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1. 공룡의 기원
공룡들은 어디서 왔을까? 이 간단한 질문은 지난 150년간 과학자들 사이에서 격렬하게 토론되고 있는 주제이다. 공룡이 지구상에 나타나기 35억 년 전에 이미 생명이 지구상에 존재했다. 단순한 단세포동물로 시작한 지구의 생명체들은 기나긴 세월동안 바다 속에서 해파리, 조개류, 삼엽충 같은 다양한 생명체로 진화하였고 결국 뼈를 가진 물고기가 나타나게 되었다. 물고기 중 폐가 발달하고 강한 뼈 구조로 지탱되는 지느러미를 가진 한 종류가 3억 7천만 년 전에 드디어 육지로 올라오기 시작했다. 바로 이들 개척자가 양서류와 초기 파충류의 조상이다. 중생대는 척추동물의 진화사에 가장 중요한 시기이다. 왜냐하면 어류와 양서류를 제외한 거의 모든 사족동물들(거북, 도마뱀, 악어, 익룡, 공룡, 수장룡과 어룡, 포유류)들이 트라이아스기에 처음 출현하고 쥐라기에 공룡에서 새(조류)가 진화하고 백악기에 거북에서 뱀이 진화한다.
2. 중생대, 공룡시대
공룡이 처음 출현한 후기 트라이아스기는 공룡 이외에도 다양한 원시 파충류들(포유류형 파충류, 원시 지배파충류, 린코사우루스류 등)이 존재했지만 공룡은 트라이아스기가 끝나기 전 2500만년 동안 급속도로 적응방산해* 육상을 지배하게 된다. 과거 이러한 급격한 생물군의 전이는 공룡이 가진 몸 구조의 우월성(즉, 완전한 직립)에 기인한 것으로 해석되었다. 하지만 이와 더불어 공룡들은 그 당시 일어난 기후와 식물상의 환경변화에 톡톡한 덕을 본 것을 부인할 수 없다. 후기 트라이아스기에 원시 용각류들은** 주요한 초식동물로 자리 잡았고 트라이아스기의 대멸종 시기를 잘 거친 공룡들은 쥐라기에 다양하게 번성해 진정한 ‘공룡시대’를 맞이한다.
* 적응방산 : 생물의 한 분류군(分類群)이 환경에 적응하면서 형태적·기능적으로 다양하게 분화하는 현상
** 용각류 : 쥐라기에서 백악기에 번성한 체격이 크고 목과 꼬리가 긴 공룡. 아파토사우루스, 디플로도쿠스, 브라키오사우루스 등이 있다.
브라키오사우르스
3. 공룡 연구
지난 30년 전부터 공룡 연구는 황금기를 구가하고 있다. 공룡화석에 대한 전통적인 고생물학적 기재를 넘어 공룡의 생태와 진화, 생물학적 특이성으로 연구가 확장되고 있다. 이미 멸종한 공룡이라는 생물에 대해 우리가 알고자 하는 것은 이들이 어떻게 1억 6천만년 동안 성공적인 생명체로서 생존할 수 있었냐는 것이다. 이를 위해 CT, FEA, SRS-XRF, Synchrotron 등 첨단장비를 이용해 공룡의 감각능력, 무는 힘, 식성, 성장패턴, 알 속의 태아화석의 존재 유무 등 살아있는 공룡에 더 가깝게 다가가고 있다. 하지만 아직도 베일에 가려진 많은 미해결 문제들은 우리를 더욱 공룡연구에 빠져들게 한다.
