어룡과 수장룡은 왜 그렇게 거대했을까? : 화석-공룡 [한국창조과학회 자료실]

어룡과 수장룡은 왜 그렇게 거대했을까?

미디어위원회

2024-06-16

어룡과 수장룡은 왜 그렇게 거대했을까?

(Why were ichthyosaurs and plesiosaurs so huge?)

by Jonathan Sarfati

홍수 이전의 바다는 한때 해양 파충류들로 가득했고, 그중 일부는 거대했다. 그 중에 하나는 '물고기 도마뱀(fish lizard)‘라는 뜻을 가진 어룡(Ichthyosaurs, ἰχθύς, ichthys = 물고기)이다. 겉으로 보기에는 물고기나 돌고래처럼 보였지만, 골격을 보면 파충류였음을 알 수 있다. 아주 작은 것에서부터 거대한 것까지 어룡의 크기는 매우 다양했다.

.19세기 후반 예술가가 표현해놓은 수장룡(좌)과 어룡(우). <© Patrick Guenette | Dreamstime.com>

수장룡(plesiosaurs, 사경룡)은 '도마뱀에 가까운(near lizard)'이라는 (πλησίος plēsios = near) 뜻을 갖고 있다. 그들은 어룡들보다 더 육상 파충류에 가까워 보인다. 수장룡은 목이 길고, 꼬리가 긴 것이 특징이었다. 또한 노를 젓는 것이 아니라(not rowing), 강력한 지느러미발(flippers)을 이용한 독특한 추진 방식을 가졌다. 이것은 마치 물속을 '날아다니는' 것처럼 수영하게 했다. (목이 짧고 긴 머리의 플리오사우루스(pliosaurs)도 마찬가지였다.) 일부 수장룡은 가장 긴 해양 파충류 중 하나였다.

최근의 몇몇 발견은 일부 대형 생물들이 왜 거대한 몸체 크기로 디자인되어 있었는지에 대해 빛을 비춰주고 있었다.

거대했던 어룡

지금까지 존재했던 모든 동물들 중에서 몸무게가 10~20톤이 넘는 매우 거대한 동물은 단 세 그룹에 불과했다. 가장 큰 동물 그룹은 고래로서, 대왕고래(blue whale)는 역사상 가장 무거운 동물이다. 육지에서 가장 무거운 동물은 긴 목과 꼬리를 가졌던 공룡인 용각류(sauropods) 공룡이었다. 하지만 거대한 어룡(ichthyosaurs)은 용각류 공룡과 향유고래(sperm whales, 수컷 15~18m, 32~41t)에 버금가는 거대한 몸체 크기를 가졌다.

예를 들어, 어룡의 일종인 쇼니사우루스 포풀라리스(Shonisaurus popularis, 15m, 30톤)와 샤스타사우루스 시칸니엔시스(Shastasaurus sikkanniensis, 21m, 75톤)가 그들이다.[1]

발견된 치아 중 일부는 더 큰 표본에서 나온 것일 수도 있는데, 한 이빨은 밑부분의 폭이 6cm에 달해 대왕고래(30m)보다도 더 큰 최대 54m 길이였을 수 있다는 것을 암시한다. 그러나 종종 그렇듯이, 문제는 유해가 단편적이라는 것이다. 단 하나의 이빨로 그렇게 많은 것을 추론할 수 있을까? 독일 본 대학(University of Bonn)의 고생물학자 마틴 샌더(P. Martin Sander)[2] 다음과 같이 설명했다 : “그 이빨이 거대한 이빨을 가졌던 대형 어룡의 것인지, 아니면 평균 크기의 이빨을 가진 대형 어룡의 것인지를 말하기는 어렵다.”[3]

또한 샌더는 “큰 것이 항상 더 낫다”고 지적하고 있었다. 커다란 몸체 크기는 분명히 선택적 이점이 있다. 생물은 할 수만 있다면 그렇게 갈 것이다.” 그는 계속해서 몸집이 주는 유체역학적 이점도 분명히 설명하고 있었다.

그러나 진화론적 '연대측정'에 따르면, 대형 공룡이 더 일찍 나타났다가, 더 일찍 멸종했다는 점은 주목할 만하다. 어룡은 2억5천만 년 전, 즉 트라이아스기 초기에 진화한 것으로 추정되고 있다. 대형 어룡은 2억 년 전에 멸종한 것으로 추정되며, 작은 어룡은 9천만 년 전까지 지속되었지만, 공룡들이 멸종한 것으로 추정되는 6천6백만 년 이전에 멸종한 것으로 추정되고 있다.

