어린이과학동아&수학동아 기사

안녕하세요, 박시후 기자입니다. 오늘은 이전에 작성했던 기사 "스피노사우루스의 모든 것' 1탄과 2탄을 합친 기사를 작성해 보겠습니다.

출처: https://kr.123rf.com/photo_70431100_%EC%8A%A4%ED%94%BC%EB%85%B8-%EC%82%AC%EC%9A%B0%EB%A3%A8%EC%8A%A4.html

1. 연구사

스피노사우루스는 1912년에 독일의 고생물학자 에른스트 프라이헤어 슈트로머 폰 라이헨바흐 남작에 의해 최초로 발굴되었다. 발굴은 무려 4년이 걸렸으며, 라이헨바흐는 여러 경제적 고생을 해야했다.

2차 세계대전 당시 라이헨바흐는 뮌헨박물관의 소장품을 책임지던 고생물학자 겸 나치 추종자였던 칼 버렌에게 스피노사우루스의 화석을 안전한 곳으로 옮겨 달라고 거듭요구했지만 버렌은 그의 요구를 거절했다고 한다.

1944년 4월 25일, 스피노사우루스의 모식 표본은 연합군의 폭격으로 끝내 불타 잿더미가 되고 말았다. 하지만 스피노사우루스의 화석은 게속 발견되었고, 카르노사우리아가 아닌 원형에 가까운 복원이 이루어지게 되었다. 모로코의 고생물학자 니자르 이브라힘은 이탈리아 자연사 박물관에 전시된 스피노사우루스의 화석을 보고 이것이 조국 모로코에서 온 것임을 알게 되었다. 그는 관장을 몇 주동안 따라붙은 결과, 그 스피노사우루스의 화석을 베두인에게서 1만 4000달러를 주고 샀다는 것을 알게 되었다. 아브라힘은 베두인 여럿을 만난 끝에 상당한 원형을 유지한 표본 FSAC-KK-11888을 어렵게 발견할 수 있었다.

2. 크기

스피노사우루스는 역사상 가장 큰 육상 포식자이다. 2014년 이전에는 11.5~20t의 초거대 공룡으로 알려졌었으며 '가장 큰 수각류' 와 '가장 긴 수각류' 타이틀을 모두 당당히 차지하고 있었다. 최근에 재추정이 이루어지면서 길이는 최소 15m 무게는 6~8.5t으로 일단락 되어 '가장 큰 수각류' 타이틀은 기가노토사우루스에게 넘어갔다.

이는 크기를 비교할 때 길이, 높이보다 무게가 더 확실하기 때문이다. 하지만 10~12t에 가깝다는 결과가 나오자 다시 '가장 큰 수각류' 타이틀을 가져오게 되었다. 일단 가장 긴 수각류는 스피노사우루스가 맞고, 가장 키가 큰 수각류는 테리지노사우루스(5~6.5m)와 기간토랍토르(6m)이다. 가장 큰 수각류는 기가노토사우루스 또는 스피노사우루스로 아직 논란이다.(댓글로 여러분 의견을 남겨 주셔도 됩니다.)

3. 2족보행설과 4족보행설

전통적으로 스피노사우루스는 다른 수각류들과 마찬가지로 긴 다리를 가진 모습으로 복원되었고, 2014년 이전까지만 해도 근연종인 바리오닉스 등과 긴 두 다리로 2족 보행을 했다는 것이 정설이였다.

나자르 이브라힘 박사의 연구진은 스피노사우루스의 반수생설을 발표함과 동시에 새로운 화석 표본을 이용해 스피노사우루스의 골격을 재견한 결과 무거운 상체, 좁은 골반, 짧은 뒷다리를 가졌기에 2족보행은 불가능하고 4족보행을 했을 것이라고 주장했다.

 2014년 10월, 내셔널 지오그래픽의 특집기사에서는 니자르 이브라힘 지도교수였던 폴세레노 교수의 지적도 수록했는데, 상체가 워낙 무거워서 4족보행을 할 수밖에 없는 구조임을 밝히고, 이를 나무늘보와 유사하다고 해서 악어 나무늘보라고 지적했다.

4. 다리 길이 논란

고생물학자 스콧 하트만은 자료를 검토한 결과, 뒷다리 길이가 니자르 이브라힘 등의 복원보다 27% 더 긴 결과물이 나왔으며, 해당 논문에서 계산 실수를 한 것과 서로 다른 개체의 뼈를 배열한 것이 문제라고 주장했다.

