깃털은 비늘로부터 진화할 수 없었다. : 진화론-돌연변이 [한국창조과학회 자료실]

미디어위원회

진화론-돌연변이

2025-08-17

깃털은 비늘로부터 진화할 수 없었다.

(Feathers Could Not Evolve from Scales)

by Jerry Bergman, PhD

깃털의 기원은 한 세기 넘게 진화론자들을 괴롭혀 왔으며, 주요 박물관은 여전히 당황하고 있다.

세계 최고의 박물관 중 하나는 깃털의 기원이 여전히 미스터리로 남아 있다고 인정하고 있다.[1]

깃털이 비늘로부터 어떻게?

현재의 진화 이론은 조류의 깃털(feathers)은 비늘(scales)에서 진화했다는 것이다. 문제는 비늘에서 깃털로 전환하려면 엄청난 수의 화학적, 구조적, 형태적 변화가 필요하다. 런던 자연사 박물관의 새로운 분석에 따르면, 이 문제에 대한 한 세기가 넘는 연구에도 불구하고, "깃털의 기원은 여전히 미스터리로 남아 있다"고 결론지었다. 사실 깃털 진화의 '어떻게(how)'도 미스터리일 뿐만 아니라, '언제(when)'도 미스터리이다.[2]

깃털의 기원에 대한 연구의 중요성은 2017년 서던캘리포니아 대학의 핑우(Ping Wu) 교수에 의해 기술되고 있었다 : "깃털의 기원은 진화발생생물학(Evo-Devo, Evolutionary Developmental Biology) 연구에서 중요한 질문이며, 결국 공기역학적으로 겉깃털(vaned feathers, 빳빳한 깃판을 가지는 깃털)의 진화에 관한 것이다."[3]

비늘을 가졌던 무거운 조상?

깃털 기원에 대한 진화 이론은 새(birds)가 공룡(dinosaurs)에서 진화했다는 현재의 생각에 기반을 두고 있다. 이 개념은 공룡의 비늘이 새의 깃털로 진화했다는 믿음을 필요로 한다. 공룡을 새 조상으로 선택한 이유 중 하나는 공룡과 새의 구조적 유사성이 새와 포유류 사이의 유사성보다 더 가깝기 때문이다. 10,000여 종의 살아있는 조류 종들의 기원에 대한 매우 잘못된 선택 중에서 그나마 가장 좋은 선택인 것이다. 따라서 공룡에서 조류로의 진화를 받아들인다면, 비늘이 깃털로 어떻게 진화했을 수 있는지에 대한 연구가 필요하다.

현재 깃털 진화 이론에 의하면, 알려진 가장 큰 육상동물 중 하나였던 공룡이 자연선택에 의해서, 가장 작은 척추동물 중 하나인 새로 진화했다고 믿어야 한다. 여기에는 가장 작은 새인 벌새(hummingbird)도 포함된다. 사실 진화론자들이 제시한 주요한 공룡 조상 후보로는 벨로시랩터(Velociraptor)와 오비랍토르(Oviraptor)를 포함하는 마니랍토라(Maniraptora) 계통의 공룡들이다.[4] 따라서 마니랍토란 기원설은 50파운드의 공룡이 0.07온스만큼 작은 척추동물로 진화했다고 제안한다. 이 공룡 조상은 후손인 작은 벌새보다 무게가 11,429배 더 컸을 것으로 추정된다!

비늘이 깃털로 진화할 수 있었을까?

진화론자들이 가장 먼저 답해야 할 질문은 깃털이 어떤 유형의 비늘에서 진화했을까 하는 것이다. 다양한 비늘 유형들이 존재한다. 파충류의 비늘 유형에는 둥근 비늘(cycloid), 과립형 비늘(granular, 울퉁불퉁해 보이는), 용골형 비늘(keeled, 중심 능선을 포함하는) 유형들이 있다. 또한 비늘은 여러 다른 구조들로 구성된다. 여기에는 표피(epidermis)와, 표피성 비늘(epidermal scale), 그 아래의 뼈 구조인 뼈판(osteoderms)이 포함된다.

.투아타라(Tuatara), 비늘을 가진 "살아있는 화석" 파충류.(Grok/XI generated image)

뼈판(osteoderms)이라는 단어는 문자 그대로 "뼈 피부"를 의미한다. 뼈판은 파충류를 포식자와 부상으로부터 보호하기 위한 갑옷 판 역할을 한다. 또한 일부 동물은 체온 조절에 도움을 준다.[5] 특정 도마뱀은 태양의 열을 흡수하거나 열을 식히기 위해 뼈판을 사용한다. 악어의 뼈판은 산염기 균형을 조절하는 데 도움이 된다. 뱀, 투아타라, 많은 도마뱀들을 포함하여, 일부 동물은 뼈판이 결여되어 있다.

