“공룡들 더위 생존법은 공기·피 동시 순환”

입력 : ㅣ 수정 : 2019-10-17 10:01

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美연구팀 공룡 체온 시스템 3D 재현
모든 공룡이 비강 이용해 열 식힌 게 아닌 몸집 크기 따라 다른 체온냉각 체계 가져
거대 공룡은 코·입 모두 사용해 과열 막아
변온동물과 항온동물의 중간에 해당하는 중생대 거대 공룡들이 어떻게 체온 상승을 막고 뇌를 보호할 수 있었는지는 고생물학자를 비롯한 많은 과학자들에게 여전히 수수께끼로 남아 있다. 미국 미시시피 자연사박물관 제공
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▲ 변온동물과 항온동물의 중간에 해당하는 중생대 거대 공룡들이 어떻게 체온 상승을 막고 뇌를 보호할 수 있었는지는 고생물학자를 비롯한 많은 과학자들에게 여전히 수수께끼로 남아 있다.
미국 미시시피 자연사박물관 제공

6500만년 전 중생대 백악기 말 전체 생물의 75%가 사라진 ‘제5차 대멸종’이 찾아오기 전까지 지구의 지배자는 공룡이었다.

사람 크기만 한 공룡도 있었고 심지어는 닭보다 작은 육식 공룡도 살았지만 ‘공룡’이라는 단어를 들으면 많은 사람들이 ‘쥬라기 월드’를 비롯한 많은 영화에 등장했던 브라키오사우루스, 티라노사우루스 같은 거대한 몸집을 떠올린다.

사실 공룡이 살았던 중생대는 극지방에도 거의 얼음이 얼지 않았고 여름과 겨울의 기온차도 거의 없을 정도로 덥고 습했던 것으로 알려져 있다. 이런 환경 때문에 식물들이 하늘 높은 줄 모르고 자라게 되고 이를 먹이로 하는 초식 공룡들이 덩달아 커지면서 초식 공룡을 잡아먹는 육식 공룡의 덩치까지 커지는 일종의 ‘진화론적 군비경쟁’이 이뤄졌다.

동물은 움직이면 필연적으로 체온이 오를 수밖에 없다. 사람이나 새 같은 항온동물은 체온을 일정하게 유지할 수 있는 대사 시스템을 갖추고 있지만 변온과 항온동물 중간 단계인 공룡들이 뜨거워지는 몸을 어떻게 식혔을까 하는 점은 여전히 과학자들이 궁금하게 여기는 부분이다.

미국 오하이오대 의생명과학과, 오하이오 생태·진화학연구센터 공동연구팀은 유체역학과 컴퓨터 3차원(3D) 이미지 기술을 활용해 더운 기후 속에 살았던 공룡들이 열사병과 싸우기 위해 어떻게 몸을 냉각시켰는지에 대한 새로운 사실을 밝혀냈다. 이번 연구 결과는 미국 해부학회에서 발간하는 국제학술지 ‘애너토미컬 레코드’ 17일자에 실렸다. 연구팀은 이에 앞서 지난해 12월 말 초식 공룡인 안킬로사우루스의 머리뼈를 분석한 결과 비강이라고 불리는 콧속 공간이 거대한 몸집에서 발생하는 열을 조절하는 에어컨 역할을 한다는 사실을 밝혀내기도 했다.

연구팀은 공룡 화석과 동물원, 야생 등에서 자연사한 파충류와 조류의 사체들을 컴퓨터단층촬영(CT)해 컴퓨터 이미징 기술로 재현한 다음 유체역학 분석으로 체온냉각 시스템을 재현해 냈다.

연구 결과 연구팀은 포유동물이 더울 때 땀을 흘려 증발시킴으로써 체온을 낮추는 것처럼 반(半)변온동물인 공룡은 공기와 피를 동시에 순환시켜 열을 낮췄을 것이라는 점을 밝혀냈다. 또 지금까지 알려진 바와는 달리 모든 공룡이 코(비강)를 이용해 열을 식혔던 것이 아니라 몸집에 따라 다른 체온냉각 체계를 갖고 있었다고 연구팀은 주장했다.
초식 공룡인 디플로도쿠스 같은 거대 공룡은 뇌와 눈 같은 중요 장기가 체온 상승으로 인해 망가지는 것을 막는 것이 중요했다. 연구팀은 몸집이 10m가 넘는 거대 공룡들은 혈액순환 시스템과 함께 코와 입으로 공기를 흡입해 열을 식혔을 것이라는 연구 결과를 발표했다. 미국 오하이오대 제공
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▲ 초식 공룡인 디플로도쿠스 같은 거대 공룡은 뇌와 눈 같은 중요 장기가 체온 상승으로 인해 망가지는 것을 막는 것이 중요했다. 연구팀은 몸집이 10m가 넘는 거대 공룡들은 혈액순환 시스템과 함께 코와 입으로 공기를 흡입해 열을 식혔을 것이라는 연구 결과를 발표했다.
미국 오하이오대 제공

사람의 몸집과 비슷하거나 작은 공룡들은 항온동물들처럼 피부와 혈액순환으로 체온을 일정하게 유지했다. 반면 몸집이 큰 거대 공룡들은 혈액순환 속도가 작은 공룡에 비해 느렸기 때문에 뇌나 눈 같은 중요 신체부위를 보호하기 위해 코와 입까지 활용해 열을 식히는 일종의 공냉식 체온 조절 전략을 구사했다고 연구팀은 설명했다. 디플로도쿠스나 카마라사우루스처럼 몸 크기가 15~20m에 가까운 거대 초식 공룡은 코와 입을 모두 사용해 체온을 유지했지만 안킬로사우루스처럼 몸 크기가 10m가 안 되는 중간 크기의 공룡은 비강에 공기를 빨아들여 체온을 유지했다는 것이다. 또 육식 공룡들은 코와 입은 물론 턱을 계속 움직여 부채처럼 공기를 펌프질해 머리 쪽으로 열이 오르는 것을 막았다.

루거 포터 오하이오대 교수(인간해부학)는 “이번 연구는 공룡들이 뇌를 포함한 중요한 신체 부위가 있는 머리 부분의 과열현상을 막기 위해 다양한 방법을 활용했으며 그에 맞게 진화했음을 보여 주고 있다”며 “추가 연구로 공룡에 따라 다른 체온 유지 기능이 서식지 선택에 어떤 영향을 미쳤는지를 탐구할 것”이라고 설명했다.

유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
2019-10-17 23면
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