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- 3억1500만 년 전, 물고기나 도마뱀과 같은 작은 동물만 잡을 수 있을 정도로 섬세한
- 단궁류 먹이가 더 크고, 더 빠르고, 더 방어적이 되면서 새로운 전략 필요
- 페름기 말의 대량멸종은 그들의 왕조를 갑작스럽게 종말
- 소수는 살아남아 공룡의 그림자 속에서 진화하여 최초의 포유류, 즉 우리 조상이 돼

우리 조상들은 어떻게 킬러(Killer)가 되었는가
이전 육지 포식자의 턱이 최상위 포식자로 부상했음 밝혀져

선사 시대의 파이트 클럽:
고생물학자들이 발견한 바와 같이 파충류와 유사한 초기 포유류 조상은 점차 숙련된 살인자로 발전했다. 3억1500만 년 전, 소위 단궁류는 여전히 물고기나 도마뱀과 같은 작은 동물만 잡을 수 있을 정도로 상대적으로 섬세한 턱을 가지고 있었다. 그러나 2억 7천만 년 전, 먹이가 점점 커지면서 육상 포식자들은 마침내 깊고 치명적인 상처를 입힐 수 있는 튼튼한 턱을 갖게 되었다. 

▲ 이 후기 페름기 이노스트란스비아(Inostrancevia)는 최초의 검치호 포식자 중 하나였다. © DiBgd /CC-by-sa 3.0

우리의 초기 가계도에는 아마도 우리가 그곳에 있을 것이라고 예상하지 못했던 이상한 생물, 즉 포유류가 결국 진화하게 된 파충류의 시냅시드가 포함돼 있다. 그들은 인상적인 등 돛을 가진 네발 달린 디메트로돈을 포함해 최초의 대형 육상 포식자도 포함했다. 단궁류*는 3억1500만 년 전 석탄기 후기부터 2억5100만 년 전 페름기 말까지 약 6천만 년 동안 육상 먹이사슬을 지배했다. 최초의 공룡이 마침내 자리를 잡은 것은 그들이 쇠퇴한 지 얼마 지나지 않아서였다.
*단궁류(單弓類, synapsid)는 척추동물 중에서 완전히 육상에 적응한 척추동물인 양막류(羊膜類, Amniote)의 두 분기군 중 하나. 포유류의 조상과 현생 포유류를 포함하는 그룹이며 다른 양막동물보다 포유류와 더 가까운 집단

턱이 역사를 드러낸다

우리의 인상적인 조상들의 삶에 대해 더 많이 배우기 위해 브리스톨 대학의 Suresh Singh이 이끄는 고생물학자들은 처음으로 육식성 시냅스의 진화를 더 자세히 추적했다. 그들은 110속의 122개 단궁류 종의 두개골 해부학을 분석하고 이 동물들이 일생 어떤 사냥 전략을 추구했을지 추론했다.

이것은 주로 화석의 턱 부분에서 볼 수 있다. 이는 원뿔 모양의 이빨을 가진 우아한 턱이 검치호 송곳니를 가진 견고한 턱뼈와는 다른 목적과 먹이 방법에 적합하기 때문이다. 따라서 Singh과 그의 팀은 살을 먹는 단궁류의 턱 모양이 시간이 지남에 따라 어떻게 변했고 왜 이런 일이 발생했는지 조사했다.

초기부터…
그 결과는 다음과 같다. “유명한 디메트로돈과 같은 초기 단궁류 포식자들은 이빨이 많은 상당히 긴 턱을 가졌다”고 Singh은 설명했다. 이는 물고기, 곤충 또는 양서류와 같이 작고 방어력이 떨어지는 먹이를 잡아 잡는 데 특히 적합하다.

▲ 디메트로돈의 이빨은 아직 큰 먹이를 찢을 수 있도록 설계되지 않았다. © Max Bellomio /CC-by-sa 4.0

그러나 단궁류 먹이가 시간이 지남에 따라 더 크고, 더 빠르고, 더 방어적이 되면서 새로운 전략이 필요했다. 선사 시대 포식자의 턱은 더욱 튼튼해졌고, 적은 수의 이빨이 발달했지만 강하게 구부러졌다. Singh과 그의 동료들은 그러한 턱의 해부학적 구조 덕분에 단궁류가 많은 빠른 공격을 수행할 수 있었다고 믿는다. 그들은 오늘날의 늑대와 유사하게 수많은 작은 물어뜯기를 통해 먹이를 약하게 만들었다.

... 킬러에게

그러나 단궁류과의 진정한 최상위 포식자는 그들의 통치가 끝날 무렵인 2억 7천만 년에서 2억 5천만 년 전에만 나타났다. 이 시점에서 먹이는 이전에는 얻을 수 없는 크기에 도달하여 포식자의 턱에 또 다른 "개조"가 촉발됐다. 무엇보다도 검치(Saber-tooth cat:검치를 가진 호랑이와 비슷한 고양이과 포유류들을 총칭)송곳니를 가진 최초의 포식자가 이때 등장했다.

▲ 턱 기능적 특성에 대한 전반적인 해석에서 제안된 바와 같이 랩토리얼 전문가, 속도 전문가, 파워 시어러 기능성 공급 그룹의 먹이 선호도 및 포획 방법 가능성이 높다. 턱 실루엣(왼쪽에서 오른쪽으로): Mesenosaurus romeri, Annatherapsidus petri, Aelurognathus tigriceps. DSS 딥 시어링 전문가, FG 포스풀 그리퍼, GG 그레이실 그리퍼, GRA 그립 및 립 어택커, PBS 파워 바이트 전문가, RLA 래피드 라이트 어택커, SBS 시어링 바이트 전문가, SS 스피드 전문가. 모든 실루엣은 SAS에서 제작. (출처:관련논문 Predatory synapsid ecomorphology signals growing dynamism of late Palaeozoic terrestrial ecosystems / communications biology 17.Feb.2024)

Singh은 "우리는 근육 효율성이 향상되고 턱 앞부분에 집중된 치아가 적어진 짧은 턱으로의 전환을 확인했다"며 "이것은 깊고 강력한 물기에 적합한 턱이었다"고 설명했다. 후기 단궁류는 아마도 먹이에서 큰 살점을 찢어 내고 높은 혈액 손실로 인해 빠르게 무력화되었을 것이다.

그러나 시냅시드(단궁류)가 최고조에 달해 전문적인 살인자로 발전한 것처럼, 페름기 말의 대량멸종은 그들의 왕조를 갑작스럽게 종말로 몰고 갔다. 소수는 살아남아 공룡의 그림자 속에서 진화하여 최초의 포유류, 즉 우리 조상이 되었다.
(Communications Biology, 2024; doi: 10.1038/s42003-024-05879-2)
출처: University of Bristol

[더사이언스플러스=문광주 기자]

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