고대의 비밀을 밝히는 극지 공룡

일부 공룡이 눈과 얼음 사이에서 살았다는 증거가 늘어나고 있습니다. 그들은 그것을 어떻게 했습니까? 

변덕스러운 알래스카 하늘 아래 겨울의 한가운데였습니다. 한쪽에는 콜빌 강이 평평하게 펼쳐져 있었다. 다른 한편에는 수백 마일의 황량한 툰드라를 등지고 있는 얼어붙은 회백암 절벽이 우뚝 솟았습니다.

얼음 도끼와 크램폰으로 무장하고 -28C(-20F)를 맴도는 혹독한 북극의 바람을 맞으며 Pat Druckenmiller는 특별한 것을 찾고 있었습니다.

2021년이었고 절벽에 도착하는 것만으로도 극한의 원정이었다. 알래스카의 이 외딴 북쪽 모퉁이에는 도로가 없었기 때문에 알래스카 대학의 고생물학자와 동료들은 스노우 스쿠터를 타고 현장으로 이동한 다음 근처에 캠프를 세웠습니다. 날씨가 너무 추워서 각 텐트에는 장작 난로가 설치되어 있었습니다. 앞으로 몇 주 동안 팀은 낙석과 굶주린 북극곰과 끊임없이 동상과 싸우게 될 것입니다. 그렇지만 그만한 가치가 있었어.

어스름한 빛 속에서 스키 고글을 곁눈질하면서 Druckenmiller는 마침내 그가 찾고 있던 것을 찾았습니다 . 강 위 약 15m 높이의 절벽 지층 안에는 두께가 약 10cm(4인치)인 점토와 모래의 단일 층이 묻혀 있었습니다.

약 7300만년 전, 퇴적물이 쌓였을 때 지구는 지금보다 더 따뜻했지만 그 지역은 훨씬 더 북쪽에 있었을 것이다. 오늘날 알래스카의 이 지역은 겨울 동안 매일 몇 시간의 황혼을 맞이하지만, 그 당시에는 10월부터 2월까지 일년 중 4개월 동안 완전한 어둠 속에 빠져들었습니다. 정기적으로 -10C(14F) 아래로 떨어졌고 가끔 눈이 내렸습니다.

그럼에도 불구하고 이 미사질 솔기 안에는 역사상 기이한 시대의 마지막 유물이 숨겨져 있습니다. 거인의 후손에 속한 작은 뼈와 치아, 너비가 불과 밀리미터에 불과합니다. 이곳은 수천 마리의 공룡이 둥지를 튼 곳이며, 둥지를 만들지 못한 부화되지 않은 태아가 오늘날까지 남아 있습니다.

Druckenmiller는 "알래스카 주 전체에서 아마도 가장 흥미로운 공룡 뼈층일 것입니다."라고 말했습니다. "그들은 거의 북극에 살고 있었습니다."

 

나누크사우루스의 무게는 두 마리의 큰 수컷 북극곰과 비슷했습니다. (Credit: Alamy)

우리는 공룡을 열대 생물로 생각하는 경향이 있지만, 행성이 따뜻하고 습할 때 세계의 숲과 늪을 순찰했던 괴물 같은 이빨 파충류지만, 과학자들은 이것이 완전히 옳지 않다는 것을 점차 깨닫고 있습니다. 서늘한 곳에도 공룡이 있었고, 가끔씩 찾아오는 공정한 날씨와는 거리가 멀다는 것이 분명해지고 있습니다.

호주에서 러시아에 이르기까지 과학자들은 한때 극한의 극한 지역에서 살았을지도 모르는 수십 마리의 공룡을 발굴했습니다. 매일 밤 춤추는 오로라 빛으로 가득 찬 하늘 아래 매처럼 구슬 모양의 눈을 감고 때로는 깨끗한 은색 담요 사이에서 먹이를 찾아 다녔습니다. 눈. 이 공룡들은 거주 가능한 범위의 변두리에만 매달린 것이 아니라 알래스카와 같은 곳에서 번성했습니다.

