‘고대의 날개’라는 뜻의 시조새(Archaeopteryx)는 새의 조상으로 지금까지 가장 오래된 새로 알려져 왔다.

약 1억 5000만 년 전에 살았던 것으로 추정되고 있는데 깃털이 있었지만 뼈의 구조는 육지에 사는 공룡과 매우 닮아 있었다. 이런 모습을 통해 고생물학자들은 시조새가 몸집이 작고 재빠른 공룡으로부터 진화했다고 추정하고 있었다.

그러나 최근 일본에서 1억 2000만 년 전에 살았던 닭과 닮은 새의 화석이 발견돼 학자들을 어리둥절하게 하고 있다. 1억 2000만 년 전이면 백악기인 1억 4500만 년에서 6600만 년까지 그 사이의 기간으로 공룡이 공존했던 시기다.

어깨뼈, 상완골, 미좌골 지금의 새와 유사  

15일 ‘라이브 사이언스’에 따르면 이번 연구는 일본 후쿠이 현립대학 공룡박물관과 중국 과학원 척추고생물학‧고인류학 연구소가 공동 진행했다.

연구팀은 논문을 통해 실물 그대로 보존된 이 화석에서 현재 살고 있는 새들의 모습이 발견됐다고 설명했다. 이에 따라 그동안 시조새를 통해 추정해온 새의 진화 과정에 의문이 제기된다며, 후속 연구의 필요성을 제기했다.

그동안 중국에서 백악기에 살았던 새 화석이 발견되고 있었다. 그러나 꼬리 부근의 골판(bony plate)이 덮여 있는 등 땅에 살고 있는 공룡의 모습을 닮아 있었다.

그러나 이번에 발견된 화석의 모습을 3D로 영상화한 결과 현재 살고 있는 새보다 머리는 크지만 지금 살고 있는 새와 유사한 골격을 지니고 있는 등 외모로 보아 시조새보다는 지금 살고 있는 새들과 많이 닮아 있었다.

연구를 이끈 타쿠야 이마이(Takuya Imai) 교수는 “지금의 새를 시조새와 구분할 수 있는 세 가지 요인으로 퇴화된 어깨뼈, 길어진 상완골, 깃털로 진화해 짧아진 미좌골을 들 수 있는데 새로 발견한 새의 화석에서 큰 변화가 있었음을 확인했다.”고 밝혔다.

분석 결과 어깨뼈는 거의 퇴화해 흔적을 찾아보기 힘든 것으로 나타났다. 등뼈 끝에 있는 미좌골(pygostyle)과 날개와 연결돼 있는 상완골(humerus)이 특히 지금의 새와 유사한 모습을 지니고 있었다고 밝혔다.

이중 미좌골은 새의 진화를 연구하는 데 있어 중요한 부위다. 일부 조류학자들은 삼각 구조의 이 부위가 새의 진화와 밀접한 관계가 있다고 주장하고 있다.

시조새에서 후기로 진화할수록 미좌골의 길이가 짧아지고 있다. 이마이 교수는 “새가 진화할수록 미좌골이 짧아지는 이유를 아직 밝혀내지는 못했으나, 새의 비행에 별다른 영향을 미치지 못하면서 짧아진 것으로 추정하고 있다.”고 말했다.

새 진화의 역사, 새로 써야 할 듯    

어깨와 날개를 연결하고 있는 상완골 역시 새로 진화할수록 더 길어지면서 앞다리와 뒷다리의 길이가 비슷한 육식공룡과 큰 차이를 보이고 있었다.

연구팀은 이 새의 화석 이름을 ‘후쿠이프테뤽스(Fukuipteryx)’라고 명명했다. 그리고 이전에 발견된 시조새 화석들과 달리 지금의 새와 가까운 특징들에 대해 연구를 진행하고 있는 중이다.

논문은 네이처 리서치에서 출간하는 ‘커뮤니케이션 바이올로지(Communications Biology)’ 14일 자에 게재됐다. 제목은 ‘An unusual bird (Theropoda, Avialae) from the Early Cretaceous of Japan suggests complex evolutionary history of basal birds’.

연구팀은 논문을 통해 그동안 중국 북부 랴오닝성의 제홀 생물군(Jehol Biota)에서 백악기에 살았던 새의 화석들이 발견됐다고 말했다.

그러나 이들 화석들이 중국의 한 특정 지역에서만 발견되고 있는 데다 평면 형태로 석판 등에 각인된 모습으로 보존돼 쥐라기에 이어 백악기에 시조새들이 어떻게 진화했는지 연구를 진행하는 데 어려움을 겪고 있었다고 밝혔다.

이런 상황에서 일본 중북부 후쿠이 현 가쓰야마 시에서 원형 상태로 보존된 새의 화석이 발견돼 연구에 활력소가 되고 있다고 말했다.

이 새는 시조새와 달리 육식공룡의 모습에서 매우 탈피한 모습을 보이고 있는 데다 특히 상완골과 미좌골의 경우는 시조새와 큰 차이를 보이고 있어 진화가 어느 정도 진전된 단계임을  보여주고 있다고 설명했다.

그렇다고 해서  ‘후쿠이프테뤽스’의 모습이 시조새의 모습을 완전히 탈피한 것은 아니었다. 목과 가슴 사이에 있는 V자 형의 위시 본의 형태는 시조새의 모습을 거의 그대로 지니고 있었다.

이마이 교수는 “전체적으로 보았을 때 불완전한 모습이기는 하지만 지금의 닭과 비슷한 모습을 하고 있었다.”고 말했다.

교수는 또 “‘후쿠이프테뤽스’의 발견으로 앞으로 진행될 새의 진화 연구에 큰 변화가 예상된다.”고 말했다. “백악기에 살았던 새들이 다양한 지역에서 다양한 형태로 진화하고 있었다는 사실을 말해주고 있다.”며, 후속 연구에 대한 기대감을 표명했다.