사라진 공룡


그림 71. 쥬라기 공원 2편. '읽어버린 세계'의 한 장면. 스테고사우루스의 사실감이 돋보인다.	어린아이들이 가장 좋아하는 인형 장난감 중 하나를 집으라면 대부분이 공룡 모습의 인형을 선택한다. 인형 크기에서 공룡에 대한 무서움을 느낄 필요가 없는 아이들에겐 이상한 피부와 낯선 모습으로 어딘지 우스꽝스럽기 조차한 공룡은 강력한 호기심의 대상인 것이다. 이와같이 어린이들의 장난감이던 공룡이 90년대 들어와 많은 사람들의 새로운 관심을 끌기 시작하였다. 1992년은 미국이 정한 공룡의 해로서 공룡에 대한 전시회와 자료가 많이 소개되고, 공룡들에 대한 많은 발견이 이루어짐으로써 새로운 사실들이 속속 밝혀졌다. 한편, 우연히 이 해에 발표된 공룡을 소재로한 마이클 크리튼의 베스트 셀러 ‘쥬라기 공원’(Jurassic Park)은 유전공학으로 과거의 멸종된 동물을 현대에 되살리는 발상을 하여 공룡을 현실로 끌어내게 되었는데, 흥행의 귀재 스티븐 스필버그 감독의 동명의 영화가 1993년도에, 그리고 1996년 속편 '잃어버린 세계'(the Lost World)를 발표하여 (그림 71) 수많은 공룡을 등장시켜 사실감을 부여하면서 공룡은 새삼 현대에 되살아나고 있다.
그림 72. 쥬라기 후기의 초식 공룡 디플로도쿠스의 조립된 모습	고생대가 끝나면서 출현하여 중생대의 1억6천5백만년 동안 육상에서, 하늘에서, 그리고 바다에서 지구의 왕자로서 군림하였던 거대한 공룡은 신생대가 시작되는 6천5백만년 전에 일시에 멸종하였다. 불과 100년전만 하더라도 거대한 몸집을 가진 공룡이 한때 지구에 존재하였으리라곤 아무도 믿지 않았으나 속속 발견되는 공룡의 뼈 화석(fossil)으로부터 조립되어진 골격에서 드러나는 거대한 형상은 놀랍다 못해 경이롭기까지 하며 (그림 72), 그들의 발자국이나 배설물 등－이를 흔적 화석(trace fossil)이라고 함－에서 공룡들의 생태가 구체적으로 밝혀짐에 따라 이들이 한때 번성하여 지구를 지배하고 있었다는 사실이 엄연한 현실로 받아들여지게 되었다. 더불어 이들이 일시에 멸종하였다는 사실은 매우 충격적이었다. 멸종(滅種, Extinction)이란 말 그대로 생물의 한 종(種)의 마지막을 뜻한다. 지구의 긴 역사를 살펴보면 수많은 생명종들이 탄생하여 환경의 변화에 적응하거나, 또는 변화되거나 도태되면서 오늘날에 이르고 있다. 바로 찰스 다윈 (Charles Darwin)은 그의 저서 종의 기원(Origin of species, 1859)에서 자연 선택으로 설명하고 있다. 그러나 한때 번성했던 생물이 일시에 전부가 멸망하는 사실은 이와 같은 과정으로 설명되지 않는다. 최근에 밝혀진 바에 따르면, 이러한 일시의 대량 멸종은 지질 시대를 통틀어 여러 차례 반복된 것이 확인되고 있다. 화석에 의해 분류된 상대적 연령을 의미하는 각 지질 시대는 바로 그 해당 시대의 생물의 번성과 멸종을 의미하는 것이다. 예를 들어, 고생대 를 대표하는 삼엽충은 고생대가 끝나면서 멸종하였고, 공룡은 중생대를 대표하여 단지 중생대에만 번성하였다. 이와 같은 대량 멸종에 대하여 19세기의 과학자들은 격변설(catastrophism)이라는 이론으로 설명하고 있다. 그리하여 대멸종을 자연 선택에 의한 도태가 아니라 어떤 극단적인 충격에 의한 대격변으로 설명하는 것이다. 최근 운석 충돌에 의한 공룡 멸망에 관한 여러 증거가 밝혀지고 있어 그와 같은 이론을 더욱 뒷받침 해주고 있다. 그동안 발견되어진 공룡의 뼈 화석과 흔적 화석으로 밝혀진 공룡의 모습과 생태를 살펴보고, 이 들이 일시에 멸망하게 된 원인에 대하여 알아 보고자 한다.