이 발견은 티라노사우루스가 (가능한) 깃털에서 눈을 흔들거나 눈보라가 오기를 기다리기 위해 부풀어 오르는 이상한 장면을 훨씬 뛰어넘는 의미를 가지고 있습니다. 각각의 새로운 발견과 함께 극지 공룡은 그룹의 생리와 행동에 대한 매혹적인 통찰력을 드러내고 있습니다. 그리고 과학자들이 그들에 대해 더 많이 알게 되면서 고생물학에서 가장 다루기 힘든 질문 중 하나인 공룡이 온혈동물이었습니까 아니면 냉혈동물이었습니까?

 

놀라운 발견

1961년에 Robert Liscomb은 석유 회사 Shell을 위해 콜빌 강 유역의 지도를 작성하던 중 예상치 못한 것을 발견했습니다 . 바로 절벽 지층에서 튀어나온 한 줌의 뼈였습니다. 그는 그것들이 포유류에서 온 것이 틀림없다고 생각했지만 어쨌든 그것들을 가지고 가서 찬장에 넣었습니다. 같은 해 그는 낙석으로 비극적으로 사망했습니다.

20년 동안 뼈는 잊혀진 채 회사 기록 보관소에 안전하게 보관되었습니다. 한편, 노르웨이 스발바르 섬의 발자국을 포함하여 다른 북쪽 지역에서 흩어져 있는 공룡 화석이 나타나기 시작했습니다 .   

콜빌 강을 따라 노두에서 발견된 Liscomb 뼈층은 세계 어느 곳보다 더 많은 북극 공룡을 산출했습니다(Credit: Alamy)

그러던 어느 날, 1984년에 흥미진진한 발견이 있었습니다. 과학자들은 Liscomb이 자신을 발견한 Colville River의 바로 그 북쪽 경사면을 따라 공룡의 피부 자국과 발자국 을 발견했습니다. 이를 염두에 두고 서랍에서 오래된 뼈를 빠르게 꺼내어 공룡의 것으로 밝혀졌습니다. 이것은 고생물학자들 사이 에서 격렬한 논쟁 을 불러일으켰습니다. 정말 이 먼 북쪽에 냉혈 동물이 있을 수는 없었을까요? 100년 된 가정에 의문이 제기되었고 상황이 뜨거워졌습니다.   

그러나 오래지 않아 콜빌 강의 뼈가 우연이 아니라는 것이 분명해졌습니다. 강둑을 따라 있는 노두에는 지구상의 다른 어떤 북극이나 남극 지역에서 발견된 것보다 더 많은 공룡 화석이 가득했습니다. "그리고 가장 중요한 것은 그곳이 가장 극지방의 공룡 유적지라는 점입니다."라고 Druckenmiller는 말합니다.

발견물이 더해지면서 ​​결국 증거가 압도적으로 많아졌습니다. 그 초창기에도 소와 비슷한 초식동물인 에드몬토사우루스 와 트리케라톱스 의 정체를 알 수 없는 친척 , 포식자 알렉트로 사우루스의 이빨 하나( 평균 바다코끼리 크기의 티라노사우루스) 의 화석이 풍부 했습니다.

실제로 극지 공룡이 있었지만 그들이 어떻게 살아남았는지는 아직 밝혀지지 않았습니다. 운 좋게도 쉬운 설명이 있었습니다. 그들은 따뜻할 때만 그곳에 살았고 이주했습니다. 그들의 먼 사촌인 현대의 북극제비갈매기처럼 이 동물들은 여름 동안 극지방을 방문했다 가 겨울 동안 더 따뜻한 기후로 후퇴했을 수 있습니다. 일부 전문가들은 그들이 최대 3,200km (1,988마일)를 여행했다고 제안했습니다.

그런 다음이 이론도 걸림돌에 부딪 혔습니다.