이러한 '연대'는 1년 동안 지속된 노아 홍수의 단계들을 생각해보면 더 잘 이해된다.[4] 또한 노아 홍수는 스위스 알프스의 고지대에 거대한 바다생물의 화석이 발견될 수 있었던 이유를 설명해준다.[2] 노아 홍수 동안 아프리카 지각판은 유럽 판과 충돌했고, 그 결과 지각 변동이 일어났다. 그 결과 격변적으로 해저가 위로 휘면서 현재 우리가 알프스라고 부르는 지형이 형성되었다.

거대한 해양 파충류 – 큰 것이 좋은 이유

어룡은 돌고래나 상어처럼 유선형이었다. 하지만 긴 목을 가졌던 수장룡은 훨씬 더 기괴해 보였다. 수장룡 중에서 가장 길고 무거웠던 것은 길이 14m, 무게 2~4톤의 엘라스모사우루스(Elasmosaurus)로, 목 길이만 약 7m로 동물 중 가장 긴 목을 가졌다. 또한 척추뼈의 개수도 72개로 기록적인 숫자였다.

이 엄청난 숫자는 엘라스모사우루스의 목이 매우 유연했다는 것을 의미한다. 하지만 이러한 유연성에도 한계가 있었다. 척추뼈를 분석한 결과, 목은 옆이나 위보다는 아래쪽으로 구부리는 데 가장 적합했다. 이는 주로 물속이나 해저에서 먹이를 사냥하면서 헤엄쳤음을 시사한다.[5] 그렇다면 어떻게 목에 많은 저항을 주지 않고 헤엄칠 수 있었을까?

이 수수께끼를 풀어보기 위해서 브리스톨 대학의 과학자들은 다양한 바다생물의 3D 모델에 대한 컴퓨터 유동 시뮬레이션을 수행했다.[6] 그 결과 어룡이 수장룡보다 항력(drag)이 낮았지만, 몸집이 큰 생물에서는 그 차이가 미미하다는 사실을 발견했다. 따라서 길이/단면적 비율은 항력을 나타내는 좋은 지표가 아니었다.[7]

연구 결과, 엘라스모사우루스는 매우 큰 몸통이 긴 목을 보완했기 때문에, 수영을 꽤 잘할 수 있었다. 마찬가지로 엘라스모사우루스와 같은 비율을 가진 생물은 과도한 항력을 피하기 위해 몸집이 커야 했다. 또한 목이 몸통의 두 배를 넘지 않는 한, 항력을 크게 증가시키지 않고도 길이가 달라질 수 있었다. 따라서 수장룡 화석에는 다양한 변이(variation)가 존재한다.

항상 그렇듯이 과학자들은 긴 목의 항력이 “큰 몸통의 진화에 의해 상쇄되었다”고 주장하며 진화에 경의를 표하고 있었다.[2] 그러나 실제 관찰되는 것은 유체역학 공학자이신 창조주의 설계에 의해(창조주간 다섯째 날) 더 잘 설명된다.

Posted on CMI homepage: 4 March 2024

References and notes

1. Sperm Whale, American Cetacean Society, acsonline.org, 2018.

2. Sander, P.M. and 3 others, Giant Late Triassic ichthyosaurs from the Kössen Formation of the Swiss Alps and their paleobiological implications, J. Vertebrate Paleontology, e2046017, 27 Apr 2022.

3. Gleeson, S., ‘Fish lizard’ fossils found in Swiss Alps showcase some of the largest creatures to ever live, usatoday.com, 29 Apr 2022.

4. Walker, T., The geology transformation tool, Creation 43(2):18–21, 2021; creation.com/geology-transformation-tool.

5. Noè, L.F. and 2 others, An integrated approach to understanding the role of the long neck in plesiosaurs, Acta Palaeontologica Polonica 62(1):137–162, 2017.

6. Gutarra, S. and 4 others, Large size in aquatic tetrapods compensates for high drag caused by extreme body proportions, Nature: Communications Biology 5:380, 28 Apr 2022.

7. University of Bristol, Large bodies helped extinct marine reptiles with long necks swim, new study finds, phys.org, 28 Apr 2022.

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