날개가 4개 달린 신종 공룡이 중국 백악기 지층에서 나와 관심이 집중됐다. 날개를 4개 가진 공룡이 처음은 아니지만, 신종은 날개를 2개인 새와 4개인 공룡이 서로 다른 과정을 거쳐 비행 능력을 진화시켰음을 보여줘 학계가 주목했다.
화제의 생물은 중국 허베이지질대학교와 이탈리아 OPHIS 고생물학박물관 등 국제 연구팀이 29일 국제 학술지 네이처 커뮤니케이션스에 공개한 신종 깃털 공룡 노렐랍토르 바르스볼디(Norellraptor barsboldi)다.
노렐랍토르 바르스볼디의 화석은 중국 랴오닝성 서부 젠창의 백악기 전기 지층에서 발굴됐다. 골격이 온전히 남았는데, 앞다리와 뒷다리, 꼬리 주변의 깃털 흔적까지 보존됐다. 머리부터 긴 꼬리까지 이어지는 몸길이는 약 57㎝다. 뼈 조직 분석 결과 죽을 당시 나이는 최소 세 살로 추정됐다.
노렐랍토르는 드로마이오사우루스류 가운데 작은 몸집과 긴 깃털로 유명한 미크로랍토린류에 속한다. 대표적인 미크로랍토르는 앞다리는 물론 뒷다리에도 길고 비대칭적인 깃털이 달려 앞뒤 네 개의 비행면을 가졌다.
약 1억 년 전 지구의 하늘에는 앞다리뿐 아니라 뒷다리에도 날개가 달린 공룡들이 존재했다. 그간 학자들은 날개가 4개인 공룡이 어떻게 새와 비슷한 비행능력을 발휘했는지 명확하게 알지 못했다. 새와 공룡이 하나의 조상에게서 관련 특징을 물려받았는지, 아니면 각각 독립적으로 하늘을 나는 방법을 개발했는지 논쟁이 이어졌다.
연구팀은 미크로랍토린에서 나타난 해부학적 변화 194가지를 조류 계통과 비교했다. 그 결과 약 30%인 57개 특징이 조류에서도 별도로 나타난 것으로 분석됐다. 비행에 필요한 어깨와 앞다리, 손목 등 여러 구조가 포함됐다.
흥미로운 것은 이런 비행 장치가 만들어진 순서가 두 계통에서 달랐다는 점이다. 하나의 공통된 비행 설계도를 물려받은 것이 아니라 서로 다른 선택 압력 아래 비슷한 결과에 도달했음을 보여주는 증거다. 연구팀은 미크로랍토린과 조류의 비행 능력이 상당 부분 독립적으로 진화한 것으로 해석했다.
쉽게 말해 중생대 공룡들은 하늘을 나는 하나의 정답을 향해 진화한 것이 아니었다. 서로 다른 공룡 집단이 각자의 방식으로 비행을 실험했던 셈이다. 여기서 추가로 생기는 의문은 날개 4개를 이용한 비행방식은 왜 살아남지 못했느냐다.
이에 대해 허베이지질대 왕쉬리 연구원은 “아직 확답은 없다. 이번 연구 역시 네 날개 공룡이 사라진 근본적인 이유를 규명한 것은 아니다”면서도 “모형을 이용한 풍동실험에서 뒷다리 날개가 양력을 높여 활공에 실제 도움이 되는 사실을 알아냈다. 나무 사이를 이동하는 생활에서 상당히 유용했을 것”이라고 설명했다.
이어 “긴 뒷날개는 지상 생활에 불리했을 수 있다. 뒷다리 깃털은 발 부근까지 길게 뻗어 현대 조류의 날개처럼 깔끔하게 접기 어려웠기 때문”이라며 “초기 조류와 가까운 여러 공룡에서는 이후 뒷다리의 긴 깃털이 짧아지는 경향이 관찰된다”고 덧붙였다.
연구팀은 앞날개가 양력과 추진을 담당하고 뒷다리가 걷기와 착지를 담당하는 비행법이 진화하면서 공룡이 날개 4개를 유지할 필요가 줄었다고 봤다. 다만 화석 자료가 충분하지 않아 이를 네 날개에서 두 날개로 이어지는 일직선의 진화 과정으로 단정하지는 않았다.
왕쉬리 연구원은 “미크로랍토린이 실패한 공룡이라고 볼 수는 없다. 이들은 백악기 전기 동북아시아에서 여러 종으로 분화했다”며 “네 날개는 적어도 한동안 충분히 성공적으로 작동한 진화적 해법일 가능성이 있다”고 강조했다.
연구원은 “이번 발견은 새의 두 날개가 처음부터 하늘을 나는 유일한 해답이 아니었음을 보여줬다”며 “공룡이나 새는 서로 계통이 다르지만 각자의 방식으로 비행 능력을 만들고 고도화했을 것”이라고 추측했다.
김한별 기자 khstar@sputnik.kr
