생체역학으로 수수께끼 풀기

수십 년 동안 고생물학자들은 상징적인 3개의 뿔을 가진 공룡인 트리케라톱스의 자세에 대해 숙고해 왔습니다. 다른 공룡들처럼 앞다리를 곧게 위아래로 뻗고 서 있었을까요, 아니면 팔꿈치를 옆으로 벌리고 엉금엉금 걸었을까요?

공룡의 화석화된 골격은 명확한 답을 제공하지 못합니다. 상완과 어깨를 연결하는 중요한 관절은 다양한 자세로 재구성될 수 있으며, 이로 인해 연구자마다 해석이 달라집니다.

뼈만으로는 스토리의 일부만 알 수 있습니다

고생물학자 존 허친슨에 따르면, 공룡의 자세를 파악하기 위해 오로지 뼈에 의존하는 것은 어렵습니다. 허친슨은 “뼈 자체는 운동이나 자세에 대한 한정적인 정보만을 제공합니다.”라고 설명합니다. “연조직과 신경계가 중요한 역할을 하지만, 고생물학은 이러한 알려지지 않은 요인을 고려하는 데 어려움을 겪어왔습니다.”

트리케라톱스가 속한 분류군인 각룡류의 발자국 화석은 그리 도움이 되지 못했습니다. 흔적을 남긴 동물의 신원이 불분명한 경우가 많기 때문입니다. 게다가 발자국의 패턴을 특정 종의 해부학적 특징과 연결하는 것도 어려울 수 있습니다.

생체역학: 행동 통찰력을 위한 데이터 통합

허친슨은 “생체역학은 이용 가능한 모든 데이터를 통합하고 행동에 대한 가설을 검증하기 위한 가장 훌륭한 접근 방식을 제공합니다.”라고 주장합니다. 왕립학회 회보 B에 게재된 연구에서 허친슨과 시니치 후지와라는 트리케라톱스의 자세를 조사하기 위한 새로운 생체역학적 기술을 제안했습니다.

팔꿈치 근육의 모멘트 암 추정

허친슨과 후지와라는 골격 관절에만 의존하지 않고 뼈의 랜드마크를 사용하여 3차원에서 주요 팔꿈치 근육의 모멘트 암(레버리지)을 추정했습니다. 이 방법을 통해 팔꿈치가 어떻게 중력에 대해 기계적으로 지지되는지 확인할 수 있었습니다.

현대 동물 비교

그런 다음 연구자들은 다양한 현대 동물의 모멘트 암을 측정하고 모멘트 암과 특정 자세 간의 관계를 수립했습니다. 그들은 이 관계가 멸종된 생물에도 적용될 수 있다고 결론지었습니다.

트리케라톱스에 기술 적용

후지와라와 허친슨은 트리케라톱스를 비롯한 몇몇 멸종된 종을 연구에 포함시켰습니다. 그들은 트리케라톱스가 몸에 가까이 붙인 곧은 앞다리를 가졌을 가능성이 높다는 사실을 발견했습니다. 이 결론은 또한 공룡의 해부학적 특징, 크기 조절 패턴, 뿔이 있는 공룡에 기인한 희귀한 발자국 화석의 증거에 의해 뒷받침되었습니다.

반쯤 곧은 자세도 가능성

그러나 허친슨은 다른 증거가 트리케라톱스의 앞다리 자세가 반쯤 곧고 뻗은 것일 수 있음을 시사할 수 있음을 인정합니다. 그는 “논란이 끝났다고 생각하지 않습니다.”라고 말합니다. “하지만 우리의 방법은 스펙트럼의 곧은 쪽을 더 강력하게 뒷받침합니다.”

프로토케라톱스: 비교 사례 연구

트리케라톱스만 연구된 공룡이 아닙니다. 후지와라와 허친슨은 또한 백악기 몽골에 살았던 훨씬 작은 각룡류인 프로토케라톱스를 조사하여 앞다리 자세가 크기에 따라 어떻게 변했는지 이해하려고 했습니다. 결과는 모호했지만 프로토케라톱스는 “아마도 트리케라톱스만큼은 아니더라도 상당히 곧은 앞다리를 가졌을 것입니다.”

사지 자세 재구성을 위한 새로운 도구

이 연구에서 사용된 기술은 멸종된 육상 동물의 사지 자세를 재구성하는 데 더 폭넓은 의미가 있습니다. 이 기술은 논란의 여지가 있는 사지 자세를 가진 다양한 종에게까지 확대 적용될 수 있습니다.

다른 멸종된 종에 대한 적용

허친슨은 “우리는 방법을 데스모스틸류(거대한 하마/돼지 같은 수생 포유류)와 익룡류인 안항구에라에 적용했습니다.”라고 설명합니다. “데스모스틸류의 경우 트리케라톱스와 유사한 결과를 얻었는데, 이는 육지에서 더 곧은 자세라는 것을 의미합니다. 안항구에라는 또한 곧은 앞다리를 가진 것으로 나타났지만, 이 분석은 그것이 두 발로 걷는 동물인지 네 발로 걷는 동물인지에 대한 논쟁을 다루지 않으므로 이러한 결과는 신중하게 해석해야 합니다.”

검증 및 개선

연구자들은 방법을 검증하기 위해 최근 멸종된 타일라신에도 적용했는데, 비디오와 사진 증거를 통해 곧은 자세를 명확하게 보여줍니다. 이 방법은 이 결과를 성공적으로 예측했습니다.

지속적인 수수께끼와 미래 연구

고생물학자들은 이 기술을 다른 증거와 결합하여 결국 트리케라톱스 자세의 수수께끼를 풀기를 바랍니다. 더 광범위한 각룡류에서 추가적인 세부 사항을 얻고 생체역학적 접근 방식을 개선하려면 추가적인 연구가 필요합니다.