비늘은 크기와 디자인도 다양하다. 비늘이 튼튼하고 클수록 신체적 스트레스에 노출되는 파충류의 일부, 특히 발, 꼬리, 머리를 덮고 있다. 관절 주변의 비늘은 유연성을 위해 크기가 작다. 대부분의 뱀은 한쪽에서 다른 쪽으로 배를 덮고 있는 매우 넓은 비늘을 갖고 있다.

이 간단한 리뷰는 깃털의 구조를 고려할 때, 비늘에서 깃털로의 진화에는 큰 변화가 수반된다는 것을 분명히 보여준다. 게다가 많은 추측들이 존재한다.[6]

깃털의 구조

깃털에는 날기 외에도 최소 23가지 기능들이 있다. 여기에는 바람과 습기로부터 보호, 보온에 도움, 체온 조절 등이 포함된다. 많은 물새들이 알을 따뜻하게 유지하고 부드러운 패딩을 제공하기 위해 둥지에 새 깃털을 꽂는다. 일부 새들은 겨울에 눈에 가라앉지 않도록 스노우슈즈처럼 깃털로 덮인 발을 사용하여 발 크기를 늘리기도 한다.

올빼미(owls)를 포함한 일부 포식자는 얼굴 깃털을 두 접시(얼굴 디스크)처럼 배열하여 소리를 수집하고, 귀에 전달하여, 어둠 속에서 먹이를 더 정확하게 찾을 수 있도록 한다. 올빼미처럼 밤에 사냥하는 새는 날개를 사용하여 먹이에 접근할 때 자신의 소리를 가릴 수 있다. 또한 일부 물고기를 잡아먹는 새는 날카로운 물고기 뼈로부터 자신을 보호하기 위해 소화관에 자신의 깃털을 삼키기도 한다.

.올빼미 깃털은 조용한 비행(silent flight)을 위해 맞춤 설계되었다. (Illustra Media)

깃털의 생물학

깃털의 주요 구성 요소는 케라틴(keratin)으로, 깃털 질량의 80~85%를 차지하고 있는 소화되지 않는 단백질이다. NHM 기사에 따르면, "파충류의 피부는 새와 동일한 주 단백질(베타 케라틴)로 만들어지지만, 구조는 완전히 다르다"

*편집자 참고 : 공룡의 "깃털 같은 구조"와 새 깃털의 차이점에 대해서는 2014. 7. 15. 기사를 참조하라. 최근 Logos Research Associates의 발표 자료 "새는 공룡이라는 주장은 참인가, 거짓인가?"도 참조하라.

깃털 케라틴을 구성하는 데 필요한 아미노산에는 시스틴, 메티오닌, 발린, 아르기닌, 글리신, 페닐알라닌이 포함된다. 또한 지질과 미량 미네랄도 필요하다. 대부분의 깃털은 새의 일생동안 지속적으로 빠지고 재합성된다.

일반적인 새의 깃털은 깃대(rachis, 우축)라 불리는 중심축에 얇은 깃가지(barbs)들이 확장되어, 깃털의 날개(vane, 판)라 불리는 평평한 표면을 형성한다. 그런 다음 깃가지는 인접한 작은깃가지(barbules)의 작은 고리(hooks, hamuli)들과 맞물려 강하지만 유연한 표면을 형성한다.

.몇몇 핀치새의 깃털은 선명한 색을 갖고 있다.

깃털의 밑부분에는 ‘깃촉(calamus)’이라고 불리는 깃가지가 없는 부분이 있다. 우묵하고 피부에 깃털을 고정하는 기저부는 ‘깃펜(quill)’이라고 한다. 깃털에는 신경이 없지만, 깃털이 부착되는 부위를 둘러싸고 있는 신경을 자극할 수 있다. 새는 이러한 신경의 자극에 따라 깃털의 위치를 조정하기 때문에, 깃털 디자인에서 중요한 부분이다. 이 디자인이 없었다면 비행은 불가능했을 것이다. 새가 날 수 있도록 하려면 이러한 모든 부분들이 필요하기 때문에, 비행 깃털의 디자인은 매우 복잡하다.

.깃털의 구조 <From Wikimedia Commons>.

비늘과 깃털의 주요 차이점 중 하나는 매우 다른 부착 시스템을 사용한다는 점이다. 파충류의 비늘은 표피에서 형성된 단단한 각질로 구성되어 있다. 파충류의 비늘은 진피에서 형성된다. 조류의 깃털은 모낭이라는 피부의 세포 그룹에 의해 형성된 주머니 모양의 공동에서 자라는 정교한 피부 부속물이다. 이 모낭은 털 모낭과 유사하다.

진화적 도전

화석기록에는 원시 피부 섬유에서 복잡한 깃털로 점진적으로 발전(진화)한 것이 보이지 않는다. 오히려 진화론자들이 1억5천만 년 전으로 추정하는 화석기록의 첫 번째 예인 "시조새(Archaeopteryx)는 복잡하고 완전히 현대적인 깃털"을 갖고 있었다.[7] 진화론자들은 이 첫 번째 시조새로부터 아래 그림과 같이 복잡한 날개용 비행 깃털을 가진 모든 현대 깃털들이 진화했다고 믿고 있다.