백악기 후기의 어느 시원한 여름날, 거대한 하드로사우르스 무리가 북극의 진흙탕 범람원을 건넜습니다. 그것은 약 10-12C (50-54F) 였고, 식물을 갈기위한 이빨없는 부리와 크고 살이 많은 꼬리를 갖춘 소와 같은 초식 동물은 기온이 거의 영하로 떨어지는 혹독한 겨울을 막 살아 남았습니다. 청소년, 청소년 및 성인 등 모든 연령대의 수천 명의 개인이있었습니다.

진흙을 가로지르는 그들의 산책로는 몇 분밖에 지속되지 않았지만 그들이 남긴 흔적은 곧 더 많은 퇴적물로 덮여 있었고 앞으로 수천 년 동안 보존되었습니다 . 2014년 과학자들이 발자국을 발견 할 때까지 말입니다. 공룡 발의 비늘을 알아보기 위해

콜빌 강 옆에서 발견된 한 파키리노사우루스는 19세까지 살았습니다(Credit: Alamy)

화석은 알래스카 자연 보호 구역에 위치했으며 콜빌 뼈층보다 남쪽으로 수백 마일 더 떨어져 있지만 여전히 북극에 있습니다. 어린 공룡의 발자국이 있다는 것은 아마도 그들이 일년 내내 이 지역에 남아 있었을 것임을 암시합니다. 가장 작은 공룡은 긴 이동에 대처할 수 없었을 것입니다.

그러나 모든 사람이 확신하지는 못했습니다. Druckenmiller와 그의 공들여 만든 록 밴드를 만나보세요.

 

까다로운 작업

일부 고생물학자들이 햇볕에 그을린 남아메리카의 황무지에서 돌고래 크기의 허벅지 뼈를 파내고 있는 동안 Druckenmiller의 접근 방식은 필연적으로 달랐습니다.

팀이 알래스카의 Coleville River 사이트에서 처음 작업을 시작했을 때, 그들은 오늘날 약 1-10C(34-50F)인 여름에 방문했습니다. 그들은 이것이 이상적이지 않다는 것을 빨리 발견했습니다. 6월과 8월 사이에 알래스카는 검은 눈보라처럼 순진한 인간을 덮치는 거대한 구름인 모기로 가득합니다 . 너무 많아서 장난스럽게 알래스카 주 새 라고 합니다 . 그러나 이것은 그들의 걱정거리 중 가장 작은 것이었습니다.

그들이 작업한 절벽면은 대부분 영구 동토층에 의해 느슨하게 접착된 진흙 바위로 구성되었습니다. Druckenmiller는 "그리고 여름에는 얼음의 일부가 녹을 정도로 온난화가 발생하여 이 절벽이 비극적으로 무너질 수 있습니다. 그 중 하나 아래에 서 있으면 게임이 끝납니다."라고 Druckenmiller는 말합니다.

과학자들은 대신 겨울에 가기로 결정했는데, 이는 자체적인 문제를 제시했습니다. 그들은 북극해에서 불과 32km 떨어진 곳에서 일하고 있었습니다. 아기 공룡의 뼈를 선별하는 동안 하루 종일 엎드려 누워 있기에는 너무 추웠습니다. 대신 팀이 오랫동안 기다려온 암석 층을 발견한 직후 전기톱과 착암기 소리로 텅 빈 풍경의 정적이 즉시 깨졌습니다.

먼저 팀은 절벽을 통과할 수 있도록 몇 개의 계단을 잘라낸 다음 특정 뼈가 아닌 유망해 보이는 퇴적물의 전체 블록을 조각하는 작업에 착수했습니다. 이것들은 썰매와 스노모빌에 싣고 얼어붙은 툰드라를 가로질러 실험실까지 수백 마일을 운전했습니다.