이브라힘을 비롯한 다른 논문 저자들은 이 지적에 대해 직접 스콧 하트만의 블로그에 댓글을 달아자신들의 입장을 밝혔다. 당 연구의 골격의 디지털 모델링에 사용된 모든 표본들은 CT스캔 과정을 거쳤고, 새로운 표본은 하나의 개체에서만 (발굴된 장소에서 발견된 다른 공룡의 화석은 매우 적었고, 표본을 분석한 결과 모두 같은 나이의 개체) 나온 것이라고 한다. 또한 논문 저자들은 스콧 하트만과 자신들의 측정 방법이 달라서 이런 오차가 생겼을 수도 있다고 주장했다.

그리고 논문 저자들 중 한 명이지만 같은 데이터를 독립적으로 재건을 한 마르코 오디토레의 결과가 연구진들의 것과 일치했던 것 또한 지적했다. 게다가 재건 과정에서 스피노사우루스와 관련이 있는 수백개의 표본을 검토했다고 한다

다시 말해 자신들의 계산에 의하면 논문에 실린 복원이 타당하고, 향후 출판된 모노그래프(단행본 형태로 쓴 논문)를 보면 미심쩍었던 부분이 다 해소될 것이라는 말이다. 

고생물학자 마크 위든은 독립적으로 골반과 다리 크기를 재조정한 결과 스콧 하트만의 추정치와 비슷한 값이 나왔지만, 이후 논문 저자들 중 한 명인 시몬 마가누코는 다시 이에 재반박을 하였다. 그에 따르면 측정과 스케일링 과정에서의 오차 때문에 전혀 다른 결과가 나온 것으로 보인다고 한다. 마크 위든은 그의 지적에 따라 다시 복원한 결과 니자르 이브라힘 등의 비율에 동의한다는 뜻을 나타내 이브라힘의 비율이 맞는 것으로 완전히 잘못 결론났다.

5. 그 외의 가설들

고생물학자 제이미 헤든은 대부분의 수각류들의 앞발은 운동 범위가 상당히 작으며 몸무게를 지탱하기에 부적합한 구조라는 점을 밝히고, 스피노사우루스의 4족보행설을 부정하였다. 게다가 스피노사우루스의 앞발은 다른 수각류들과 마찬가지로 앞발바닥이 서로 마주보는 구조인데 이러한 앞발을 가진 스피노사우루스가 4족보행을 한다면 매우비효율적인 생활을 할 것이라는 점도 지적했다.

참고로 이브라힘 등의 논문의 골격 중 상완골은 용각류의 상완골이라고 추측한 학자도 적지 않다.

고생물학자 안드레아 키우는 이브라힘의 골격 비율을 수용하면서도 4족보행설을 부정하고, 대신 목을 똑바로 세우고 앞다리를 몸 가까이 밀착시키는 식으로 마치 펠리컨과 같은 형태로 2족보행을 했다고 주장했다.

2015년의 연구에서 고생물학자 에버스 등은 2014년 연구에서 이브라힘 등이 연구에서 스피노사우루스의 것이라 본 표본의 일부가 근연종 시길마사사우루스의 것일 수도 있다면서 그들의 골격 재건이 부정확할 수 있다고 주장했다.2018년 고생물학자 도널드 핸더슨은 이브라힘의 복원대로 스피노사우루스를 모델링하여 분석한 결과, 의외로 헤엄치는 데는 서투르고, 육지에서의 2족보행이 충분히 가능했을 것이라는 결과가 나와 스콧 하트만의 다리 비율에 동의한다는 뜻을 나타냈다.

그 뒤로도 많은 논란이 있었고, 현재는 골반과 뒷다리를 제외한 신체 비율은 이브라힘 등이 복원한 신체 비율을, 골반과 뒷다리는 스콧 하트만의 비율을 따르고, 보행형은 완전한 2족보행은 아니지만 뒷다리가 더 많이 사용되었을 것이라고 인정되고 있다.

6. 생김새 및 식성



 스피노사우루스는 다른 수각류 공룡들에 비해 제법 특이하게 생긴 공룡이였다. 뱀처럼 긴 목에 입은 가늘고 길며 이빨이 촘촘하게 박혀 있었다. 이 이빨은 티라노사우루스의 대못같은 이빨이 아닌 마치 고깔같은 모양인데 현대의 악어, 특히 가비알과 비슷하게 생겼다. 즉 먹이를 직접 잡아 뜯는 용도의 이빨이 아닌 고정용으로써, 악어처럼 먹이를 붙잡고 휘둘러 찢어내어 먹었을 것으로 추정한다. 그리고 현생 악어들과 비슷하게 두개골에는 압력수용기가 있어 보지 않아도 먹잇감을 찾을 수 있었으며 머리만 물속에 넣어도 물고기를 잡을 수 있게 물고기 사냥에 최적화되어 있었다.

