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씹는 장치의 부족, 새와 같은 기낭, 높은 기초 대사율 및 성장률, 알. 이 특별한 특성 조합이 없는 동물들이 커지는 데는 크기가 제한적

진화의 one-hit-기적
그 이후로 육지 동물이 왜 그렇게 커지지 않았을까?

큰 동물이 존재했으며 용각류가 죽은 후에도 여전히 존재한다. 그들의 거대한 크기는 타의 추종을 불허한다. 다른 동물과의 큰 구성원은 용각류와 같은 완벽한 조합에서 거인에 대한 모든 생물학적 조건을 찾을 만큼 충분히 운이 좋지 않다. 씹는 장치의 부족, 새와 같은 기낭, 높은 기초 대사율 및 성장률, 알. 이 특별한 특성 조합이 없는 동물들이 커지는 데는 크기가 제한적이다. 

▲ 이 Gastornis와 같은 테러 버드는 새 가족의 가장 큰 구성원 중 하나였다. © Tim Bertelink / CC-by-sa 4.0

용각류의 그늘에서

다른 공룡 가족의 대표자들에게도 같은 일이 일어났다. 길이 9미터, 최대 7톤 트리케라톱스와 같은 대형 종조차도 용각류의 거대한 성장을 따라갈 수 없었다. 크기를 제한하는 한 가지 핵심 요소가 있다. 너무 많이 씹는 것이다. 머리에서 치아 열과 씹는 근육이 많은 공간을 차지하면 머리가 작게 남지 못하고 긴 목도 발달하지 못하는데 이는 거대 성장에 필수적인 것으로 보인다.

티라노사우루스와 같은 육식 공룡도 크기가 제한적이었다. 그러나 그것은 아마도 그들이 두 발로 걸었기 때문에 네 발 달린 친척만큼 많은 짐을 옮길 수 없었기 때문일 것이다.

XXL 형식의 상속자 없음

하지만 공룡의 후손인 새들은 어떨까? 언뜻 보기에 그들은 거대증에 대한 몇 가지 요구 사항을 충족하는 것처럼 보인다. 그들은 알을 낳고, 씹지 않으며, 분지형 기낭의 호흡 시스템을 가지고 있다. 꽤 큰 새가 있었다. 예를 들어, 3미터 높이까지 자란 멸종된 공포의 새나 현대 타조가 있다. 그런데 그들의 조상과 비교하면 깃털 달린 미니어처 버전처럼 보인다.

고생물학자인 마틴 샌더(Martin Sander)에 따르면, 포식 공룡과 유사한 조류의 거대증이 없는 것은 처음에는 두 발로 걷는 특성과 다리의 근육 구조가 조상과 다르게 배열되어 있기 때문이라고 한다. 그들은 더 무거운 무게를 지닐 수 없었다. 새는 알을 낳지만 용각류보다 더 집중적으로 알을 낳는다. 새는 알을 품고 부화한 새끼를 기른다. 그래서 그들은 양육에 많은 에너지를 투자하며, 그러면 더 이상 성장에 사용할 수 없다.

거북과 악어와 같은 오늘날의 파충류는 한때 용각류와 동일한 번식 전략을 따르지만 Sander에 따르면 그들의 크기는 낮은 대사율로 인해 제한된다. 냉혈 파충류는 단순히 너무 느리게 자라서 거인 리그에서 놀 수 없다. 가장 큰 파충류 중 하나는 길이가 5m에 달하는 멸종된 호주 거대 동물 메갈라니아(Megalania)였다.

포유류: 치아와 자손에 의해 제한됨

포유류조차도 용각류의 거인에 도달하지 못할 것이다. 씹는 장치와 필요한 안정적인 구조로 인해 머리가 너무 크고 무거워서 긴 목으로 지탱할 수 없다. 이것은 목이 용각류에 비해 짧다고 설명해야 하는 기린에도 적용된다.

그들의 번식 전략은 또한 포유류의 크기를 제한한다.
첫째, 자손은 알에서 태어나지 않으며, 둘째, 강한 부모의 보살핌으로 양육된다. 결과적으로 새와 같은 포유류는 에너지를 "잃고" 한 번에 제한된 수의 어린 동물만 키울 수 있다. 결과적으로 이 자손 전략을 가진 대형 포유류는 교란된 환경 조건이나 인구 감소에 훨씬 더 민감하게 반응한다. 포유류는 신진대사율이 높아 빠르게 성장한다는 사실이 이러한 단점을 보완할 수 없다.

2천 만 년 전에 멸종한 Paraceratherium은 모든 포유류 중에서 가장 강력하게 거대하게 성장했다. 길이 8미터, 무게 15~20톤에 달하는 이 동물은 당시 유라시아 대륙에 살던 코뿔소과에 속했지만 목이 긴 코끼리에 더 가까웠다.

▲ Paraceratherium은 역사상 가장 큰 포유류였다. © DagdaMor/ CC-by 3.0

타의 추종을 불허하는 거인

Paraceratherium과 코끼리 또는 기린과 같은 다른 거인은 포유류가 어느 정도의 크기 잠재력을 가지고 있음을 보여준다. Sander에 따르면 그들은 크기 면에서 모든 동물 가족 순위의 중간에 있다. "가장 큰 파충류와 새는 가장 큰 포유류보다 작고 가장 큰 육식 공룡과 조류 골반 공룡보다 작다. 가장 큰 용각류보다 작다.“

용각류는 앞으로도 헤비급 타이틀을 계속 유지할 것이며 백악기 멸종 이후 사실상 타의 추종을 불허했다. 서로 다른 특성의 독특하고 무작위적인 조합을 통해 그들은 전설적인 거인이 될 수 있었다. 그들의 방대한 유산은 연구와 매력에서 오늘날까지 이어지고 있다. (끝)

[더사이언스플러스=문광주 기자]

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