3'50" 읽기
- 티라노사우루스 렉스(T. rex)는 주로 고기를 먹고 가끔 뼈를 먹었다.
- 초기 공룡이 아마도 육식 동물이거나 잡식 동물이었을 것

티라노사우루스 렉스(T. rex)는 결국 뼈를 먹는 동물이 아니었나?
치아 분석을 통해 포식 공룡과 초기 공룡 형태의 섭식 행동이 밝혀졌다.

장성한 티라노사우루스는 이전에 생각했던 것처럼 규칙적으로 뼈를 먹지 않았을 수 있다. 치아 구조에 대한 새로운 미세 분석 결과다. 따라서 성체 T. rex는 주로 고기를 먹고 가끔 뼈를 먹었다. 또 다른 치아 연구는 또한 초기 공룡이 아마도 육식 동물이거나 잡식 동물이었을 것이며 식물성 식단이 이전에 생각했던 것보다 늦게 확립되었음을 보여준다. 

▲ 이 2.5톤 Lythronax와 같은 Tyrannosaurids는 결국 뼈 미식가가 아닐 수도 있다. © Daniela E. Winkler

강력한 송곳니를 가진 포식성 공룡, 거대한 이빨을 가진 오리주둥이 공룡, 연필 모양의 이빨을 가진 긴 목 공룡 등, 공룡의 치열은 멸종된 파충류만큼이나 다양했다. 일부 포식 공룡은 특히 공룡 시대 말기에 엄청난 무는 힘을 가졌다는 것이 분명하다. 티라노사우르스 렉스의 이빨은 너무 강해서 뼈도 부술 수 있었다. 이것은 다양한 먹이 동물의 뼈에 물린 자국과 화석 T. rex 배설물의 부서진 뼛조각으로 입증된다.

현미경으로 들여다 본 치아 마모

그러나 마인츠 대학의 Daniela Winkler가 이끄는 연구원들은 이제 T. rex가 실제로 정기적으로 뼈를 먹기 위해 강력한 무는 힘을 사용했는지 의심했다. 포식 공룡의 섭식 습관에 대해 더 알아보기 위해 그들은 34개의 수각류 이빨을 처음으로 미세 조직 분석에 적용했다. 현대 악어의 이빨 14개가 비교 대상으로 사용되었다. 현미경 이미지는 깊이, 거칠기 및 복잡성이 다양한 마모 흔적을 보여주었다.

▲ 성체 Tyrannosauridae의 치아 미세 질감 이미지. 치아 끝에 마모 흔적이 있어 식단에 대한 결론을 내릴 수 있다. © Daniela E. Winkler

서로 겹치고 크기가 다른 깊은 마모 자국은 뼈 위주의 식단을 암시한다. 반면에 더 선명한 마모 패턴은 부드럽고 육류를 기반으로 한 식단을 나타낸다. Winkler와 그녀의 동료들은 서로 다른 포식성 공룡의 식단이 얼마나 뼈가 많은지 그리고 그들의 식단이 서로 얼마나 다른지 알아보기 위해 치아 마모를 사용하기를 원했다.

뼈는 아마도 좋아하는 요리가 아닐 것
.
그 결과 과학자들은 티라노사우르스의 미세 조직 분석에서 뼈를 먹었다는 것을 확실히 알고 있었다. 그럼에도 그들은 자주 뼈를 먹었다는 것을 나타내는 마모 흔적이 거의 나타나지 않았음에 놀랐다. 그렇다면 마모 패턴은 어디에 있을까? Winkler와 그녀의 동료들은 뼈가 T. rex 메뉴의 일부일 뿐이므로 치아가 너무 많이 마모되지 않았다고 의심했다.

마모 흔적이 없는 또 다른 설명은 팀이 분석을 위해 매우 잘 보존된 치아만 사용했다는 것이다. 조사되지 않은 더 심하게 손상된 치아는 한때 뼈를 자주 먹은 한 개체의 것일 가능성이 있다고 과학자들은 지적한다.

▲ 치아 모양의 변화를 나타내는 형태학적 형태 공간. (출처: 관련논문 Dental form and function in the early feeding diversification of dinosaurs / Science Advances / 16 Dec 2022 / Vol 8, Issue 50)

반면 어린 티라노사우르스의 경우, 그들은 전형적인 뼈 먹는 동물의 마모를 매우 자주 발견했다. "이는 그들이 남은 음식을 먹었기 때문에 더 자주 사체를 먹어야 한다는 것을 의미할 수 있다"고 Winkler는 설명했다. 이것은 서로 다른 연령대의 티라노사우루스가 서로 다른 생태적 틈새를 차지했다는 가설을 확인시켜준다. 포식 공룡이 어릴 때부터 마모 패턴이 사라진 것은 티라노사우루스가 상어처럼 계속해서 이빨을 교체했기 때문일 수 있다.

