공룡은 북미 해안에 밀려온 해초도 드셨다!

 
by 프론티어스Frontiers

클로벌리 지층Cloverly Formation에서 발견된 다섯 개 화석 표본을 파괴적 샘플링을 통해 동위원소 조성 및 레이저 절삭 분석을 실시했다. 왼쪽부터 악어 이빨 세 개, 데이노니쿠스 안티르호푸스(Deinonychus antirrhopus) 이빨 하나, 그리고 맨 오른쪽은 사우로펠타 에드워드시(Sauropelta edwardsi) 이빨이다. 표본들은 접착 퍼티를 사용해 유리 슬라이드에 고정하고, 아래에는 표본 라벨을 붙였다. 사진 제공: 샘 노블(Sam Noble), 오클라호마 자연사 박물관/클레이튼 포스터(Clayton Forster).

 
폭풍은 해양 물질을 해안으로 밀어내어 육상 동물과 다른 생물들에게 먹이를 제공한다. 이를 해양 부양(marine subsidization, MS)이라 한다. 

오늘날 MS는 특히 해안 생태계에서 흔하며, 가뭄과 같이 육상 생태계에서 먹이가 부족할 때 동물들에게 특히 중요하다.

새로운 Frontiers in Ecology and Evolution 연구에 따르면 공룡과 그 먹이 동물들 역시 해변으로 밀려온 해산물을 섭취했을 가능성이 있다고 한다.
 

초기 알비아기 북아메리아 고지리 복원도. 아득한 옛날엔 북미 대륙이 저런 식으로 생겨먹었다는 정도로 이해하고 넘어가자.

"우리는 백악기 온실 기후 해안 육상 생물들이 현대 생물들과 마찬가지로 해양 자원을 통해 식단을 보충했음을 보여줍니다."

제1 저자인 아칸소 대학교 지질학자 클레이튼 포스터Clayton Forster 박사는 말했다.

"해양 자원이 먹이 사슬을 따라 전달되어 공룡, 악어, 거북이, 물고기 뼈와 이빨의무기질에 축적되었음을 확인할 수 있습니다."

미스터리한 이빨

식물에는 "가벼운"(C-12) 탄소 동위원소와 "무거운"(C-13) 탄소 동위원소가 있다.

δ13C로 표시되는 이 동위원소 비율은 음식물에서 섭취자 몸으로 전달되는 화학적 "지문"이다.

동물이 먹이를 섭취하면 δ13C 값이 치아 에나멜에 축적되는데, 이때 δ13C 값은 섭취한 음식물보다 높다.

살아있는 동물의 경우, 이 차이는 1000분의 11~13 정도다. 

웨이언 지층에서 발견된 대형 악어 이빨. 표본 상자 안에 표본 정보 카드 위에 놓인 표본 옆에 센티미터 자가 놓여 있습니다. 사진 제공: 아이다호 자연사 박물관/클레이튼 포스터.

 
하지만 공룡 이빨의 경우, 이 차이가 일관되게 더 높게 나타나 탄소 동위원소 특징에 대한 의문을 불러일으켰다.

공룡 이빨의 δ13C 값은 육상 식물만 섭취하는 동물에게서 예상되는 값보다 높았다.

육상 식물은 대부분의 해양 식물보다 δ13C 값이 낮기 때문이다.

그러나 공룡이나 그 먹이가 해양 생물을 섭취했다면 이러한 불일치를 설명할 수 있을 것이다. 

"공룡, 물고기, 악어 이빨 에나멜의 탄소 동위원소 조성을 분석함으로써 이들의 주된 먹이가 무엇이었는지, 그리고 지역별로 차이가 있었는지 알아낼 수 있다"고 포스터는 설명했다.

이를 위해 연구팀은 약 1억 년 전 북아메리카 대륙을 두 개 대륙으로 나눈 거대한 내륙해인 서부 내륙 해로Western Interior Seaway를 따라 형성된 해안 지역과 고대 멕시코만 해안 지역에서 발굴된 화석을 사용했다. 
 

