3분 읽기
2억 5천만년 전 생태계 급변으로 생명체 90% 사라져.
생존자 경쟁에서 온혈을 갖게됐다.

대량 멸종에서 따뜻한 피가 생겼을까?
생존자들 간의 생태적인 전투력 경쟁이 흡열작용(Endothermy)을 촉진했다.

광범위한 변화 :
포유류와 새는 지구 역사상 최악의 대량 멸종으로 인해 따뜻한 피를 갖게 됐을 것이다.
2억 5천만 년 전에 지상 생태계가 근본적으로 바뀌었기 때문에 90%의 생명체가 사라졌다.
새로운 이론에 따르면, 공룡과 새의 조상과 포유류의 조상은 흡열온도를 조절할 수 있는 능력을 얻었기 때문에 새로운 세계에서 더 잘 적응할 수 있었다. 

▲ 2억 5천만년 전 대량 멸종 후 체격의 변화. © Jim Robins, University of Bristol

파충류, 양서류 그리고 대부분의 어류와 달리 조류 및 포유류는 환경에 상관하지 않고 체온을 조절할 수 있다. 이 등온동물들은 추운 지역과 겨울에 활동할 수 있다.
신체 자체에서 생산되는 에너지는 이들에게 지구력을 갖고 달리고 날아다니는 능력을 부여했다. 과학자들은 온혈을 이러한 동물 그룹이 성공적으로 생존한 중요한 전제 조건으로 간주한다.

대량 멸종 이후 진화적으로 새로운 시작

흡열작용은 언제 발생했을까?
조류와 포유류는 서로 독립적으로 체온 조절 능력을 개발했다고 오랫동안 가정되어 왔다.
그러나 최근 두 동물 그룹, 시냅스 파충류 및 초기 트라이아스기(중생대 제3기)의 아르코사우르스(archosaurs)의 조상에게 이미 온혈의 예비 형태가 존재했다는 증거가 증가하고 있다.
이들은 2억 5천만 년 전 끔찍한 대량 멸종에서 살아남은 몇 안 되는 생존자 중 하나였다.
당시 약 90%의 생명체가 희생되었다.

▲ Permian-Triassic therapsids의 포유류와 같은 캐릭터. (A) 중간 Triassic cynodont Cynognathus의 두개골. (B) 후기 페름기 고르고노프시안의 골격 Sauroctonus. (C) 중간 Triassic Thrinaxodon의 골격. (A, 사진 : Emöke Dénes, Wikimedia; B, 사진 : H. Zell, Wikimedia; C, 그림에서 작성자 : Farish Jenkins.)

이것이 브리스톨 대학의 미첼 벤톤(Michael Benton)이 가정하는 시점이다.
“트라이아스기의 새로운 생태계는 더 활기차고 더 빨리 진행되었다. 이것은 오늘날 주로 포유류와 조류에 의해 지배되는 현대 육상 생태계의 시작을 의미한다”고 연구원은 말했다.
이 생태계 혁명은 온혈의 발달로 촉발되었을 수 있다고 Benton은 설명한다.
왜냐하면 온혈이 대량 멸종 이후에 새로 발달하는 동물 종이 다양한 생활 방식을 가능하도록 했기 때문이다.

빠른 성장, 깃털 및 똑바른 자세

트라이아스기 초기 대량 멸종 직후에 흡열작용이 발생했다는 몇 가지 징후가 있다.

화석 뼈의 분석에 따르면 시냅시드와 고룡류는 빠르게 성장하고 높은 대사율을 보였다.

둘 다 등온동물의 특징이다.

최근 발견에 따르면 이 시기에 최초의 깃털도 만들 수 있었으며, 따라서 온혈 동물에게 유리한 보온을 위해 단열하는 신체 피부를 만들었다.

또 다른 징후 :
트라이아스기의 시작과 함께 포유류, 공룡 및 새의 조상은 체격이 변경되었다.
대량 멸종 이전의 대부분의 척추동물처럼 다리가 옆으로 튀어 나와 있는 ‘뒤뚱거림’ 대신에, 그들의 다리는 이제 몸통 아래에 수직으로 서 있었다.
"이러한 태도의 변화는 대량 멸종 이후 거의 모든 중형 및 대형 육상 척추동물에서 볼 수 있다"고 Benton은 보고했다.

큰 장점 :
이 똑바로된 체형은 달리기를 더 효율적으로 만든다.
Benton은 "이로 인해 더 빠르게 달리고 무엇보다도 더 멀리 달릴 수 있다"고 말한다.
동시에, 이런 이동 모드는 많은 에너지를 소비한다. 여기에 필요한 에너지는 온혈로 제공했을 수 있다.“
"흡열은 미토콘드리아에서 산화적 인산화를 통해 ATP 형태로 에너지를 생성한다"고 연구원은 설명한다. "그러므로 새와 포유류는 도마뱀이나 양서류만큼 빨리 지치지 않는다."

포유류와 공룡 조상 사이의 전투력 경쟁

Benton과 그의 동료들에 따르면, 페름기-트라이아스기 경계에서의 대량 멸종은 여러 면에서 온혈의 발달을 촉진시켰을 수 있다.
한편으로는, 불균형적으로 많은 수의 척추동물 ‘싸움’그룹이 죽었다. 

생존자들은 변화된 환경에서 새로운 도전에 직면하여 이에 상응하는 적응을 발전시켰다.

▲ archosaurs의 진화 및 공룡의 초기 기원에 대한 증거. 자료 :관련 논문에서 발췌 Sterling Nesbitt 제공

그 결과, 공룡과 조류의 살아남은 조상과 포유류의 조상 사이에 생태학적 경쟁이 발생했다. Benton은 “고조 사우루스와 시냅시드는 트라이아스기 초기 및 중기의 다양한 생태계에서 최고의 포식자로서 서로 경쟁했다. 

이러한 대량 멸종 생존자들 중 일부는 이미 단순한 형태의 흡열을 가지고 있었기 때문에 다른 동물들은 이 새롭고 빠르게 진행되는 세상을 따라 잡기 위해 똑같이 해야했다"고 말했다.

따라서 트라이아스기 초기와 중기 과정에서 발달하고 오늘날 포유류와 조류를 특징 짓는 온혈성은 약 2억 5천만 년 전에 대량 멸종으로 시작된 생태적 생존경쟁의 결과일 수 있다.
(Gondwana Research, 220, doi: 10.1016/j.gr.2020.08.003)

출처: University of Bristol

[더사이언스플러스] "Green Soul, Beautiful Nature"

[저작권자ⓒ the SCIENCE plus. 무단전재-재배포 금지]