그 당시에는 세상이 더 따뜻했지만, 백악기 후기에 콜빌 강은 오늘날의 엘즈미어 섬과 같은 위도인 북쪽 82도에 있었습니다. (Credit: Getty Images)

이 거대한 샘플이 알래스카 대학에 안전하게 보관되면 점토를 걸러내기 위해 세척되었습니다. Druckenmiller는 "그리고 남은 것은 기본적으로 모래 조각과 같습니다. 현미경으로 모든 모래 알갱이에서 작은 뼈와 치아를 찾습니다."라고 Druckenmiller는 말합니다. "이것은 매우 느리고 시간이 많이 걸리는 과정입니다. 대신 공룡을 제외하고 금을 캐고 있습니다." 10년 동안 그는 그의 팀이 이 작은 화석을 찾기 위해 수백만 개의 모래 입자를 조사했다고 추정합니다.

팀이 발견한 것은 특별했습니다. Druckenmiller는 "우리는 한두 종류의 아기 공룡만 가지고 있는 것이 아니라 초식 공룡과 육식 공룡, 작은 종과 큰 종을 포함하여 7개의 서로 다른 공룡 그룹에 대한 증거를 가지고 있습니다."라고 말했습니다.

중요한 것은 공룡이 둥지를 틀었다는 사실은 그들이 더 추워졌을 때 거의 확실히 멀리 이동하지 않았다는 것을 의미합니다. 오리주둥이 하드로사우르스와 같은 일반적인 공룡 종은 알을 품는 데 6개월이 걸렸습니다. 따라서 어미가 봄에 알 위에 앉기 시작했다면 알을 부화할 때는 거의 겨울이 되었을 것입니다.

북극에 둥지를 틀고 몇 달 동안 어둠이 내리쬐는 겨울을 피하려면, 이 아기들은 어떻게든 즉시 수천 마일을 이동해야 했을 것입니다. 시간이 충분하지 않았습니다. Druckenmiller는 "그것은 논리를 거스르는 것입니다. 우리는 이 공룡들이 일년 내내 거주했다고 확신합니다."라고 말합니다.

그렇다면 이 극지방 공룡들의 삶은 어떠했을까요? 그리고 그들은 어떻게 살아남았을까?

 

얼어붙은 미스터리

백악기 후기 3월 초, 결국 콜빌 강의 부지가 될 탁 트인 북극 삼림 지대 였습니다. 앙상한 침엽수 가지와 오래된 은행나무 가 이제 막 싹을 틔우고 아래 양치류와 쇠뜨기로 뒤덮인 밑바닥에 얼룩덜룩한 그늘을 드리우고 있었습니다. 하드로사우르스 무리는 잎사귀를 멍하니 살펴보고 있었고, 트리케라톱스의 땅딸막한 친척인 수컷 파키리노사우루스 는 짝을 유혹하기 위해 화려한 목 주름 장식을 자랑 했습니다.

때때로 상대적인 평온함은 추격과 꽥꽥거리는 소리로 강조될 수 있습니다. 배고픈 나누크사우루스 또는 "북극곰 도마뱀"은 비늘 이 있고 부리가 있는 테스케로 사우루스 를 턱으로 잡을 수 있었습니다. 때때로 묘사되는 새하얀 깃털 의 부드러운 털 아래로 피가 뚝뚝 떨어지는 모습은 놀랍도록 현대적인 이름처럼 보일 수 있습니다.

근처 에는 지역 주민들이 알을 품는 둥지가 있었는데, 아마도 공룡이 남쪽 친척과 같다면 공동 보육원에 있었을 것입니다. 벨로시랩터의 새와 유사한 친척인 사우로니톨레스틴은 무리 위에 자리를 잡고 깃털을 다듬기 위해 특수한 이빨을 사용했을 수 있습니다 .

아마도 가장 이상한 알래스카 공룡 중 하나는 소름 끼치는 긴 "낫" 손가락을 가진 거대하고 느리게 움직이는 초식 동물인 Therizinosaurus일 것입니다. (Credit: Alamy)

수십 년 또는 수백 년 동안 그 지역에서 죽은 공룡 중 일부는 결국 가까운 강이나 호수로 씻겨 내려갔습니다. "그러나 퇴적물은 이러한 뼈와 치아를 이 작고 개별적인 퇴적물에 집중시키는 방식으로 걸러졌습니다."라고 Druckenmiller는 말합니다.