법랑질 내 탄산염 δ13C 값과 인산염 δ18O 값의 분류군 평균값을 비교했다. δ13C 값이 높을수록 해양 환경이 식단의 δ13C 값에 더 큰 영향을 미쳤음을 나타낸다. δ18O 값은 해당 지역 수역의 δ18O 값을 반영한다. Frontiers in Ecology and Evolution (2026)

 
또한 내륙 지역에서 발견된 화석도 포함했다.

이 지역들은 초기 알비아Albia기(약 1억 1300만 년 전~1억 700만 년 전) 또는 초기 세노마니아Cenomania기(약 1억 년 전~9600만 년 전)에 형성되었다.

연구팀은 화석 분말을 이용해 두 시대 동위원소 조성을 분석하고 생물들이 산 위도를 파악했다.

분석 결과, 해안 지역 화석의 δ¹³C 값은 내륙 지역 화석보다 높은 것으로 나타났다.

또한 해안 지역 화석의 δ¹³C 값은 위도나 시대에 관계없이 일관되게 나타났다.

이 연구는 선사 시대 생태계에서 MS(무센투치트 층)를 확인한 최초 연구다.

무센투치트Mussentuchit 층에서 발견된 수각류 이빨이 크기 측정 카드 옆 스티로폼 블록 위에 놓여 있다. 사진 제공: 노스캐롤라이나 자연과학 박물관/클레이튼 포스터.

용의자: 해조류

"연안 서식 생물들은 바다에서 어떤 유기물을 섭취했거나, 또는 그렇게 한 먹이를 먹었을 것입니다. 이러한 패턴은 어류에서 대형 초식 동물에 이르기까지 공통적으로 나타나며, 이는 추가 탄소 공급원이 수생 동물과 육상 동물 모두에게 영향을 미치려면 먹이 사슬의 하위 단계에 있어야 함을 시사합니다." 포스터 말이다.

또한, 그 공급원은 내륙이 아닌 연안 서식지에 살았고 수백만 년 동안 지속적으로 존재한 생물이어야 한다.

"이러한 조건을 충족하는 생물은 해양 거대 조류 또는 해조류 외에는 거의 없다"고 포스터는 덧붙였다.

"오늘날 해안에 서식하는 대형 초식 공룡들이 해조류를 주식으로 삼는 것이 거의 보편적인 행동 양식이라는 점을 고려할 때, 표본으로 추출된 대부분의 초식 공룡들도 마찬가지였을 가능성이 높습니다."

하지만 모든 공룡이 해양 자원을 이용한 것은 아니다.

예를 들어, 백악기 여러 지역에서 발견된 대형 초식 공룡인 테논토사우루스 틸레티(Tenontosaurus tilletti)는 해양 먹이를 섭취하지 않았다.

이 공룡의 δ13C 값은 육상 식물을 먹는 현생 동물과 유사했다.

따라서 높은 δ13C 값은 동물이 죽은 후 치아 에나멜의 화학적 흔적을 변화시킨 지질학적 과정보다는 식습관을 반영하는 것으로 보인다.

클로벌리 지층에서 발견된 유리 표본병에 담긴 테논토사우루스 틸레티Tenontosaurus tilletti 이빨. 사진 제공: 샘 노블, 오클라호마 자연사 박물관/클레이튼 포스터.

 
이 데이터 세트는 연구자들이 조사한 해안 퇴적층에서 MS(해양 변성) 현상을 분명히 보여주지만, 초기 알비아기와 초기 세노마니아기의 극지방 및 적도 지역 데이터는 부족하다.

향후 연구에서는 MS가 다른 위도에서, 그리고 이전 쥐라기 시대나 이후 신생대 초기와 같은 다른 시대에도 흔했는지 여부를 밝혀내야 한다.

포스터는 "이번 연구는 육상 생태계와 해양 생태계 사이의 연관성을 강조한다"고 결론지었다.

"이 둘은 수억 년 동안 깊이 얽혀 있었습니다. 이는 시간과 공간을 초월한 환경적 연결고리의 중요성을 강조하고, 오늘날 존재하는 이러한 연결고리를 보호하는 것의 중요성을 보여줍니다." 


Publication details
Marine Subsidization of Dinosaurian Ecosystems, Frontiers in Ecology and Evolution (2026). DOI: 10.3389/fevo.2026.1895247 

Journal information: Frontiers in Ecology and Evolution