검치호랑이는 결국 극단으로 발달한 송곳니 때문에 망했다!
by 로버트 샌더스Robert Sanders, 캘리포니아 대학교 버클리University of California - Berkeley
박물관 서랍 속에 고스란히 보관되어 "고양잇과 동물feline"로만 알려진 화석은 사실 500만 년도 더 전에 북아메리카에 서식한 아주 오래되고 수수께끼 같은 검치호랑이saber-toothed cat 화석이다.
UC 버클리 고생물학자가 새롭게 발견한 이 거의 완전한 두개골 화석은 이 거대한 송곳니를 가진 고양잇과 동물들이 수천 년에 걸쳐 어떻게 진화하다가 약 1만 년 전에 멸종했는지 밝히는 데 도움을 준다.
분명한 점은 이 고양잇과 동물들이 처음에는 송곳니fangs (윗니upper canines)가 작았지만, 점차 길어지는 송곳니로 진화했고, 이것이 결국 멸종으로 이어졌을 가능성이 있다는 것이다.
캘리포니아 주 화석인 스밀로돈 파탈리스Smilodon fatalis (원래 이름은 S. californicus)는 이러한 진화 경향의 정점을 보여준다.
이 동물은 검치호랑이 중에서 가장 큰 송곳니(길이 최대 18cm)가 있었지만, 검치호랑이 중에서 가장 마지막까지 살아남았다.
버클리 대학 박사후 연구원인 나리만 차타르Narimane Chatar에 따르면, 그녀가 뉴욕 미국 자연사 박물관에서 우연히 발견한 두개골, 이빨, 그리고 아래턱뼈(하악골)는 원래 캔자스에서 발견되었고 턱뼈 조각과 이빨 화석으로만 알려져 있던 아델파이루루스 칸센시스Adelphailurus kansensis 종 것이라고 한다.
이번에 처음으로 완전한 두개골 화석을 확보하게 된 차타르는 이 동물을 검치호랑이 계통도에 잠정적으로 위치시키고, 아메리카 대륙 전역에 서식한 가장 잘 알려진 검치호랑이인 스밀로돈Smilodon과 비교할 수 있게 되었다.
차타르는 "과거에는 검치호랑이라고 하면 '스밀로돈' 하나만 떠올렸다. 검saber처럼 생긴 이빨 형태를 가진 모든 종은 스밀로돈처럼 사냥하고 행동했을 거라고 생각했다"고 말했다.
"우리는 이제 그 동물들, 특히 아델파이루루스 칸센시스Adelphailurus kansensis와 같은 초기 분화 분류군에서 큰 차이를 보기 시작했습니다."
살점을 썰고 동맥을 끊기에 적합하게 진화한 검치호랑이의 위쪽 송곳니는 오늘날 고양이과 동물 송곳니와는 달리 칼처럼 옆으로 납작한 형태를 띠고 있다.
사자, 호랑이, 집고양이 송곳니는 단면이 둥글다. 앞어금니 또한 칼처럼 생겨 고기를 다지고 찢는 데 적합하다.
하지만 이전 연구에서 밝혀진 바와 같이, 검치호랑이 이빨은 오늘날 고양이과 동물의 튼튼한 이빨보다 약하다.
채터Chatar는 직접 검치호랑이 위쪽 송곳니의 강도와 살상 효율을 실험했으며, 현재 버클리 대학교 통합생물학과 잭 쳉Jack Tseng 교수 연구실에서 이 육식동물 어금니에 대한 실험을 진행하고 있다.
시뮬레이션 실험에서 다양한 종의 검치호랑이를 3D 프린팅하여 만든 모형은 살점과 같은 질감의 젤을 뚫는 데는 탁월했지만, 시뮬레이션 뼈에는 쉽게 부러졌다.
젤gel 실험에서는 스밀로돈이 가장 우수한 성능을 보였지만, 시뮬레이션 뼈에서는 가장 약한 성능을 나타냈다.
아마도 약한 치아 구조 때문이었을 것이다.
마지막 빙하기 이후 멸종된 들소나 낙타 같은 대형 초식동물을 먹이로 삼던 이 맹렬한 육식 공룡들은 더 둥글고 튼튼한 이빨, 게다가 뼈를 부술 수 있는 어금니를 가진 다른 육식 공룡들과의 경쟁에서 밀려났다.
"육식 포유류 이빨은 기본적으로 자르고 부수는[slicing and crushing] 두 가지 주요 기능을 한다"고 차타르 교수는 말했다.
"하지만 검치호랑이에게는 분명한 상충 관계가 있습니다. 위쪽 송곳니는 매우 효율적이었지만 매우 쉽게 부러졌습니다."
이 새로운 화석은 6월 19일 온라인으로 《척추동물 고생물학 저널(Journal of Vertebrate Paleontology)》에 발표된 논문에 설명되어 있다.
검치saber-like teeth와 같은 이빨은 진화의 종말이었을까?
검치호랑이는 결국 멸종했지만, 수천만 년 동안 크고 날카로운 위송곳니는 존재했다.
이러한 이빨은 현존하는 고양잇과 동물을 포함하는 고양이과 동물felids 두 그룹, 즉 스밀로돈과 같은 검치호랑이와 호모테리니Homotherini (초승달 모양 이빨을 지닌 고양잇과 동물)뿐만 아니라 남아메리카에 산 틸라코스밀리드Thylacosmilids라는 유대류marsupials와 님라비드Nimravids라는 고대 고양잇과 육식동물 계통에서도 발견되었다.
수백만 년 전에 멸종한 틸라코스밀루스는 스밀로돈의 이빨에 필적할 만큼 계속 자라는 검치 이빨이 있었다.