Ugrunaaluk kuukpikensis , 현지 이누피아트어로 "고대 풀을 뜯는 자", 일종의 하드로사우르스(hadrosaur )와 같이 콜빌 강(Colville River)을 따라 있는 지역의 미사(silt)에서 확인된 많은 공룡은 다른 곳에서는 발견되지 않았습니다 . 물론 이것이 그들이 결국 그렇지 않을 것이라는 의미는 아니며 그들이 추위에 특별한 적응을 했다는 것을 반드시 증명하는 것도 아닙니다. 그러나 유망합니다.

Druckenmiller는 알래스카 공룡이 북극 조건에 대처하는 데 도움이 되도록 진화한 행동과 같은 최소한 몇 가지 구별되는 특징을 가졌을 가능성이 있다고 생각합니다. "더 작은 종, 특히 식물을 먹는 종 중 일부는 굴을 파고 겨울 동안 동면할 수 있을 만큼 작았을 것이라고 믿을 만한 이유가 있습니다."라고 그는 말합니다.

이러한 임시 힌트는 나무 줄기와 같은 뼈 단면의 성장 고리에서 나옵니다. 동물의 성장 패턴이 해마다 어떻게 변했는지 보여주는 표시입니다. 최대 절전 모드와 같이 성장이 멈추면 간격이 링 모양으로 남습니다. Druckenmiller에 따르면 이러한 독특한 밴드는 Colville 강 경사면의 여러 공룡에서 발견되었으며 그중 일부는 동면했을 수 있습니다. 이것은 공룡이 굴을 ​​파는 것과 같이 적어도 일부는 필요한 적응을 했을 수 있다는 다른 곳의 증거에 추가됩니다.  

2007년, 독일 셰퍼드 크기의 공룡인 오릭토드로메우스( Oryctodromeus  )의 화석화된 골격이 몬타나 남서부 의 아늑한 작은 구멍 에서 새끼 두 마리와 함께 발견되었습니다 . 전체 부지가 묻혀 있었고 약 1억 년 동안 방해받지 않고 그대로 있었습니다. 그들은 테스케로사우루스 속( Thescelosaurus genus)의 일부이며 그 구성원은 콜빌 강(Colville River) 지역에서도 발견되었습니다.

Druckenmiller는 "알래스카에 가까운 친척이 있다는 사실은 이 종들도 굴을 파고 동면할 수 있음을 시사합니다."라고 말했습니다. 불행히도 이것을 증명하는 것은 북극에서 또 다른 굴을 찾는 것보다 훨씬 어려울 것입니다.

북극 공룡은 이른 봄에 둥지를 틀기 시작했을 것으로 생각되며 일부 종은 알을 품는 데 최대 6개월이 걸렸습니다(Credit: Alamy).

또 다른 가능성은 공룡이 현대의 많은 포유류처럼 체지방층을 쌓아 추위에 대처했다는 것입니다. Druckenmiller는 무스와 순록을 예로 들었습니다. 이들은 매년 여름에 살이 찌고, 식량이 부족한 겨울에는 비축한 지방과 품질이 낮은 사료를 조합하여 생존합니다. . "...그들은 기본적으로 천천히 굶어 죽습니다."라고 그는 말합니다. "공룡이 그렇게 하지 못했을 이유가 없습니다."

그러나 더 명확한 적응이 하나 있습니다. 공룡이 체온을 조절한 방법입니다.

과학자들은 공룡이 발견된 이후로 공룡이 온혈동물인지 냉혈동물인지 논쟁을 벌여왔습니다. 19세기에는 그들이 본질적으로 거대한 변온성 파충류 라고 널리 추측되었습니다. 그들은 자신의 체온을 생성할 수 없었고 현대 파충류처럼 일광욕을 해야 했습니다. 1854년 런던에서 상징적인 크리스탈 팰리스 공룡 조각상이 공개되었을 때, 그것들은 땅딸막하고 비늘이 있는 도마뱀과 닮았습니다.