공룡이란?
	화석 뼈의 발견으로 처음 존재가 알려진 동물로서 놀랄만한 거대한 몸집을 소유한 공룡 (Dinosaurs,‘다이노서’로 발음함)은 현재 알고 있는 어떤 종류의 동물과도 다른 화석 파충류라는 점에서 ‘무서운 도마뱀’(라틴어로서 dino=terrible과 sauria=lizard의 합성어)이라고 명명되었다. 현재 알려진 공룡은 600여종으로 육지의 공룡 외에도 하늘을 나는 익룡 (그림 73)이나 바다의 수장룡, 어룡 (그림 74) 등이 있다.

그림 75. 골반의 형태에 따라 용반류(A)와 조반류(B)로 나뉜다. A. 장골; B. 치골 ; C. 좌골

공룡은 크게 용반목 (Saurischia)과 조반목 (Ornithischia)으로 나뉘는데 골반의 형태로 분류된다 (그림 75). 용반류는 도마뱀형 골반으로 장골, 치골, 좌골이 각각 세 방향을 가리키는 반면, 조반류는 새(鳥)의 그것처럼 치골이 좌골과 평행하여 뒤쪽을 향하고 있다.

공룡 시대의 환경은 중생대가 판구조 운동의 시작인 점을 감안하면, 히말라야가 같은 대형 산맥이 생기기 전으로 대륙은 평탄하거나 낮은 산악이었을 것이며, 백악기에 화산 활동이 활발하였던 점을 감안하면, 온실 효과에 의해 기후는 상당히 따뜻했을 것이다.

이름에서처럼 공룡은 몸집이 큰 것으로 알려져 있다. 육식 공룡은 6~15m 사이의 비교적 작은 반면, 초식성은 몹시 커서 수십 m에 이르기도 한다. 지금까지 발견된 최대 크기의 공룡은 울트라사우루스(Utrasaurus)로 알려져 왔으나, 1986년 8월 뉴멕시코에서 발견된 사이즈모사우루스(Seismosaurus, `지진룡'이라는 뜻으로 너무나 크기 때문에 걸으면 쿵쿵하고 지진이 일어난 것처럼 땅이 울렸을 것으로 상상되어 붙여진 이름)인데 길이가 약 50m 정도로 알려졌다. 한편, 공룡이라면 '거대'하다는 이미지를 가지고 있지 만 의외로 작은 것도 있어 콤프소구나투스라는 공룡은 닭 정도의 크기로 길이 60cm에 몸무게 3kg 정도로 알려져 있다.

공룡은 어떻게 걸어다녔는가?

그림 76. 공룡의 진화 계통도. 조반류는 4족 보행으로 초식성이며, 용반류는 4족 초식성과 2족 육식성으로 나뉜다.

공룡의 두드러진 특징 중의 하나가 사지(四肢)의 구조이다. 현재의 대표적인 파충류인 악어나 도마뱀의 다리는 팔꿈치나 무릎이 몸통 옆으로 튀어나와 `기어다니는 형'이거나 반직립형이다. 그러나 공룡은 포유류와 조류처럼 다리가 몸통 바로 밑에 있는 직립형이다. 따라서 효율적으로 걸었을 것으로 추정된다.

현재 흔적 화석으로 공룡의 발자국은 공룡의 종류, 크기, 주행이나 보행의 속도, 자세, 걷는 방식 등을 알 수 있는 직접적인 증거로 중요한 의미를 갖는다. 발자국 화석에 의하면, 공룡은 2족 보행하는 것과 4족 보행하는 것으로 나타나고 있다 (아래 그림). 대체로 몸집이 큰 초식 공룡은 4족 보행이 우세하며, 몸집이 작거나 민첩하게 움직이는 육식 공룡들은 2족 보행이 많다. 공룡의 계통도를 보면 초기 조반류에서 진화된 공룡들은 거의 4족 보행인데 반해, 용반류에서 진화된 공룡은 4족 보행과 2족 보행 모두 있으나 2족 보행이 우세하다 (그림 76).

