타조알이 공룡알보다 큰 이유

미국 자연사 박물관 제공

 

타조알. 우리가 흔히 간과하는 사실 중 하나가 저 알이 공룡알보다 크다는 사실이다. 왜 그럴까? 도판 출처 : https://www.jnilbo.com/news/articleView.html?idxno=72591090118

새로운 연구는 뇌 크기와 새끼 크기 사이의 근본적인 연관성을 밝혀내며 오랫동안 풀리지 않은 진화론적 수수께끼, 즉 새가 왜 이렇게 불균형적으로 큰 알을 낳는지에 대한 해답을 제시한다.

미국 자연사 박물관과 프린스턴 대학교 연구진은 포유류, 조류, 파충류의 생식 및 해부학적 데이터를 분석해 상대적으로 뇌가 큰 종일수록 새끼 수는 적지만 그 새끼는 덩치가 더 크다는 사실을 발견했다.

Royal Society Open Science에 발표된 이번 연구 결과는 큰 뇌를 성장시키는 데 필요한 에너지가 각 새끼에게 더 많은 투자를 요구하며, 이는 더 큰 알이나 더 큰 신생아 형태로 나타난다는 것을 시사한다.

이번 발견은 척추동물 진화에서 가장 놀라운 패턴 중 하나에 대한 새로운 설명을 제시한다.

 

고비 사막에서 발견된 트로오돈과(Troodontidae) 화석 알 덩어리. 트로오돈과는 에뮤 크기 정도 새와 비슷한 수각류 공룡이다. 이 알은 비슷한 크기인 새가 낳는 알에 견주면 절반 정도 크기다. 사진 제공: 믹 엘리슨, 미국 자연사 박물관

새는 일반적으로 많은 공룡 조상 및 친척보다 훨씬 작지만, 가장 큰 새 알은 실제로 알려진 가장 큰 공룡 알보다 더 크다.

"언뜻 보면 직관에 어긋나는 것처럼 보인다"고 이번 연구 주저자이자 프린스턴 대학교 박사후 연구원인 스테파니 레츠키Stephanie Lechki는 말했다.

"많은 공룡이 거대했지만, 가장 큰 공룡 알조차도 가장 큰 새의 알보다 작았습니다. 우리의 연구 결과는 그 해답이 뇌 진화에 있음을 시사합니다. 새가 더 큰 뇌를 진화시키면서, 더 큰 자손도 진화시켰고, 이는 더 큰 알을 필요로 하게 했습니다." 


척추동물 전반에 걸친 공통 패턴

현존하는 척추동물 번식 전략은 매우 다양하다.

조류와 포유류는 일반적으로 비교적 적은 큰 새끼를 낳는 반면, 공룡을 포함한 파충류 대부분은 많은 작은 새끼를 낳는 경향이 있다.

과학자들은 오랫동안 이러한 차이가 신진대사율이나 뇌 크기 차이를 반영하는 것일 수 있다고 주장했지만, 이전 연구들은 대부분 포유류와 조류를 따로 조사했기에 척추동물 전체 번식 진화를 이끈 요인을 파악하기 어려웠다.

포유류, 조류, 파충류 데이터를 하나의 진화적 틀에 통합함으로써, 이번 연구는 육상 척추동물 주요 집단 전반에 걸쳐 상대적인 뇌 크기와 자손 크기 사이에 일관된 관계가 있음을 밝혀냈다.

 

미국 자연사 박물관 조류학 컬렉션에 있는 코끼리새elephant bird(뒤쪽), 타조(오른쪽 앞쪽), 그리고 벌새hummingbird(왼쪽 앞쪽, 상자 안) 알. 코끼리새는 약 1,000년 전 마다가스카르에서 멸종된 것으로 추정되며, 키는 2.7미터(9피트) 이상, 무게는 900파운드(약 900kg) 이상 자랄 수 있었다. 이에서 보이는 코끼리새(Aepyornis maximus) 알은 현존하는 가장 큰 새인 타조 알보다 7배나 크다. 사진 제공: Lisa Rifkind / AMNH

더 넓은 맥락에서 본 화석

이번 연구 결과는 1990년대 고비 사막 탐사에서 발견된 둥지를 짓는 오비랍토르류oviraptorosaurs를 비롯한 놀라운 공룡 번식 화석에 대한 더 넓은 진화적 맥락을 제공한다.

이 화석들은 공룡 번식에 대한 과학자들 이해를 혁신적으로 바꿔놓았지만, 그 중요성은 종종 개별적으로 해석되곤 했다.

"이번 연구는 이러한 놀라운 화석들을 훨씬 더 큰 거시진화적 맥락 속에 배치한다"고 연구 공동 저자이자 이 박물관 공룡 고생물학 큐레이터인 로저 벤슨Roger Benson은 말했다.

"뇌 크기와 자손 크기 사이의 관계는 공룡에서 조류로의 전환 과정 전반에 걸쳐 연쇄적인 영향을 미쳤을 수 있습니다. 뇌가 클수록 자손도 커야 하고, 자손이 클수록 알도 커야 한다면, 해부학적 구조와 행동 양식의 다른 측면들도 이에 맞춰 진화했을 가능성이 있습니다." 

예를 들어, 알이 클수록 산란을 위한 골반관이 넓어야 하고, 알을 품기 위한 둥지 구조는 더 개방적이고 통풍이 잘 되어야 하며, 부화 후에는 부모의 양육에 더 많은 투자가 필요합니다.

이번 연구는 뇌 크기 증가가 현대 조류로 이어지는 계통에서 둥지 짓기 행동, 골반 구조, 그리고 부모 양육의 진화에 간접적으로 영향을 미쳤을 가능성을 시사한다.

화석 기록의 한계

연구진은 멸종된 동물의 생식 생물학 일부 측면을 재구성하기는 여전히 어렵다고 지적한다.

가장 큰 어려움 중 하나는 동물이 매년 몇 번 번식을 했는지 추정하는 것인데, 이는 화석 기록에서 직접적인 증거를 찾기 어려운 특징이다.

이러한 불확실성을 해결하기 위해 향후 연구에서는 매년 여러 번 번식하는 현생 종에서도 동일한 진화 패턴이 나타나는지 살펴보고, 번식 빈도에 영향을 미칠 수 있는 추가적인 생리적 요인을 조사할 예정다.


Publication details
Evolutionary drivers of reproductive output variation among amniotes, and origins of large offspring in birds, Royal Society Open Science (2026). DOI: 10.1098/rsos.251708. doi.org/10.1098/rsos.251708

Journal information: Royal Society Open Science