시조새와 새의 기원    파충류와 골격 비교    조선 시조새

깃털 달린 공룡들

많은 고생물학자들은 깃털 달린 공룡을 공룡과 조류 사이를 이어줄 전이 화석이라고 생각한다. 시조새(Archaeopteryx)와 같은 고대 조류가, 수각류 공룡과 마찬가지로 이빨이나 앞발가락의 발톱 같은 특징들을 많이 갖고 있다는 사실은 이미 잘 알려져 있다. 오랫동안 수각류 공룡으로부터 조류가 진화했다는 것이 이론화되어 왔고, 1990년대의 후반 들어 발견되기 시작한 깃털 달린 공룡들은 이 이론에 결정적인 증거가 되고 있다.

Kevin Padian and Luis M. Chiappe, Scientific American February 1998

다윈의 종의 기원(The Origin of Species)이 출판되고 난 후 얼마 안 있어, 영국인 생물학자인 헉슬리(Thomas Henry Huxley)는 '새가 공룡의 후손'이라는 제안을 했다. 그는 몇몇 용반류 공룡들과, 최초의 새인 시조새 그리고 현생 조류 사이에 골격학적으로 유사성이 있다는 점을 주목하고, 1868년 'On the Animals which are Most Nearly Intermediate between Birds and Reptiles'라는 책을 출간했다. 하지만 그 당시 공룡 전문가였던 오웬(Richard Owen)은 시조새는 공룡의 혈통이 아닌 최초의 새로 판단하였다. 이 당시에는 조류가 공룡이나 다른 지배 파충류에서 진화했다기보다는 악어류(crocodylomorph)와 조치류(thecodont) 선조로부터 진화되었다는 이론이 더 힘을 받았다. 그러다가 1964년 오스트롬(John Ostrom)이 데이노니쿠스(Deinonychus antirrhopus)를 연구하던 중 이것이 새와 골격학적으로 유사하다는 점을 발견하여 새가 공룡의 직계 자손이라는 이론을 지지하였다. 그 뒤 계속된 공룡과 조류의 골격학적인 비교 연구와 분기학적인 분석은 결국 새가 마니랍토르(maniraptora)라고 하는 수각류의 곁가지라는 것을 밝혀내었다. 공룡과 새는 목, 치골, 손목(반달 모양의 손목뼈), 앞발 그리고 흉대(pectoral girdle), 견갑골, 쇄골, 가슴뼈 등에서 유사성이 발견되었다. 전반적으로 새와 공룡은 수백 가지가 넘는 해부학적인 공통점을 갖고 있다. 1990년대 이후 대부분의 고생물학자들은 새가 살아남은 공룡이라고 여기고 있으며, 새(조류 또는 조류 공룡)와 이들을 구별하는 비조류 공룡(멸종한 것들)이라는 말을 사용하게 되었다. 하지만 그 이론을 증명할 직접적인 증거는 없었다. 권위 있는 조류학자이자인 스미소니안의 학예사 올슨(Storrs L. Olson)은 깃털 달린 공룡이 발견되지 않는 점을 들어 그 이론을 반박하였다. 논쟁이 계속되던 1999년 중국의 랴오닝 지방에서 '잃어버린 고리'로 추측되는 깃털 달린 공룡인 아르카이오랍토르(Archaeoraptor liaoningensis)가 발견되었다는 소식이 세계를 놀라게 하였다. 하지만 그것은 미크로랍토르(Microraptor)라고 하는 드로마이오사우루스류의 공룡과 야노르니스(Yanornis)라고 하는 원시적인 조류를 섞어서 만든 조작품이라는 것이 밝혀졌다.
하지만 결정적인 증거 없이 1세기가 지나고 나서 1990년대와 2000년대에 사이에 아주 잘 보존된 깃털 달린 공룡 화석들이 발견되었다. 그 화석들은 중국 랴오닝 지역에서 발견되었는데, 이 지역은 1억 2400만 년 전인 초기 백악기에 내몽골의 화산 폭발로 인해 여러 차례 화산재로 뒤덮인 적이 있는 곳이다. 그렇기 때문에 세립질의 화산재가 매몰된 유기물의 세부적인 것까지도 잘 보존하고 있다. 또한 이곳은 화석이 아주 풍부해서 엄청난 양의 나뭇잎 화석을 비롯하여, 가장 오래된 속씨식물, 곤충, 물고기, 개구리, 도롱뇽, 포유류, 거북이, 도마뱀 그리고 악어 등 그 당시에 살았던 모든 화석들이 발견된다. 그렇지만 이 화석들 가운데 단연 중요하고 돋보이는 것은 바로 깃털 달린 공룡의 화석들이다. 이것은 공룡과 조류 사이의 빠진 고리를 채워줄 아주 결정적인 열쇠이며, 부가적으로 깃털이 어떻게 발달되었는가와 새가 어떻게 날게 되었는지를 밝혀줄 좋은 자료이기도 하다.
지금까지 발견된 상당수의 비조류 공룡들은 깃털을 가진 것으로 알려져 있다. 아래의 공룡들은 공식적으로 깃털의 존재가 확인된 공룡들이다.

