악어 뇌는 1억 년 동안 진화가 없었다!

by 스웨덴 자연사 박물관Swedish Museum of Natural History

서아프리카 가늘고 긴 주둥이 악어West African slender-snouted Mecistops cataphractus (Mecistops cataphractus)의 두개골 내부 구조를 컴퓨터 단층 촬영(CT)으로 재구성한 이미지. 사진 제공: Paul Burke

 

현대의 크로커다일crocodiles, 앨리게이터alligators, 카이만caimans, 가비알gharials 은 열대 지방에만 서식하지만, 화석 기록은 전혀 다른 이야기를 들려준다.

고대 악어류는 한때 지구 곳곳에 서식했으며, 놀라운 다양성을 지닌 두개골 형태와 생태적 적응력을 보여주었다.

새로운 연구에서 과학자들은 고해상도 컴퓨터 단층 촬영high-resolution computed tomography (CT) 스캔을 이용해 현존하는 악어류와 멸종된 친척들의 두개골 내부 구조를 재구성했다.

이번 연구 결과는 지구상에서 가장 오래 살아남은 척추동물 계통 중 하나인 악어류의 진화에 대한 새로운 통찰력을 제공하고, 여러 멸종된 악어 집단 간 관계에 대한 오랜 의문을 해결하는 데 도움을 준다.

이 연구는 Journal of Anatomy에 게재되었다.

"오늘날에는 열대 지방에서만 발견되지만, 전 세계 곳곳에서 악어 화석이 발견됩니다." 

스웨덴 자연사 박물관 박사후 연구원 폴 M.J. 버크Paul M.J. Burke는 말한다.

"어떤 나라를 꼽든, 아마도 발굴을 기다리는 악어 화석이 있을 겁니다."

 

악어의 두개골 내부 구조의 변이를 보여주는 진화 계통도. 사진 제공: 폴 버크

긴 주둥이 악어long-snouted crocodiles의 수수께끼 풀기

악어 진화 연구에서 가장 큰 난제 중 하나는 길고 좁은 주둥이를 가진 종의 기원을 이해하는 것이다.

이 독특한 두개골 모양은 악어 역사 전반에 걸쳐 여러 번 독립적으로 진화했는데, 고생물학자들은 이를 수렴 진화convergent evolution라고 부른다. 

그 결과 연구자들은 특정 멸종된 종이 어떤 진화 계통에 속하는지 판단하는 데 어려움을 겪는 경우가 많았다.

연구진은 화석 두개골의 내부 해부학적 구조를 디지털 방식으로 재구성해 서로 다른 지질 시대에 산 긴 주둥이 악어류 사이에서 뇌두개골과 관련 감각 구조의 형태학적 차이점을 발견했다.

이러한 특징들은 겉보기에 유사해 보이는 집단들을 구별하는 데 사용할 수 있는 새로운 형질을 제공한다.

이러한 특징들 중 가장 수수께끼 같은 것은 수십 년 동안 진화적 관계가 불확실했던 멸종된 긴 주둥이 악어형류 집단인 이른바 "토라코사우루스thoracosaurs"다.

"이러한 악어 집단을 구별하는 고유한 특징을 식별함으로써 멸종된 악어들이 진화 역사에서 어떤 위치에 있었는지에 대해 더 확신을 가질 수 있다"고 버크는 말한다.

놀랍도록 보존적인 뇌

이 연구는 또한 악어류의 뇌가 진화 역사 전반에 걸쳐 거의 변화를 보이지 않았다는 것을 시사한다.

환경 변화와 다양한 두개골 형태의 진화에도 불구하고, 신경 해부학적 구조의 많은 부분은 급격한 변화를 보이지 않았다.

"악어의 뇌는 1억 년이 넘는 진화 과정에서 거의 변하지 않았다"고 버크는 말한다.

"마치 과거에 성공적이었던 것을 발견하고 그대로 유지한 것 같습니다."

악어의 뇌와 내이와 같은 여러 두개골 내부 특징은 계통 발생적 신호를 나타내는 것으로 보인다.

이는 가까운 종일수록 먼 종보다 서로 더 유사할 가능성이 높다는 것을 의미한다.

쿠바악어Cuban crocodile (Crocodylus rhombifer)의 두개골 내부 구조를 보여주는 컴퓨터 단층 촬영 재구성 이미지. 사진 제공: 폴 버크

악어류 진화 역사 재구성

이번 연구 결과는 고생물학에서 비파괴 영상 기술의 중요성이 점점 커지고 있음을 보여준다.

화석 증거와 현대 영상 기술을 결합함으로써 연구자들은 화석 두개골 속에 숨은 해부학적 정보를 복원할 수 있다.

새로운 데이터는 악어와 그 친척들의 진화 역사에 대한 새로운 통찰력을 제공할 뿐만 아니라, 수수께끼 같은 멸종 종의 위치를 ​​재평가하고 악어가 백악기-팔레오세 대멸종과 1억 년이 넘는 진화 과정을 어떻게 헤쳐나갔는지 이해하는 데 필요한 틀을 제시한다.

More information
Paul M. J. Burke et al, Computed tomography reveals the endocranial anatomy of Crocodylia: Implications for phylogenetic relationships and ecomorphological convergence across Crocodylomorpha, Journal of Anatomy (2026). DOI: 10.1111/joa.70182