소형 공룡의 앞다리가 작아진 이유…사실은 ‘개미’를 먹기 위해서? [다이노+]

티라노사우루스는 크고 강력한 턱과 날카로운 이빨 못지않게 이상할 정도로 짧은 앞다리를 지니고 있다. 과학자들은 이 짧은 앞다리의 용도를 두고 갑론을박을 벌이고 있는데, 최근에는 그 자체로 기능이 있는 게 아니라 거대한 턱에 공격력을 모아주는 과정에서 생긴 2차적 변화라는 주장도 지지를 받고 있다.

하지만 앞다리가 작아진 공룡은 티라노사우루스만이 아니다. 소형 수각류 공룡인 알바레즈사우루스류(alvarezsauroids) 역시 매우 독특하고 짧은 앞다리를 지니고 있다. 이들은 몸집에 비해 앞다리가 극도로 짧고 손가락의 수도 한두 개로 축소되어 있는 대신, 굵고 튼튼한 뼈와 커다란 발톱을 보유하고 있어 티라노사우루스의 앞다리와는 또 다른 특징을 보여준다. 알바레즈사우루스의 앞다리가 짧아진 것은 쓸모가 없어서가 아니라 특수 용도로 쓰기 위해 진화된 결과라는 점을 시사하는 대목이다.

이 짧고 강력한 앞다리의 용도를 밝히기 위해 최근 리버풀 대학의 리드햄이 이끄는 브리스톨, 버밍엄, 리버풀 대학 공동 연구팀은 알바레즈사우루스의 생체역학적 능력을 자세히 분석했다.

연구팀은 알바레즈사우루스류의 앞다리가 땅이나 나무를 파헤치는 데 사용되었을 것이라는 가설을 검증하기 위해 화석의 CT 스캔 이미지를 기반으로 두 종의 3차원 디지털 모델을 제작했다. 연구 대상은 고도로 전문화된 형태를 띤 모노니쿠스(Mononykus)와 그보다 앞선 시기에 분화되어 상대적으로 긴 앞다리를 가졌던 반니쿠스(Bannykus)이다.

연구팀은 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 어깨와 팔꿈치 관절의 가동 범위를 측정하고, 근육이 관절을 회전시키는 효율성을 나타내는 ‘모멘트 팔(moment arm)’ 값을 계산하여 이를 땅을 파는 데 앞발을 사용하는 현대 포유류의 데이터 세트와 비교 분석했다.

그 결과 알바레즈사우루스류의 앞다리 구조는 현대의 굴착 동물들이 보여주는 근육 활용 방식과 매우 유사한 경향을 나타냈다. 이는 이들이 단순히 둥지를 만드는 용도가 아니라, 흰개미나 개미 둥지 또는 나무 속의 애벌레를 파헤치기 위해 앞다리를 사용했을 것이라는 가설을 강력하게 뒷받침한다.

특히 초기 알바레즈사우루스 공룡인 반니쿠스는 앞다리의 기능이 비교적 다양하고 범용적이었던 반면, 훨씬 후에 나타난 모노니쿠스는 더욱 제한적이고 전문화된 굴착 동작에 최적화된 모습을 보여 시기에 따라 알바레즈사우루스류가 개미나 흰개미를 전문적으로 섭취하는 방향으로 고도로 전문화되었음을 시사한다.

흥미롭게도 알바레즈사우루스가 개미핥기와 비슷한 형태로 진화한 것은 개미나 흰개미가 진화해서 빠르게 확산된 백악기 후기다. 먹이가 되는 곤충이 먼저 진화하고 개체 수가 크게 늘어나자 공룡이 현대의 개미핥기와 유사하게 수렴 진화해 비슷한 생태적 지위를 차지했을 가능성을 보여준다.

공룡이라고 하면 우리는 풀이나 나무를 먹는 초식공룡과 그 초식공룡을 잡아먹는 육식공룡을 떠올린다. 하지만 현재 생태계도 사슴과 호랑이만 있는 게 아닌 것처럼 당시에도 매우 다양한 형태의 공룡과 다른 생물들이 복잡한 생태계를 구성했다. 알바레즈사우루스의 작은 앞다리는 이를 보여주는 좋은 증거다.

고든 정 과학 칼럼니스트 jjy0501@naver.com