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- 애리조나에서 약 2억 900만 년 전으로 거슬러 올라가는 생태계 전체의 화석 유해 발견
- 최대 1.8m까지 자라 사람 키만큼 큰 초기 개구리와 도롱뇽 같은 양서류의 화석도 발견
- 이 유적지는 중생대 후기에 트라이아스기를 거치지 못한 오래된 동물들과 함께 번성했던 더 현대적인 육상 척추동물 군집으로의 전환 과정을 보여 준다

북미에서 가장 오래된 익룡 발견
화석화된 생태계, 트라이아스기 대재앙 직전의 삶을 기록하다

잃어버린 세계:
고생물학자들이 애리조나에서 약 2억 900만 년 전으로 거슬러 올라가는 생태계 전체를 발견했는데, 그중에는 북미에서 가장 오래된 익룡도 포함되어 있었다. 이 파충류는 비둘기만 한 크기로 우리 어깨 위에 쉽게 올라탔을 것이다. 화석화된 생태계에는 수많은 어류, 원시 거북이, 그리고 사람 크기의 양서류도 포함돼 있다. 이 화석들은 트라이아스기 말 대량 멸종 직전의 것으로, 대재앙 이전의 삶에 대해 더 많은 것을 보여준다. 

▲ 2억 900만 년 전, 애리조나에서는 익룡, 거북이, 물고기 등 많은 동물이 나란히 살았다. © Brian Engh

약 2억 100만 년 전, 트라이아스기 말에는 모든 해양 생물의 약 4분의 3과 수많은 육상 생물이 사라졌다. 이 대량 멸종은 막대한 양의 온실가스를 방출한 거대한 화산 폭발로 인해 발생했을 가능성이 높다. 그 결과 극심한 기후 변화, 산성화된 바닷물, 그리고 생태계 붕괴가 발생했다. 그러나 이 재앙이 육지 생물에 미친 구체적인 영향은 아직 부분적으로만 알려져 있다. 멸종 직전 시기의 육상 척추동물 화석은 많은 지역에서 발견되지 않았다. 이로 인해 화석 기록에 약 1,200만 년의 공백이 생긴다.

재앙 이전의 한 장면

워싱턴 D.C. 국립자연사박물관의 벤 클리그먼이 이끄는 고생물학자들은 이제 이 공백을 부분적으로 메웠다. 애리조나주 페트리파이드 포레스트 국립공원에서 연구팀은 2억 900만 년 전 후기 트라이아스기 생태계 전체의 화석 유해를 발견했다. 따라서 이 생태계는 대재앙 "불과" 800만 년 전에 존재했으며, 생명체로 가득 차 있었다. 

▲ 이 유적지는 페트리파이드 포레스트 국립공원에 위치해 있다. © Ben Kligman, Smithsonian

연구진은 뼈, 이빨, 물고기 비늘, 화석화된 배설물을 포함하여 총 1,200개 이상의 개별 화석을 발견했다. 고생물학자들의 말에 따르면, 이들은 최소 16개 척추동물 그룹에 속하며, 모두 적도 바로 북쪽의 계절적 홍수가 있는 건조한 강을 건너는 평야에 서식했다. 이러한 홍수 중 하나가 이 화석 퇴적층에 보존된 생물들을 묻어 후손들에게 보존했을 가능성이 높다.

북아메리카에서 가장 오래된 익룡

특별한 발견은 이전에 알려지지 않았던 북미에서 가장 오래된 익룡 종의 화석이다. 날개 달린 이 파충류는 너무 작아서 사람의 어깨에 편안하게 앉을 수 있었다. 그러나 처음에 고생물학자들은 자신들이 발견한 턱뼈가 정말 익룡의 유물인지 확신하지 못했다. 북미에서는 이미 초기 익룡이 발견되었기 때문이다.

"하지만 턱뼈를 자세히 살펴보니 의심이 사라졌다"고 연구자 수잔 맥인타이어는 전했다. "치아와 턱의 해부학적 구조는 분명히 익룡의 것이었다." 고생물학자들은 이 작고 섬세한 뼈가 화석이 되기 전에 파괴되지 않았다는 것이 놀랍다고 말했다. 에오테프라닥틸루스 맥인티레아(Eotephradactylus mcintireae)로 명명된 익룡의 이빨 마모 패턴은 이 익룡이 한때 유적지에서 발견된 갑옷 같은 비늘 물고기를 잡아먹었음을 시사한다.
초기 거북과 거대 양서류 발견

발굴 결과, 2억 900만 년 전 이 지역의 강에는 담수 상어와 실러캔스를 포함한 다양한 어류가 서식했던 것으로 밝혀졌다. 또한 클리그먼과 그의 동료들은 최대 1.8m까지 자라 사람 키만큼 큰 초기 개구리와 도롱뇽 같은 양서류의 화석을 발견했다. 육지에서는 갑옷 같은 초식동물과 악어처럼 생긴 큰 포식자를 포함한 파충류가 지배적이었다.

또한 신발 상자에 들어갈 만큼 가시가 있는 등껍질을 가진 원시 거북의 발견도 인상적이다. 이 거북이는 2015년 독일에서 화석이 발견된 가장 오래된 거북이와 거의 같은 시기에 살았다. 클리그먼은 "이는 거북이가 판게아 전역으로 빠르게 퍼져 나갔음을 시사하는데, 몸집이 크지 않고 아마도 느리게 걸었을 동물에게는 놀라운 일이다"고 말했다.

전례 없는 통찰

클리그먼과 그의 동료들에게 새롭게 발견된 유적지는 과거를 들여다볼 수 있는 특별한 창과 같다. 클리그먼은 "이 유적지는 중생대 후기에 트라이아스기를 거치지 못한 이 오래된 동물들과 함께 번성했던 더 현대적인 육상 척추동물 군집으로의 전환 과정을 보여준다. 이러한 화석 퇴적층을 통해 이 모든 동물이 실제로 함께 살았음을 확인할 수 있다”고 말했다.

참고:
Proceedings of the National Academy of Sciences, 2025; doi: 10.1073/pnas.2505513122
출처: Proceedings of the National Academy of Sciences, Smithsonian

[더사이언스플러스=문광주 기자]

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