티라노사우루스 같은 육식 공룡은 앞발이 왜 작을까?
런던대학교(University College London, UCL) 제공
UCL과 케임브리지 대학교 연구진이 주도한 새로운 연구에 따르면, 여러 육식 공룡 집단에서 앞발이 작아진 것은 먹이를 공격하는 데 사용된 강력하고 힘센 머리 발달과 관련이 있을 가능성이 높다고 한다.
Proceedings of the Royal Society B에 발표된 이 연구는 82종 수각류theropod (주로 육식하는 두 발 공룡) 데이터를 분석해 티라노사우루스 렉스가 속한 티라노사우루스과를 포함한 5개 집단에서 앞발이 짧아지는 현상을 발견했다.
케임브리지 대학교 엘리자베스 스틸Elizabeth Steell 박사와 UCL 폴 업처치Paul Upchurch 교수를 포함한 연구팀은 작은 앞발이 몸집의 전체적인 크기 증가보다는 크고 강력한 두개골과 턱의 발달과 더 밀접한 관련이 있음을 밝혀냈다.
이는 작은 앞발이 단순히 몸집이 커진 결과물이 아님을 시사한다.
연구진은 거대한 용각류sauropods (긴 목과 긴 꼬리를 가진 초식 공룡)와 다른 대형 초식 공룡과 같은 먹잇감의 크기가 커짐에 따라 발톱 대신 턱과 머리를 이용한 사냥 방식으로 진화했을 가능성을 제시했다.
작은 앞다리와 큰 머리의 진화 과정
UCL 지구과학 박사 과정 학생이자 이번 연구 주 저자인 찰리 로저 셰러Charlie Roger Scherer는 "티라노사우루스 렉스의 앞다리가 작다는 것은 누구나 아는 사실이지만, 다른 거대 수각류 공룡들도 상대적으로 작은 앞다리를 진화시켰다.
카르노타우루스Carnotaurus는 티라노사우루스 렉스보다도 앞다리가 훨씬 작았다"고 말했다.
"우리는 이러한 변화를 이끈 요인을 이해하고자 했고, 짧은 앞다리와 크고 강력하게 발달한 머리 사이에 강한 상관관계가 있음을 발견했습니다. 머리가 공격 수단으로서 앞다리를 대체하게 된 것입니다. '사용하지 않으면 잃는다'는 말처럼, 앞다리는 더 이상 유용하지 않게 되면서 시간이 지남에 따라 크기가 줄어들게 된 것입니다."
"이러한 적응은 거대한 먹이가 풍부한 지역에서 흔히 나타났습니다. 30미터가 넘는 용각류 공룡을 발톱으로 잡아당기는 것은 이상적인 방법이 아닙니다. 턱으로 공격하고 붙잡는 것이 훨씬 효과적이었을 것입니다.
이번 연구는 상관관계를 밝히는 것이므로 인과관계를 규명할 수는 없지만, 튼튼한 두개골이 짧은 앞다리보다 먼저 발달했을 가능성이 매우 높습니다."
반대로, 포식자들이 아무런 대책 없이 공격 메커니즘을 포기하는 것은 진화적으로 말이 되지 않는다.
두개골 강도와 앞다리 축소 측정
이번 연구를 위해 연구진은 두개골 강도를 정량화하는 새로운 방법을 개발했다.
이 방법은 머리뼈의 연결 정도, 두개골 크기(단단한 형태가 길쭉한 형태보다 강함), 그리고 무는 힘 등의 요소를 기반으로 한다.
이 측정에서 티라노사우루스 렉스가 가장 높은 점수를 받았고, 그 다음으로는 티라노티탄Tyrannotitan이 뒤를 이었다.
티라노티탄은 티라노사우루스 렉스와 거의 비슷한 크기의 수각류 공룡으로, 백악기 초기(티라노사우루스 렉스보다 3천만 년 이상 앞선 시대)에 현재의 아르헨티나 지역에 살았다.
연구진은 점점 더 거대해지는 먹이 때문에 수각류 공룡들이 먹이를 더 잘 제압하기 위해 강한 두개골과 턱을 발달시키고, 많은 경우 스스로도 거대한 크기로 성장하는 "진화적 군비 경쟁evolutionary arms race"이 벌어졌을 가능성이 있다고 밝혔다.
또한, 연구팀은 앞다리 길이와 두개골 길이를 비교해 다섯 그룹으로 분류했다.
앞다리가 퇴화한 공룡으로는 티라노사우루스과, 아벨리사우루스과abelisaurids, 카르카로돈토사우루스과carcharodontosaurids (티라노티탄 포함), 메갈로사우루스과megalosaurids, 케라토사우루스과ceratosaurids가 있다.
연구진은 앞다리의 축소가 두개골 크기나 전체 몸집보다 두개골의 견고성과 더 강한 연관성을 보인다는 사실을 발견했다.
전체 몸집의 중요성은 머리가 튼튼하고 앞다리가 작은 일부 수각류 공룡들이 몸집이 크지 않았다는 사실에서 알 수 있다고 연구진은 설명했다.
그들은 7천만 년 전 마다가스카르 최상위 포식자였던 마중가사우루스Majungasaurus를 예로 들었는데, 이 공룡은 겨우 1.6톤으로 티라노사우루스 렉스의 5분의 1 정도밖에 나가지 않았다.
연구진은 앞다리 크기가 종에 따라 다르게 축소되는 것을 관찰했는데, 아벨리사우루스과에서는 손과 팔꿈치 아래쪽(팔꿈치 아래 부분)이 가장 많이 짧아졌다(마중가사우루스와 같은 후기 아벨리사우루스과는 손이 특히 작았다).
반면 티라노사우루스과에서는 앞다리 각 부분이 비슷한 비율로 축소되었다.
연구진은 결과적으로 앞다리가 작아지는 현상이 종에 따라 서로 다른 발생 경로를 통해 나타났을 가능성이 높다고 결론지었다.
UCL에는 5명으로 구성된 연구팀이 있으며, 이들은 자연사 박물관과 긴밀한 협력 관계를 유지하며 공룡 진화의 다양한 측면을 연구한다.
이 연구팀에는 4명 연구원과 박사후 연구원, 그리고 10명 이상의 박사 과정 학생들이 참여한다.
박사 과정 학생 중 최소 4명은 공룡 진화를 연구하며, 나머지 학생들은 악어와 조류를 포함한 척추동물 진화와 관련된 더 폭넓은 연구 주제를 다룬다.
Publication details
Drivers and mechanisms of convergent forelimb reduction in non-avian theropod dinosaurs, Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences (2026). DOI: 10.1098/rspb.2026.0528
Journal information: Proceedings of the Royal Society B