고대 아메리카 프롱혼pronghorn은 속도를 위해 진화했다

잘생긴 프롱혼

 
글: 모건 셔번Morgan Sherburne, 미시간 대학교

북미에서 가장 빠른 육상 동물은 아메리카 프롱혼American pronghorn이다.

이미 멸종된 아메리카 치타American cheetah와의 경쟁으로 속도를 진화시켰다고 종래엔 여겨졌다.

그러나 최근 이 이론에 대한 의문이 제기된다.

미시간 대학교 연구팀은 아메리카 프롱혼의 고대 친척 화석 발목뼈를 분석한 결과, 아메리카 치타가 북미 대륙에 나타나기 500만 년도 더 전에 프롱혼이 더 빠른 방향으로 진화하고 있었다는 사실을 밝혀냈다.

이 연구는 '포유류학 저널Journal of Mammalogy'에 게재되었다.

미시간대학교 고생물학자이자 이번 연구 공동 저자인 앤 코트Anne Kort는 "오랫동안 영양이 북미 모든 포식자보다 훨씬 빠른 이유는 영양과 아메리카 치타 사이의 포식자-피식자 간 경쟁 때문이라는 생각이 지배적이었다"며, "이번 연구를 통해 밝혀진 사실은 아메리카 치타가 기존에 생각한 것만큼 치타와 유사하지 않았을 뿐만 아니라, 영양이 아메리카 치타가 나타나기 훨씬 이전부터 달리기에 적합한 체형을 가지고 있었다는 점"이라고 설명했다.
 

슬리퍼리 록 대학교Slippery Rock University 고생물학자 파비안 하디Fabian Hardy와 미시간 대학교 지구환경과학과 조교수 앤 코트Anne Kort가 레드 록 캐니언 주립공원Red Rock Canyon State Park 야외 조사 현장에서 데이터를 논의하고 다음 연구 계획을 세우고 있다. 사진 제공: 브리앤 캐틀린

연구진은 이번 연구 결과가 낙타, 소, 사슴, 영양 등을 포함하는 우제목 동물들artiodactyl relatives과 다른 포유류들이 인간이 야생 서식지로 더욱 확장하고 기후가 온난해짐에 따라 어떻게 적응해 나갈지에 대한 통찰력을 제공한다고 밝혔다.

제1저자인 슬리퍼리 록 대학교Slippery Rock University[대학 이름이 왜 이래? 미끄러운 바위라니?] 파비안 하디Fabian Hardy 조교수는 이번 연구 결과가 미래의 야생 동물 및 가축 관리, 그리고 보존 방안 개발에 중요한 시사점을 제공한다고 말했다. 

"이번 연구는 앞으로 어떤 동물들이 번성할지, 그리고 어디에서 그들을 발견하게 될지에 대한 단서를 제공합니다. 현대의 프롱혼은 현재 서식지 전역에 걸쳐 계속 살아남을까요?" 

미시간 대학교 대학원생 및 박사후 연구원으로 재직하며 이 연구를 수행한 하디 교수는 이렇게 말했다.

"프롱혼은 여전히 장거리를 이동합니다. 1200만 년 전부터 그렇게 이동할 수 있도록 진화했죠. 따라서 도시화와 서식지 파편화에도 효율적으로 이동할 수 있기 때문에 앞으로도 잘 살아남을 가능성이 높습니다."

슬리퍼리 록 대학교 고생물학자이자 조교수인 파비안 하디가 도브 스프링 지층Dove Spring Formation에서 1000만 년 된 설치류 턱뼈를 발굴하고 있다. 사진 제공: 캐서린 러프니

고대 화석과 변화하는 풍경

이 연구는 800만 년에서 1250만 년 전 사이에 퇴적된 모하비 사막Mojave Desert 도브 스프링 지층Dove Spring Formation에서 발견된 화석에 초점을 맞췄다.

이 기간 동안 이 지역은 급격한 환경 변화를 겪었다.

엘파소 분지El Paso Basin라고 일컫는 계곡에서는 시간이 흐르면서 풍경이 변모하여 한때 빽빽하게 들어선 숲이 건조한 초원으로 분리된 듬성듬성한 삼림 지대로 바뀌었다.

연구진은 초기 프롱혼 친척 발목뼈를 조사하면서 발목 회전 지점point of rotation of the ankle과 비교했을 때 뼈가 짧아졌을 것으로 예상했다.