그러나 전문가들이 공룡의 삶에 대해 더 많이 알게 되면서 현대의 새가 본질적으로 부리가 있고 깃털이 달린 공룡이라는 것을 깨닫기 시작하면서 많은 사람들이 이것이 정확한지 의문을 갖기 시작했습니다. 결국 그들은 공룡이 아마도 파충류와 조류 사이의 온도를 유지했을 것이라는 합의를 이루었 지만 최근까지 확실한 증거는 여전히 다소 부족했습니다.

북극 공룡은 이 모든 것을 변화시킵니다. Druckenmiller는 "이 전체 이야기에서 우리가 가정하는 것 중 하나는 이 공룡이 어느 정도는 거의 확실하게 온혈 동물이었다는 것입니다."라고 말합니다. "확실히 이 공룡들은 어느 정도의 흡열을 가지고 있었습니다. 그들은 내부 열을 생산하고 있었습니다. 그리고 그것은 추운 환경에서 살기 위한 일종의 전제 조건이었습니다."

놀랍게도 알래스카 화석층에서 파충류의 화석화된 잔해는 발견되지 않았습니다. 새, 포유류, 공룡만 발견되었습니다. "이제 몬타나에서 일하면서 공룡을 찾고 있다면 그 과정에서 악어, 거북이, 도마뱀을 발견하게 될 것입니다. 우리는 그러한 냉혈 집단의 스크랩을 결코 발견하지 못했습니다."라고 말합니다. 드러켄밀러.

후기 백악기 알래스카는 오리주둥이 공룡의 서식지였습니다. 수천 개의 이를 갈고 있는 소와 비슷한 초식동물입니다. (Credit: Alamy)

물론 모든 공룡이 반드시 온혈동물인 것은 아닙니다. 그들의 체온 이 그룹에 따라 최소 29C에서 46C(115-84F)까지 17C(31F)만큼 다양 할 수 있다는 증거가 있습니다. 비교를 위해 대부분의 포유류는 36~40C(97~104F) 범위에 있는 반면 새는 41~43C (105~109F)에 걸쳐 훨씬 더 따뜻합니다.

그러나 그럼에도 불구하고 그 의미는 엄청납니다. 흡열 동물은 일반적으로 더 빠른 성장률 및 더 많은 음식에 대한 요구 사항과 같은 특정 특성을 공유합니다. 그러나 결정적으로, 이것이 일부 그룹이 공룡의 멸종에 대해 역사적으로 비난받은 ​​지구 냉각에서 살아남을 수 있었던 것이라고 생각되었습니다. 포유류와 조류가 감당할 수 있다면 북극 공룡은 왜 안 될까요?

1980년대에 알래스카 공룡에 대한 증거가 쌓이기 시작하면서 과학자들은 이미 다른 설명이 필요할 수 있음을 깨닫고 있었습니다 . 오늘날 대부분이 멸종된 진짜 이유는 크기 때문이라고 생각됩니다. 즉, 단순히 사용할 수 있는 것보다 더 많은 음식이 필요했습니다. 예외는 "마니랍토란(maniraptoran)" 또는 "손을 잡는" 공룡이었습니다. 이 그룹에서 가장 작고 깃털이 달린 개체 ( 무게 약 1kg )는 달라붙어 적응할 수 있었습니다. 이제 우리는 이 혈통을 새라고 알고 있습니다.

새로운 발견이 있을 때마다 극지방에 가까운 이 공룡들은 지구 전체에 걸쳐 동족들의 다양성과 회복력에 대한 단서를 드러내고 있으며 그들이 거대한 도마뱀보다 훨씬 더 뛰어났다는 것을 보여주고 있습니다.