"검치호랑이는 정말 다양한 종들이었어요." 차타르는 말했다.
"스밀로돈이나 호모테리움Homotherium처럼 위송곳니가 아주 긴 종들이 주목을 많이 받지만, 사실 이 그룹에서 초기에 분화한 종들은 대부분 위송곳니가 더 짧았죠. 안타깝게도 우리는 스밀로돈이나 호모테리움처럼 후기에 분화한 종들에 대해서는 많이 알지만, 초기에 분화한 종들에 대해서는 아는 것이 거의 없어요."
차타르의 박사 학위 논문은 검치호랑이 진화에 관한 것이었다.
연구를 진행하면서 그녀는 휴대용 레이저 스캐너를 가지고 전 세계 여러 박물관을 방문해 검치호랑이 화석 표면을 자세히 스캔했다.
그리고 나중에 이 스캔들을 조합하여 각각의 정확한 3D 이미지를 재구성했다.
이 미국 박물관에 갔을 때, 그녀는 "고양이과" 또는 "고양이"라고 표시된 서랍을 모두 열어보다가 애리조나에서 발견된 프세우다엘루루스Pseudaelurus라는 두개골 하나를 발견했는데, 그것이 현대 고양이와는 매우 다르게 생겼다는 점이 눈에 띄었다.
프세우다엘루루스Pseudaelurus는 "가짜 고양이"라는 뜻으로, 고양이처럼 생긴 정체불명의 화석들을 통칭하는 용어라고 그녀는 말했다.
"두개골이 상당히 온전했고, 하악골 일부와 치아 전체가 남아 있어서 흥미로웠어요." 그녀는 말했다.
"서랍 안에서 위쪽 송곳니도 발견했는데, 송곳니가 옆으로 납작하게 눌려 있는 것을 보고 고양이도 호랑이도 아니라는 것을 알았죠."
그녀는 화석을 스캔했지만, 코네티컷 주 뉴헤이븐New Haven에 있는 예일 피바디 박물관Yale Peabody Museum에서 아델파일루루스 칸센시스Adelphailurus kansensis 원본 화석의 복제본을 스캔하기 전까지는 잊고 있었다.
원본, 즉 모식표본holotype은 1924년 발견된 이후 캔자스 대학교에 보관되어 있었지만, 1934년에야 새로운 종으로 기재되었다. 복제본은 미국 박물관에 있는 화석들과 놀랍도록 비슷했다.
벨기에 리에주Liege 대학교에서 논문을 마친 차타르는 버클리로 이주해 다른 연구에 몰두했다.
그녀는 현존하는 육식동물과 멸종된 육식동물의 무는 능력과 씹는 능력을 비교하고, 이러한 능력이 이빨과 두개골 모양과 어떤 상관관계가 있는지 밝히는 연구를 진행했다.
이 연구가 본격적으로 시작된 후에야 그녀는 프세우다엘루루스Pseudaelurus 두개골 분석이라는 "부업side project"을 시작했다.
차타르는 쳉과 공동으로 발표한 이번 논문에서 미국 박물관에서 발견된 화석 특징들이 캔자스에서 발견된 아델파이루루스 화석 조각들과 이후 네브래스카, 텍사스, 멕시코에서 발견된 유사한 화석 조각들과 어떻게 일치하는지 설명한다.
차타르는 아델파이루루스 주둥이가 상당히 좁고 길다는 점을 다른 검치호랑이와 구별되는 특징으로 꼽았다.
또한, 이 동물 이빨에는 톱니 모양 돌기가 있는데, 이는 일부 검치호랑이에게서만 나타나는 특징으로, 톱니 모양 칼처럼 작용했을 가능성을 시사한다.
아델파이루루스를 포함한 검치 동물 조상 종에서 발견되는 짧은 위 송곳니는, 이들 초식성 육식 동물들이 긴 송곳니를 진화시키기 시작한 후에는 이를 없애지 못했다는 차타르의 이론을 뒷받침한다.
차타르는 "긴 위 송곳니를 발달시키기 시작했다가 멈추고 덜 특화한 상태로 되돌아간 계통은 본 적이 없다. 일단 어떤 집단이 긴 송곳니를 발달시키기 시작하면, 그 송곳니는 극단적으로 발달하다가 결국 멸종하게 된다"고 말했다.
"검치 육식 동물들은 '거시진화적 래칫macroevolutionary ratchet'이라고 일컫는 현상의 한 예입니다. 어떤 초특화한 형태를 발달시켜 한 가지 일에 매우 효율적이게 되지만, 환경이 변하여 그 일을 하기가 더 어려워지면(예를 들어 먹이를 찾고 사냥하기가 더 어려워지면) 멸종할 가능성이 더 높아지는 것입니다."
차타르가 우연히 아델파이루루스를 발견한 것은 박물관에 아직 발견되지 않은 독특하고 중요한 표본들이 더 존재할 가능성을 시사한다.
"이번 일은 예전 소장품들을 다시 살펴보고 모든 서랍을 열어 표본들을 꼼꼼히 살펴봐야 할 필요성을 강조합니다. 고양이 화석이나 프세우다엘루루스 화석 등 다른 이름으로 표시되어 어딘가에 이 화석처럼 놀라운 화석들이 숨겨져 있을지도 모르니까요. 그저 설명만 하면 되는 화석들이 말입니다."
Publication details
Narimane Chatar et al, New material of Adelphailurus kansensis sheds light on the cranial anatomy of an early-diverging machairodontine felid, Journal of Vertebrate Paleontology (2026). DOI: 10.1080/02724634.2026.2667939
Journal information: Journal of Vertebrate Paleontology