2017년 논문에서 우(Wu) 등은 "깃털의 진화에는 다섯 가지 형태의 조절 모듈의 통합적 조합이 필요하다"고 추정했으며, "이러한 형태 조절 모듈은 조룡류(archosaur) 공룡의 비늘을 다양하게 만들었고, 깃털의 진화를 시작하는 데 사용되었다"고 말했다.[8] 각 모듈은 여러 개의 조정된 돌연변이들을 필요로 했을 것이다. 만약 일반적인 추정치로서 이러한 돌연변이들의 1% 정도만이 유익했을 것이라면[9], 유전적 관점에서 볼 때, 비늘에서 깃털로의 진화는 불가능했을 것이다.

창조론자들은 최초의 깃털도 완전한 깃털로서 기능하기 위해서는, ‘한 요소도 제거 불가능한 복잡성(irreducibly complex, 환원 불가능한 복잡성)’의 사례처럼, 처음부터 모든 부품들이 다 생겨나 있어야만 한다고 주장한다. 따라서 첫 번째 깃털은 그림에 있는 것처럼 현대의 깃털과 본질적으로 동일했을 것이다. 진화론자들은 파충류의 비늘이 어떻게 필요한 모든 부품들을 하나씩 하나씩 점진적으로 진화시켜, 완전한 깃털을 진화시킬 수 있었는지 설명할 수 없다.

결론

위에서 설명한 기능적인 특수 복잡성에 대한 논의를 통해, "깃털의 진화적 기원은 140년 이상 지속적이고 다루기 어려운 질문이었다"는 이유를 분명히 알 수 있을 것이다. 두 가지 중요한 출처가 근본적으로 어려운 이 문제를 살펴보는 데 도움을 주었다 : “사용 가능한 모델의 지적 한계와 조상 화석에서 깃털 구조의 결여"[10] 오늘날에도 이러한 상황은 계속된다 : "깃털의 기원은 여전히 미스터리로 남아 있다."[1]

.깃털 디자인의 엄청난 변형의 예. <From Wikimedia Commons>

.추천 자료 : 일러스트라 미디어의 "비행의 천재(The Genius of Flight)" 영상물. 깃털에 대한 논의는 4분15초부터 6분10초까지 참조하라.

References

[1] Ashworth, James, The origin of feathers remains a mystery, Natural History Museum, 19 February 2025.

[2] Ashworth, 2025.

[3] Wu, Ping, et al., Multiple regulatory modules are required for scale-to-feather conversion, Molecular Biology and Evolution 35(2):417-430, DOI: 10.1093/molbev/msx295, February 2018.

[4] Andrus, Aubre (ed.). Dinosaur Atlas: When they Roamed, How they Lived, and Where We Find Their Fossils, National Geographic, Washington, DC, p. 112, 2022.

[5] Mitchel, S., Animals with Awesome Armor: Shells, Scales, and Exoskeletons, Enslow Pub, Inc., New York, NY, 2008.

[6] Alibardi, L., Dermo-epidermal interactions in reptilian scales: Speculations on the evolution of scales, feathers, and hairs. Molecular and Developmental Evolution 302b(4):365-383, https://doi.org/10.1002/jez.b.20028, 2004.

[7] Prum, Richard O., and Alan H. Brush, The evolutionary origin and diversification of feathers (PDF), The Quarterly Review of Biology 77(3):261–295. doi:10.1086/341993, PMID 12365352, S2CID 6344830, September 2002.

[8] Wu, Ping, et al. Note that five modules exceeds the number of integrated parts as Michael Behe’s mousetrap model for irreducible complexity— Ed.

[9] Schultz, Stewart and Michael Lynch. 2017.

[10] Prum and Brush, 2002. Mutation and Extinction. Evolution. 51(5):1363-1371. https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/j.1558-5646.1997.tb01459.x

*참조 : 공룡의 잔털이 깃털? : 뒤엎어진 공룡의 깃털 이론

https://creation.kr/Dinosaur/?idx=1294580&bmode=view

공룡의 깃털인가, 말의 깃털(허튼소리)인가? : 시노사우롭테릭스의 깃털은 콜라겐 섬유였다.

https://creation.kr/Textbook/?idx=1289635&bmode=view

깃털을 가진 생물과 공룡

https://creation.kr/Dinosaur/?idx=1294505&bmode=view

깃털 달린 공룡에 비늘 피부?

https://creation.kr/Dinosaur/?idx=32493195&bmode=view

익룡에 깃털이 있었다는 신화가 부정됐다.

https://creation.kr/Dinosaur/?idx=5255662&bmode=view

티라노사우루스 새끼가 깃털을 갖고 있었다는 증거는 없다.

https://creation.kr/Dinosaur/?idx=6036338&bmode=view