거대한 익룡이 이착륙을 버텨낸 비밀 ‘역발상 설계’ [핵잼 사이언스]

익룡은 중생대 하늘을 지배한 생물로 1억 6000만 년 넘는 세월 동안 수많은 종으로 진화했다. 익룡 중에는 비둘기처럼 작은 종도 있었으나 날개 너비가 10m가 넘는 역사상 가장 큰 날짐승인 케찰코아틀루스 노르트로피 같은 대형도 존재했다. 과학자들은 이런 대형 익룡이 어떻게 하늘을 날았는지 아직도 완벽하게 이해하지 못하고 있다.

이렇게 큰 날짐승이 하늘을 날기 위해서는 최대한 무게를 줄여야 한다. 따라서 익룡의 뼈는 새처럼 가운데가 텅 비어 있는 파이프 형태로 되어 있다. 하지만 영국 맨체스터 대학의 네이슨 필리가 이끄는 연구팀은 이것이 전부가 아니라는 사실을 밝혀냈다.

연구팀은 고해상도 3D CT를 이용해 익룡의 뼈 화석을 현미경으로 들여다보는 것처럼 자세히 조사했다. 그 결과 뼈 내부에 머리카락 굵기의 12분의 1에 불과한 작은 관(canal)이 무수히 존재한다는 사실을 알아냈다.

이 관은 뼈조직에 영양분을 전달하는 통로가 되는 동시에 뼈의 무게를 줄이고 손상을 방지하는 역할을 했던 것으로 보인다. 케찰코아틀루스 같은 대형 익룡은 앉은키가 기린보다 컸기 때문에 날아오를 때나 착륙할 때 뼈에 상당한 충격이 가해지고, 자칫 부러질 가능성도 높다.

무게를 줄이기 위해 가운데만 텅 비어 있는 게 아니라 내부에 많은 관을 지니고 있으면 골절에 더 취약할 것 같지만, 오히려 역발상 설계라는 것이 연구팀의 설명이다. 표면에서 균열에 발생해도 정교하게 뼈를 통과하는 관 덕분에 골절이 진행하지 못하고 멈추기 때문이다. 어차피 골절을 피하기 힘든 만큼 범위를 축소한 후 신속히 복구하는 해법이 익룡이 가벼운 무게에도 큰 힘을 견딜 수 있는 뼈를 지닐 수 있는 비결이다.

연구팀은 이 구조를 연구하면 항공기에 사용할 수 있는 초경량 고강도 소재를 개발할 수 있을 것으로 보고 있다. 6600만 년 전 사라졌지만, 역사상 가장 성공한 날짐승이었던 익룡의 지혜를 배울 수 있을지 후속 연구가 주목된다.

고든 정 과학 칼럼니스트 jjy0501@naver.com