지금까지 알려진 가장 원시적인 깃털 달린 공룡은 1억 5000만 년(쥐라기)에서 1억 2000만 년(백악기) 사이에 살았던 시노사우롭테릭스(Sinosauropteryx)이다. 이 공룡의 몸은 속이 빈 관이나 털처럼 보이는 깃털과 같은 구조물로 덮여있다. 그들은 솜털(plumulaceous) 깃털 같은 것을 가졌을 수도 있다. 또 다른 초기의 화석은 티라노사우루스의 선조인 백악기 초기의 딜롱(Dilong paradoxus)인데, 이 공룡도 깃털과 유사한 구조물을 지녔다. 이런 초기의 화석들은 깃털이 원래 체온을 유지시키기 위한 용도로 진화되었다는 것을 추측케 하는 것이다. 따라서 이것으로 봤을 때 공룡이 항온동물이었을 가능성이 충분히 있다. 그 후 비행은 진화학적인 2차 변화의 산물이었다는 것이다. 조각류인 티안유롱(Tianyulong)에게서도 원시적인 깃털이 발견된다는 것은 공룡의 깃털이 체온 유지의 목적으로 발달했다는 증거라고 할 수 있다.
그 다음, 확실히 날 수 있는 깃털(빳빳하고 단단한 깃털)을 가진 최초의 공룡은 1억 3500만 년에서 1억 2100만 년 전에 살았던 프로타르카이옵테릭스(Protarchaeopteryx)와 카우딥테릭스(Caudipteryx)이다. 하지만 이 공룡들은 깃털을 나는데 사용했을 것 같진 않고, 아마도 과시나 장식용으로 썼던 것 같다. 다른 한편으로 미크로랍토르는 팔과 다리에 모두 비행 깃털을 갖고 있다. 이 공룡은 네 개의 날개를 갖고 있는 수각류이다. 하지만 해부학적 특성상, 날개를 펄럭이며 날았다기보다는 활강을 하면서 나무 위에서 살았던 것으로 추측된다.
계속해서 발견되는 깃털 달린 공룡들과 분기학적인 연구는 사실 조류가 공룡의 후손이라는 결정적인 증거들을 제공하고 있다. 더 나아가 여러 타입의 수각류 공룡들이 단지 새와 같은 종류의 깃털이 아니더라도 깃털을 지녔던 것으로 추측되고 있다. 특히 작은 수각류들은 모두 깃털을 가졌을 가능성이 있고, 심지어 티라노사우루스와 같은 큰 공룡들까지도 갓 부화한 새끼 때에는 깃털을 가졌던 것으로 짐작하고 있다. 하지만 거대한 성체 수각류가 깃털을 가졌던 것 같지는 않다.