쥐라기에는 왜 거대한 초식 공룡이 번성했을까?

중생대 쥐라기에 번성했던 공룡 중에 가장 체격이 큰 종류는 용각류(龍脚類 Sauropod)라 불리는 무리이다. 그들은 긴 목과 꼬리를 가졌고, 몸집에 비해 머리는 작으며, 네 다리는 굵은 기둥처럼 보였다. 용각류 중에는 목만의 길이가 18m나 되는 것이 있었다. 이는 현재의 기린 목보다 6배나 길다. 그리고 현존하는 동물 중에 몸길이가 가장 긴 것은 6.95m나 된 그물비단뱀(reticulated python)이다.

용각류에는 Supersaurus, Brachiosaurus, Diplodocus, Apatosaurus, Brontosaurus 외에 여러 종류가 있다. 공룡류의 크기, 무게, 형태, 체색(體色) 등은 현존하는 동물의 골격, 이빨, 피부, 발자국 등과 비교하여 추정한다.

아프리카코끼리 중에 가장 무거운 기록은 10,4t인데, 용각류의 최고 체중은 65-80t으로 추정되는 Argentinosaurus의 무게였다. 그런데 증거가 될 화석이 이유 모르게 없어져버린(사진만 남음) Bruhathkayosaurus의 체중은 더 무거운 175t 정도였을 것이라고 추정한다.

용각류 무리는 작은 종류이더라도 길이가 5-6m였다. 가장 긴 수퍼사우루스는 체장(體長)이 33-34m, 무게는 31.8-36.3t이나 되었다.

디플로도쿠스는 휘두를 때 충격파(衝擊波 sonic boom)를 발생하는 채찍처럼 거대한 꼬리를 휘둘러 공격해오는 적을 물리쳤을 것이라고 생각한다.

바로사우루스(Barosaurus)라 불리는 종은 최대 몸길이가 25-27m, 무게 12-20t 정도였다. 꼬리로 사나운 육식공룡을 쫒는 그림이다.

사우로포세이돈(Sauroposeidon)은 체장 27-34m, 체중 40-60t이고, 목의 길이가 18m나 되었을 것이라고 한다.

긴 목을 가진 공룡이 번성했던 이론

아르헨티나 고생물박물관의 생물학자 폴(Diego Pol)과 그의 동료 과학자들은 아르헨티나의 최남단 지역(파타고니아라 부름)에서 최근에 발견된 용각류의 화석을 분석하면서, 쥐라기에 목이 유난히 긴 공룡들이 번성했던 이유를 ‘장기간의 화산 대폭발’ 때문이었다고 추측하는 논문을 <Proceedings of the Royal Society B>(2020년 11월 18일 발행)에 발표했다.

폴과 동료들이 이번에 새로 발견한 공룡은 1억 7,900만 년 전에 살았던 바구알리아(Bagualia alba)이다. 그들은 바구알리아의 척추뼈, 목뼈, 다리뼈, 두개골, 턱뼈, 이빨 등의 화석 100여점과 함께 당시의 식물 화석도 발견했다.

쥐라기는 2억1,000만-1억4,500만 년 전이다. 쥐라기는 전기(前期), 중기, 후기로 구분하는데, 전기는 1억 7,500만 년 전까지이다. 전기 쥐라기가 끝날 때쯤인 1억 7,900만 년 전, 지구 남반구에서는 화산폭발이 오래도록 심하게 일어났다. 화산에서 이산화탄소와 메탄가스가 대량 방출되자 온실효과에 의해 지구의 평균기온이 오르게 되었다. 이때 분출된 용암과 화산재가 대량 바다로 들어가자, 바닷물까지 산성화되면서 육상과 바다에서 많은 생명체들이 사라졌다.

긴 시간이 지나자 쥐라기 전기에 무성하던 양치식물과 소철류, 은행나무 등은 감소하고, 그 자리를 키가 큰 침엽수(針葉樹)들이 차지하게 되었다. 침엽수는 키가 높이 자라는 나무이므로, 초식을 하던 공룡들은 처음에는 대형이 아니었으나, 체격이 크고 목이 길어야만 침엽수의 잎을 먹고 살아남을 수 있었다. 침엽수는 잎이 날카로워 이빨까지 적응해야만 했다.

파타고니아에서 발굴된 1억8,000만 년 전 쥐라기 초기에 살았던 바구알리아 화석이다. 이들 화석 주변에서 당시에 번성했던 식물의 화석도 발견되어, 그 때의 기후와 식물상(植物相)의 변화도 짐작하게 되었다. 이 화석에 바구알리아란 학명을 붙인 것은 발견된 장소가 ‘Bagual 계곡’이기 때문이다.

용각류는 체격이 커지면서 더 많이 먹어야 하고, 가득 찬 위장의 음식은 발효시켜가면서 소화해야 했다. 동물은 몸집이 커지면 대사과정에 체열(體熱)이 많이 발생하므로, 이 열을 냉각시킬 수 있어야 한다. 코끼리는 커다란 귀를 통해 체열을 방출하고 있지만, 거대한 용각류는 긴 목으로 고열을 방출할 수 있었다. 이는 목이 길어진 다른 이유의 하나이기도 하다.

침엽수는 양치식물보다 더운 온도와 습도에서 잘 자란다. 높이 자라는 침엽수의 잎을 먹으려면 키가 커야 하고, 그러자면 몸집 또한 증가해야 한다. 체격이 큰 사람일수록 식사량이 많은 것과 같다. 거대한 몸에서는 대량의 열이 발생하므로 체온도 적절히 조절해야 한다. 그들의 긴 목은 잎을 따먹을 때만 아니라 체온을 방출하는데도 필요했다.

바구알리아의 이빨 화석이다. 그들의 긴 이빨뿌리는 깊숙이 박혀 있었고, 이빨은 잎을 자르기 좋은 구조였다. 또한 그들의 이빨 표면을 덮고 있는 에나멜 층은 매우 두터웠다.

쥐라기를 생각하면 누구나 거대한 용각류를 먼저 떠올린다. 당시에 그렇게 큰 공룡이 살았던 이유는 오랜 의문이었다. 체격이 작은 용각류 무리는 쥐라기 전기 이전의 지층에서 많이 발견된다. 폴과 그의 동료 고생물학자들은 완전하다고 할 수는 없지만, 위와 같은 내용으로 쥐라기에 목이 긴 용각류가 번성했던 이유를 설명하고 있다. -YS

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