4. 공룡화석과 공룡탐사
공룡을 연구하기 위해서는 우선 공룡화석을 찾는 일부터 시작해야한다. 아시아에서 공룡화석이 가장 많이 발견되는 나라는 중국과 몽골이다. 몽골공룡은 1923년 미국자연사박물관의 로이 채프만 앤드류스(Roy Chapman Andrews)에 의해 처음으로 세상에 알려졌다. 앤드류스는 세계 최초로 공룡알 둥지를 찾았으며 새로운 공룡인 프로토케라톱스(Protoceratops)와 오비랍토르(Oviraptor) 공룡을 발굴한다. 그 후 1940년대에는 소련탐사대가, 1960년 70년대에는 폴란드탐사대가 엄청난 양의 새로운 공룡을 발굴하였고, 1990년대부터 다시 미국자연사박물관팀, 일본팀 등이 공룡을 발굴하기 위해 매년 고비사막에 들어간다. 고비사막에서는 지금까지 거의 모든 종류의 공룡이 발견되어왔다. 이들 공룡들은 북미공룡, 남미공룡, 중국공룡들과 서로 달라 독특한 공룡 집단을 형성하고 있어 학술적으로 매우 중요하며, 몽골공룡을 빼놓고는 공룡의 진화사를 언급할 수 없을 정도로 가치가 높다. 특히 몽골공룡은 완벽한 보존 상태 때문에 더욱 주목을 받고 있는데 머리부터 꼬리 끝까지 거의 완벽하게 발견되는 화석도 많기 때문에 실로 공룡탐사의 메카가 아닐 수 없다. 유목민조차 살지 않는 가혹한 환경의 고비사막을 탐사하기 위해서는 40일분의 식량, 물, 텐트, 휘발유, 발굴 장비 등 준비할 것이 많다. 보통 탐사대는 25명 정도이며 탐사장비와 식량은 군용트럭 2대에 나누어 싣고 탐사대원은 사륜구동의 승합차와 지프로 이동한다. 늘 그렇듯이 큰 트럭으로 사막에서 이동하는 것은 쉽지 않기 때문에 몽골의 수도인 울란바토르에서 탐사지역인 남서부 고비사막까지 약 1,300 km의 거리를 이동하는데 보통 2~3일정도가 걸린다. 남서부 고비사막에 분포하고 있는 지층 속에는 지금으로부터 약 7천만 년 전에 살았던 공룡들이 묻혀있다. 우리나라 최초의 국제공룡탐사인 “한국-몽골 국제공룡탐사”는 2006년부터 화성시의 지원으로 시작되어 지금까지 고비사막에서 엄청난 양의 공룡화석들을 발굴하였다. 이 프로젝트를 통해 이룬 큰 업적 중 하나는 지난 반세기동안 그 실체가 밝혀지지 않은 데이노케이루스(Deinocheirus) 공룡의 새로운 화석 발견과 그 연구 결과이다. 이 연구 외에도 발굴한 다양한 공룡들에 대한 연구가 현재 진행중이다.
5. 공룡은 멸종하지 않았다?!
척추동물의 진화사에서 가장 극적인 것 중의 하나는 새의 기원이다. 새는 깃털로 하늘은 날 수 있는 능력을 가졌다는 점에서 모든 척추동물과 쉽게 구별된다. 그렇다면 새와 공룡은 어떤 관계가 있는 것일까? 새의 기원에 대한 질문은 시조새(Archaeopteryx) 화석으로 시작된다. 예일대학교의 오스트롬(John Ostrom)교수는 데이노니쿠스 (Deinonychus) 공룡을 정밀히 조사해 실제 시조새와 진화된 육식공룡들의 많은 뼈들이 해부학적으로 거의 동일하다는 것을 알아냈다. 특히 중요한 것은 앞발과 뒷발의 구조와 기능이 같다는 점이다. 시조새를 포함한 원시조류 화석들의 특징들은 오랜 시간에 걸쳐 공룡으로부터 조류가 단계적으로 진화했음을 보여준다. 1996년 원시깃털을 가진 공룡인 중화용조(Sinosauropteryx)가 중국에서 발견된 이후 다양한 형태의 깃털들이 거의 모든 공룡 그룹에서 발견되고 있다. 이제 이러한 화석들은 새의 전유물로만 여겨졌던 깃털이 실제 공룡들에게서 이미 발달했으며 깃털이 조류의 유일한 특징이 아님을 보여준다. 골격학적 증거와 더불어 깃털의 증거는 원시 수각류* 공룡들이 진화를 거듭하면서 골격의 형태가 조류로 변해가는 동시에 깃털의 진화가 일어났음을 말해준다. 깃털의 발달은 처음에는 날기 위한 목적이 아니라 체온을 조절하거나 자기과시 목적으로 발달하였을 가능성이 매우 높다. 뒷다리에도 깃털이 발달한 미크로랍토르(Microraptor) 공룡은 공룡들이 나무 위에서 활강을 거쳐 완전한 비행을 완성시켰음을 암시한다. 이 두 그룹은 알의 구조, 새끼를 돌보는 습성, 뇌의 발달 등 생태적으로도 많은 공통점이 있다. 따라서 조류는 공룡의 후손이며 그런 의미에서 중생대 땅을 지배한 공룡들은 멸종하였지만 이들의 후손인 새들은 멸종하지 않고 살아남아 오늘날 하늘을 지배하고 있는 것이다.
* 수각류 : 이족 보행이며 티라노사우루스와 벨로키랍토르 같은 육식 공룡 외에도 잡식성, 초식성 등 다양한 공룡이 포함된다. 조류의 조상인 데이노니쿠스(Deinonychosauria)도 수각류 공룡이다.
데이노니쿠스
미크로랍토르
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