	현재의 파충류들을 생각해보면, 특히 현존하는 동물중 가장 공룡의 모습을 많이 가지고 있는 이구아돈이나 악어의 경우 움직임은 매우 느리다. 공룡도 일반적으로 큰 몸집에 매우 느릴 것으로 생각되는데, 공룡의 보폭에서 보행 속도를 추정해 보면 느린 것은 시속 6~8km, 빠른 것은 25~30km 정도이다. 이들 속도는 각각 어른이 빨리 걸을 때와 자전거로 빨리 달릴 때의 속도에 해당된다. 빠른 보행을 나타내는 공룡의 예로써 백악기의 2족 보행 수각룡(데이노니쿠스)은 시속 40km의 속도 (100m 달리는데 9초가 걸린다)로 추정되는데, 이것은 올림픽에서 100m 달리기의 우승자의 속도에 해당된다.

공룡의 먹이습성
그림 77. 높은 나무의 잎을 뜯어먹고 있는 초식 공룡.	공룡은 먹이 습성에 따라 초식성 (Herbivores)과 육식성 (Carnivores)및 잡식성 (Omnivores)으로 나뉜다. 대체로 몸집이 커서 행동이 둔하고 4족 보행을 하는 공룡들은 초식성이며, 몸집이 작아 민첩하게 행동할 수 있고 2족 보행으로 보행 속도가 빠른 공룡들은 육식성으로 알려져 있다. 초식성 공룡들의 먹이로는 쥬라기와 백악기 초기까지의 식물이 양치 식물과 겉씨 식물 뿐이다. 따라서 즙이 많고 일년내내 열매를 맺는 베네티테스류의 식물은 당시 용각류나 검룡들의 좋은 먹이였으며, 그 밖의 양치 식물의 어린 잎도 맛있고 부드러운 먹이였다 (그림 77). 백악기 말에는 꽃을 피우고 열매와 꿀이 있는 속씨 식물로 진화하여 영양가있는 속씨 식물이 먹이가 되면서 공룡도 진화하여 간 것이 오리너구리 공룡, 각룡, 곡룡 등이다. 이들 초식 공룡의 이빨은 원뿔 모양의 단순한 구조로 소나 말처럼 먹이를 씹을 수가 없었다. 그래서 돌을 삼켜 위 안에서 먹이와 돌이 부딪치게 하여 씹는 작용을 대신하게 하였는데, 이와 같은 위석(胃石) 화석이 곳곳에서 발견되고 있다.
그림 78. 육식 공룡 티라노사우루스.	육식성 공룡은 다른 공룡의 고기를 먹고 있었기 때문에, 단백질 그 자체를 식량으로 삼았으며, 영양가가 매우 높고 소화도 잘 되었을 것이다. 대표적인 육식 공룡인 티라노사우루스('폭군룡'으로 공룡의 왕이라는 뜻)에서 보듯이, 빈틈없이 빽빽이 나 있는 날카로운 이빨에 깔쭉 깔쭉한 것이 가늘 게 나 있어서 먹이를 찢기 쉽도록 되어 있다 (그림 78). 그러나 씹는 이빨이 없었기 때문에 통째 삼킨 것으로 추정되는데, 갓 죽인 신선한 고기만 먹었는지, 죽고 나서 며칠이 지난 썩은 고기를 먹었는지는 확실치 않다. 거대한 브론토사우루스가 죽었다면 몇 마리의 육식 공룡이 며칠이나 걸려서 먹어야만 했을 것이다.