▲ 화석 수각류와 비교하여 현존하는 악어의 법랑질 표면에서 측정된 12개의 DMTA 매개변수를 사용하는 PCA. 유색 타원은 성체 티라노사우루스류(보라색 음영), 성체 알로사우루스 프라길리스(주황색), 어린 수각류(빨간색), 작은 주둥이가 넓은 악어(하늘색), 큰 주둥이가 넓은 악어( 진한 파란색) 및 가느다란 주둥이 악어(회색). PC1은 표면 거칠기 증가, PC2는 표면 마모 특성 분포를 나타낸다. 채용된 분류군의 대표적인 치아 형태는 크기에 따라 대략적으로 묘사된다. )출처: 관련논문 First application of dental microwear texture analysis to infer theropod feeding ecology / Palaeontology)

태초에 육식동물이었을까?

T. rex와 같은 커다란 이족보행 백악기 포식 공룡은 아마도 많은 사람이 "육식"이라는 단어를 들었을 때 가장 먼저 떠올리는 공룡일 것이다. 그러나 공룡 이빨의 모양과 기능에 대한 최근의 또 다른 연구가 시사하는 바에 따르면, 약 2억 년 전 공룡 시대 초기에 육류 위주의 식단은 공룡 시대 말기보다 훨씬 더 흔했을 수 있다.

▲ Ballell과 그의 팀이 연구한 여러 초기 공룡의 두개골과 이빨. © Ballell et al./Science Advances /CC-by 4.0

그들의 연구에서 브리스톨 대학의 Antonio Ballell 주변의 과학자들은 다양한 공룡 치아 변종의 기원을 면밀히 조사했다. 그들은 인공 지능(AI)의 하위 영역인 3D 모델과 머신 러닝으로 작업했다. 이러한 AI 시스템의 도움으로 고생물학자들은 초기 공룡의 전형적인 이빨 모양을 현대 이빨 모양과 비교하고 정량적으로 평가할 수 있었다.

현재 이론은 초기 공룡이 육식성 또는 잡식성 조상의 후손이라고 주장한다. 이러한 가정에 따르면 초식 공룡도 공룡 가계도에서 일찍 나타났다.

▲ 치아 응력의 변화를 나타내는 생체역학적 공간. (A) PC1 및 PC2 축으로 캡처되고 식이 범주별로 볼록 외피를 보여주는 완전한 치과 생체 역학 공간. 간격 변수는 스트레스 수준을 나타내는 색상이 있는 화살표로 표시됩니다. 생체역학적 공간에서 응력 분포와 크기의 차이를 시각화하기 위해 선택한 분류군의 응력 분포도가 표시된다. (B) 응력 분포도와 함께 초기 공룡이 차지했던 생체역학적 공간 영역. 실루엣: G. Ugueto의 Thecodontosaurus, Maurissauro의 Buriolestes, Conty의 Eodromaeus(PhyloPic에서; http://phylopic.org) 및 S. Hartman의 기타(PhyloPic에서). (출처: Dental form and function in the early feeding diversification of dinosaurs / Science Advances)

나중에 식물 섭취

Ballell과 그의 동료들의 결과는 이러한 시나리오에 부분적으로만 동의한다. 한편으로, 그들은 또한 공룡 가계도를 해석하는 방법에 따라 공룡이 육식성 또는 잡식성 조상의 후손임을 결정할 수 있었다. 한편 그들의 분석에 따르면 초식동물은 이전에 추정했던 것보다 훨씬 늦게 발달했다.

역사상 가장 큰 초식동물인 목이 긴 용각류도 한때는 육식동물로 시작하여 잡식동물로, 그 다음에는 초식동물로 진화했다. Ballell의 팀에 따르면 전환은 예를 들어 Triceratops가 속한 조류 골반 공룡(Ornithischia)에서도 예상보다 늦게 발생했다. 그러나 서로 다른 치열 형태가 발달하자마자 이것은 공룡이 틈새를 차지할 수 있는 독특한 기회를 열었다.
(고생물학, 2022; doi:10.1111/pala.12632; Science Advances, 2022; doi:10.1126/sciadv.abq5201)
출처: 도쿄 대학, 라이프니츠 생물다양성 변화 분석 연구소, 마인츠 요하네스 구텐베르크 대학, 미국과학진흥협회(AAAS), 사이언스 어드밴스

[더사이언스플러스=문광주 기자]

[저작권자ⓒ the SCIENCE plus. 무단전재-재배포 금지]