이는 프롱혼이 초원과 숲 사이를 효율적으로 이동하는 데 적응했음을 시사할 수 있기 때문이다.

그러나 연구 결과, 발목뼈, 특히 관절 중앙에 있는 거골astragalus이라는 뭉툭한 뼈는 변하지 않은 채로 남아 있었다.

이는 프롱혼이 탁 트인 초원에 적응하기보다는 숲 사이를 효과적으로 이동할 수 있었음을 시사한다.

마이오세라고 불리는 지질 시대 화석군을 연구하던 하디는 약 400만 년에 걸친 다양한 뼈를 수집했다.

그는 환경 변화와 포유류의 운동 적응 간 상호작용을 연구하는 코트와 만나 이 뼈들을 중심으로 한 연구 프로젝트를 구상했다.

코트는 "약 3천만 년 전부터 현재까지 포유류는 점점 더 빠르게 달리는 방향으로 진화해 왔는데, 이는 포유류가 달리기에 적응했다는 것을 의미한다"고 말했다.

"저는 이처럼 환경이 건조해지고 개방되는 작은 규모의 패턴에서도 이러한 변화를 감지할 수 있는지 궁금했습니다."

우제목 동물의 발목 관절에 있는 뭉툭한 뼈인 거골의모양과 길이는 동물의 속도를 가늠할 수 있는 지표가 될 수 있다. (사진 제공: 슬리퍼리 록 대학교 파비안 하디, 미시간 대학교 앤 코트)

고대 발목이 알려주는 속도 정보

연구진은 영양이나 소와 같은 현대 우제목 동물을 대상으로 한 기존 연구 결과를 활용하여 고대 발목의 거골을 비교 분석했다.

이 연구는 탁 트인 서식지에 산 이 동물들이 효율적인 달리기에 적합한 짧은 발목뼈(거골)가 있다는 사실을 보여주었다.

"우리는 처음에는 더 긴 발목뼈를 가진 개체들이 발견되다가 나중에는 달리기에 더 적합한 발목뼈로 변할 것이라고 예상했습니다. 하지만 그런 결과는 나타나지 않았습니다." 코트는 말한다. "대신, 우리는 전체 지역에 걸쳐 발목뼈 형태가 변하지 않는 군집을 발견했습니다."

코트는 가늘고 다리가 긴 비글beagle만 한 크기의 프롱혼 친척들은 엘파소 분지를 드나들며 여전히 적합한 서식지인 다른 숲 지역을 찾아 이동할 수 있을 만큼 충분히 컸다고 말했다.

"우리의 추측으로는 이 동물들이 건조화와 경관 변화에 적응하기 위해 이동했을 것이다"고 코트는 덧붙였다.

코트와 하디가 연구한 기간 동안 발목뼈(거골)는 변하지 않았지만, 치타가 나타나기 500만 년 전에 이미 달리기에 적응했다는 증거가 발견되었다.

실제로 초기 프롱혼은 "현대 프롱혼과 거의 같은 발목 비율을 지녔다. 즉, 구조가 매우 유사하고, 미국 치타가 나타나기 훨씬 전부터 속도에 적합하게 진화했다"고 코트는 말했다.

결국, 마이오세 말기에 이르러 작은 프롱혼은 멸종했는데, 이는 아마도 생태계에 돌이킬 수 없는 변화를 가져온 "티핑 포인트tipping point" 때문이었을 것이다.

코트는 "진화와 이러한 점진적인 변화를 예상하기는 쉽지만, 문제가 너무 심각해질 때까지 알아차리지 못할 수도 있다는 사실은 이러한 현상이 어떻게 작용하는지 다시 한번 상기한다"고 말했다.

"이번 연구 결과는 야생동물 관리 및 직접적인 보존 활동에 종사하는 생물학자들에게 맥락 정보를 제공할 수 있습니다. 직접적으로 활용하지는 않더라도, 정치적 문제를 이해하는 데 있어 역사적 맥락을 제공하는 것과 같은 역할을 할 수 있습니다." 

Publication details
Fabian C Hardy et al, Family-level ecometrics reveal functional trait stability in Miocene artiodactyls despite environmental change in the Mojave region, Journal of Mammalogy (2026). DOI: 10.1093/jmammal/gyaf089  

Journal information: Journal of Mammalogy