새의 조상은 공룡인가?
그림 79. 시조새의 복원도. 털이 나 있는 모습이 오늘날의 새의 조상으로 생각된다.	공룡 연구자를 중심으로 새의 조상은 공룡이라는 설이 최근에 와서 다시 유력해지고 있다. 가장 오래된 새로 알려진 아르케오프테릭스(시조새)는 1861년 발굴된 이래 대단히 유명한 화석이 되었는데, 골격은 소형 육식 공룡인 코엘로사우루스류와 흡사하며 앞다리(날개)를 비롯한 온몸이 깃털로 덮여 있는데, 깃털은 조류의 최대의 특징이다 (그림 79). 요컨대 시조새는 파충류와 조류의 양쪽 특징을 겸하고 있고, 따라서 파충류와 조류를 연결하는 동물이라는 점에서 잘 알려져 왔다. 한때 공룡에는 조류의 특징의 하나인 쇄골이 없다는 점이 원인이 되어 시조새를 조치류로 보았으며 공룡과 새는 조치류를 공통의 조상으로 진화하였다고 하는 설이 일반적이었으며, 새의 조상을 조치류라고 하는 설이 1900년경부터 일반적인 것이 되었다. 그러나 1970년대 미국의 오스트롬은 시조새의 전체 표본을 자세히 연구하여 소형 육식 공룡의 직접 자손이라고 주장하였다. 그것은 시조새와 코엘로사우루스는 골격이 많이 흡사한데, 이것은 직접적인 조상·자손 관계가 아니면 설명할 수 없는 것이다. 반대로 조치류가 새의 조상이라는 설에는 결정적인 증거가 있었던 것은 아니었으며, 최근에는 대부분의 연구자들이 오스트롬을 지지하고 있다.

냉혈성? 또는 온혈성?
	공룡의 뼈화석이나 흔적 화석은 오랫동안 보존이 되어 그것으로부터 공룡의 모습이나 생태의 추정은 가능하지만, 현재 진화되어 생존하는 공룡이 전혀 없기 때문에 보존이 되지 않는 허파나 염통 같은 내부 기관이나 혈관을 흐르는 혈액 등에 관해서는 일체 정보가 없어 공룡이 냉혈성인지 온혈성인지의 여부가 큰 논란이 되고 있다. 현재 살아 있는 악어나 도마뱀 그리고 이구아돈같은 파충류들은 기온이 내려가면 체온도 내려가 활동성이 떨어지며, 햇빛을 받아 체온을 겨우 높여 활동을 하며 행동도 에너지 소비가 적게 하기 위하여 느리게 움직인다. 공룡도 파충류로 분류된 까닭에 냉혈성으로 인식되었다.
그림 80. 날카로운 발톱을 가진 데이노니쿠스. 시속 40km의 빠른 속도로 달리는 이 공룡은 온혈설의 단서를 제공한다.	그러나 1970년경부터 공룡의 온혈성이 강하게 주장되고 있다. 이는 베커에 의해 계속 주장되고 있는데, 1964년 베커의 스승 오스트롬이 소형 육식 공룡 데이노니쿠스를 발견한데 있다 (그림 80). 고속으로 달리며, 뒷다리의 갈고랑이같은 발톱으로 먹이를 낚아채는데 이와 같은 데이노니쿠스의 생태는 높은 활동성을 유지할 수 있는 온혈성이 아니면 불가능 하기 때문이다. 공룡이 온혈성이었다고 하는 것은 포유류나 조류처럼 그들이 스스로 체온을 만들고 이것을 유지하는 내온성이자 항온성이었다는 것을 의미한다. 그러나 여기에는 다소 의문이 있다. 온혈성 동물은 활발한 활동으로 대사율이 높아 항상 산소를 흡수해야만 질식하지 않는다. 그래서 호흡 호율을 높이기 위하여 포유류같은 온혈 동물은 가슴에 가로막을 발달시켜 복식 호흡을 할 수 있게 되어 있다. 최근에 밝혀진 바로는 증거는 없지만 공룡의 가슴뼈 구조에 근거하여 가로막이 없었을 것이며, 공룡은 충분히 산소를 취하고 있지 않았던 것으로 생각된다. 따라서 공룡은 외부에서 열을 흡수하여 체온을 높이는 외온성이지만 항온성일 것으로 추정되는데, 이 현상을 관성 항온성이라 한다. 이는 공룡의 몸이 거대해진 의미로 이해할 수 있다. 즉, 작은 그릇에 든 뜨거운 물은 곧 식지만, 욕조 안의 뜨거운 물은 금세 식지 않는다. 이와 같이 공룡 또한 일단 열을 얻어 체온을 높이면 상당 시간 체온을 유지했을 것으로 생각된다. 이를 근거로 공룡은 온혈성으로 보는 것이 보다 타당할 것이다. 그러나, 온혈설에 반대하는 연구자도 여전히 많이 있다. 일반적으로 현재의 포유류와 파충류의 생리·생태적 지식만으로 멸종된 공룡에 대해 연역적으로 전체를 논한다는 것은 매우 위험한 일이다. 현재 공룡중에는 외온성의 변온류, 관성의 항온류, 내온성의 항온류 등 여러 종류가 포함되었을 가능성마저 엿보이고 있다. 이처럼 적어도 개별 공룡들의 산출 상태와 분포까지도 포함하여 다각적이고 귀납적인 방법으로 내온성인지 외온성인지를 그리고 온혈성인지 냉혈성인지를 연구해야 할 시기에 와 있는 것이다.