거기에 앞다리가 티라노사우루스는 물론 알로사우루스보다도 더 길고 튼튼하며 40cm의 어마무시한 엄지발톱을 지니고 있었는데, 이 발톱으로 공격을 했을 것으로 추정된다. 디스커버리 채널에서 이 앞다리를 복원하는 실험을 통해 알아본 결과, 자동차를 가볍게 한 방에 때려부수는 위력을 보여주었다. 이 스팩을 통해 유추해 볼 때 육상과 수상 모두 아우르는 강력한 포식자였을 것이라 추정된다.

물고기의 뼈가 위장에서 나온 적이 있고, 주둥이 부분에 현대의 악어처럼 물 속의 진동을 느끼기 위한 신경계로 추정되는 구멍이 잔뜩 나있기 때문에 보통 강가에서 물고기를 잡아 먹었을 것으로 추정되나, 20m의 포식자가 물고기만 먹었으리란 법은 없다고 생각되며 먹고싶은 것은 닥치는 대로 먹었을 것이다.

스피노사우루스의 특징 중 하나, 일명 돛이라고 불리는 신경배돌기의 정확한 용도는 불명이지만 체온 조절이나 짝 유혹, 지느러미같은 역할로 사용되었을 것으로 추정된다. 단 단점은 신경배돌기의 뼈대가 척추와 연결되어 있어 달리다가 구르게 될 경우 척추가 박살날 수도 있다. 2014년 이후 신경배돌기의 배열에 대해서 논란이 있었다. 이전까지는 바리오닉스의 몸에 신경배돌기가 솟은 모습이였다가, 척추 배열이 잘못되었다는 지적이 생겨 수코미무스와 가까운 형태로 바뀌었지만, 결국 라이헨바흐의 척추 배열을 따르는 것으로 결론났다. 다리도 충분히 2족보행이 가능한 긴 다리가 맞았다.



7. 반수생설



스피노사우루스가 반수생 동물이라는 점이 확인되면서 발에 물갈퀴가 있는 복원도가 등장했다. 물론 화석적인 증거로 입증된 적은 없고, 반수생 동물이여서 물갈퀴가 있었다고 추정하는 것이다. 2010년 프랑스 리옹 대학교의 연구팀이 스피노사우루스를 포함한 스피노사우루스과 공룡들의 치아의 상소동위원소 수치를 분석한 결과 현존하는 악어, 거북 등의 반수생 생물들의 산소동위원소 수치와 유사했다는 것이 밝혀졌다.

2014년 고생물학자 이브라힘 등은 스피노사우루스의 골격을 재견한 결과 오차 때문에 짧은 뒷다리가 나와 반수생 동물이라고 발표했다. 그 외에도 스피노사우루스의 화석에는 골수강이 없고, 뼈의 골밀도가 높은데, 이는 반수생동물에게서 일반적으로 나타나는 특징이라는 점과 꼬리뼈들은 느슨하게 결합된 상태라 추정돠어 수중 활동에 유리했을 것이라는 점 등을 근거로 스피노사우루스가 반수생 동물이라고 주장했다.

학자들은 스피노사우루스의 꼬리가 물속에서 어떤 역할을 하는지 알아보기 위해서 악어, 영원, 코엘로피시스와 알로사우루스의 꼬리를 비교해서 연구해본 결과, 스피노사우루스의 꼬리는 다른 공룡들보다도 8배나 높은 추진력을 냈다. 즉 물속에서 꼬리로 헤엄을 쳣을 거라는 사실이 증명된 것이다.

그러나 이후의 논문에 따르면 스피노사우루스는 대부분을 물가에서 보냈고, 아예 물속에서는 많은 시간을 보내지 않았을 것이라는 분석이 나왔다. 분석 결과 스피노사우루스의 두개골은 완전한 육상동물에 가깝고 반수생 동물이라 보기 어렵다는 점과 안와 역시 육상 동물에 가깝다는 결과가 나왔다.

이것으로 스피노사우루스의 진짜 거의 모든 사실을 정리할 수 있었네요. 언젠가 진실이 밝혀지겠지만 그게 언제일지는 아무도 모른다고 합니다.