공룡 뼈에 대한 뼈조직학적인 관찰이 이루어졌고 이 뼈들의 길이에 기반하여 전체 표본의 나이를 결정했습니다.

“우리 연구결과에 따르면 공룡의 뼈의 길이를 재는 것만으로 그 길이가 특정 나이의 동물을 대표한다고 결론내리는 것은 적절하지 않습니다.” 우드워드의 말입니다. “표본들 중 개별 나이 그룹 안에서도 정강뼈 길이에는 상당한 차이가 있었습니다. 말하자면 어떤 사람의 키와 나이를 알고 있다는 이유만으로 다른 사람의 키만을 보고 그 사람의 나이를 결정하는 것과 마찬가지입니다. 공룡의 나이를 결정할 수 있는 유일한 방법은 조직학입니다.”

연구의 공저자이자 마이아사우라 화석이 소장되어 있는 몬태나 주립대학 록키산맥 박물관의 큐레이터인 호너는 1979 년에 마이아사우라를 발견하고 이름을 붙여주었습니다. 호너는 공룡 배아 및 알의 화석을 세계에서 최초로 발견한 것을 알리면서 크게 뉴스를 탔습니다. 호너는 둥지에서 발견된 아기 공룡 화석의 미성숙한 발생상태에 기반해 이들이 알에서 막 깨어났을 때는 혼자서 아무 것도 할 수 없었고 부모가 이들을 돌봐야 했을 것이라는 가설을 세웠으며 그에 걸맞게 마이아사우라, 라틴어로 “좋은 엄마 도마뱀” 이라는 의미의 이름을 이 공룡에게 붙여주었습니다.

이후 계속된 연구를 통해 이들이 사회적 동물이었으며 집단을 이루어 둥지를 만들고 살았다는 점 등 마이아사우라의 생물학적 측면들이 밝혀졌습니다. 마이아사우라는 어릴 때 두 다리로 걷다가 몸집이 커지면 네 다리로 걸었습니다. 이들은 썩어가는 나무 등의 음식을 먹었고, 따뜻하고 반건조기후 지대이면서 건기가 길어 가뭄이 있기 쉬운 지역에 살았습니다.

팔레오바이올로지에 실린 연구에 사용된 정강뼈들은 면적이 최소한 2 제곱킬로미터에 달하는 몬태나 주 서부의 뼈층 한 곳에서 발견되었습니다. 30 년 넘는 세월 동안 수천 개의 화석을 발굴해 냈지만 화석은 끊임없이 발견되고 있습니다. 우드워드는 더 많은 자료를 수집하기 위해 매년 여름마다 마이아사우라 발굴을 계속할 예정입니다.

“이번 연구를 통해 마이아사우라 생활사 프로젝트가 발족되었습니다. 이 프로젝트의 목적은 7,600만 년 전에 살던 마이아사우라와 그 환경에 대해서 가능한 한 많은 것을 알아내는 것입니다. 뼈층에서 화석을 계속해서 수집하고 뼈조직학 조사를 진행해 현재의 결과를 통계적으로 더 견고하게 할 예정입니다.” 우드워드의 말입니다.

“다른 부위의 뼈들도 조사하여 마이아사우라의 뼈조직학 ‘지도’ 를 만들 계획입니다. 만일 서로 다른 뼈가 다른 속도로 자랐다는 것을 알게 되면 마이아사우라의 생물학과 행동에 대해 더 많은 측면의 연구를 할 수 있게 될 것입니다. 또 이 생태계에 살던 다른 동물들의 생활사를 포함하여 마이아사우라가 살았던 환경에 대해서도 더 잘 이해하려고 합니다.” 우드워드가 덧붙였습니다.

마이아사우라 생활사 프로젝트는 발굴작업에 우드워드와 함께 참여한 학부생들에게도 생태학, 생물학 및 지질학에 대해 배울 수 있는 기회를 주어 젊은 세대들에게 과학 쪽의 커리어를 추구하는 것을 권장하게 될 것입니다.

우드워드와 호너, 프리드먼 파울러 외에 인디애나 퍼듀 대학의 명예교수인 제임스 팔로우가 이번 연구에 참여했습니다. (사이언스 데일리)

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