한국의 공룡
그림 81. 한국의 공룡 화석 산지.	한국에도 공룡이 살았을까? 가까운 중국에는 많은 종류의 공룡이 발견되고 있으나, 아직 일본에는 명확한 발견의 증거가 보고되고 있지 않다. 공룡이 중생대 살았던 생물임을 고려할때, 한국에서도 중생대에 해당되는 지층이 영남 지역을 중심으로한 경상 분지에 분포하기 때문에 이곳에서 공룡이 존재했을 가능성은 크다. 1970년대에 들어와서 여러 종류의 공룡 화석이 발견되면서 한반도에도 공룡이 살았다는 사실은 의심의 여지가 없게 되었다. 1973년 하동군 금남면에서 공룡의 알 껍질 화석이 처음 발견된 이래, 경북 의성군 금성면, 경남 합천군 율곡면, 및 전남 광양군 골약면 등에서 골격 화석이 발견되었으며, 경남 고성군 하이면과 창원군 진동면에서 대규모의 족흔(足痕) 화석이 발견되었다 (그림 81). 최근에는 전남 해남 우항리에서 또다른 대규모의 족흔 화석이 발견되었는데, 그 중에는 익룡의 발자국 화석이 포함된 것으로 알려져 화제가 되고 있다.
고성군 덕명리 해안
	982년 1월 발견된 하이면 덕명리 일대의 해안에는 2백여 층준(層準)에서 천개 이상의 발자국 화석이 발견되었으며, 이는 유라시아 대륙에서는 최대의 산지로 알려졌다. 특히 상족유원지에서 실바위까지 6km에 걸친 해안에는 수많은 공룡 발자국들이 크기와 모양이 비슷한 것들이 일정한 간격을 유지한 채 한쪽 방향으로 향하고 있다 (그림 82). 이들 발자국 중에는 크고 작은 웅덩이가 규칙직으로 놓인 4족 보행 발자국과 일정한 웅덩이의 폭이 좁고 간격이 넓은 2족 보행, 그리고 3지창 모양으로 발가락 형태까지 뚜렷한 것 등 다양한 발자국 화석이 발견되고 있다.

그림 83. 4족 보행(1, 2)과 2족 보행(3, 4)	이들 덕명리의 족흔 화석의 연구(임성규, 1990) 결과, 거의 대부분 초식 공룡의 것으로 육식 공룡은 5%에 불과하며 2족 보행 75%를 차지하고 나머지 25%는 4족 보행의 것으로 확인되었다 (그림 83). 특히, 공룡의 족흔과 함께 새 발자국 화석도 함께 발견되었는데, 중생대 조류의 발자국 화석은 세계적으로 희귀하여 학문적으로 가치가 매우 크다. 또 초식 공룡의 경우 같은 지층에서 여러 마리의 발자국이 나란히 나타나 이들이 집단적으로 생활했을 가증성이 큰 것으로 분석되고 있다. 이처럼 덕명리 지역의 발자국 화석은 공룡이 살았던 환경과 생활 습성, 행동 등을 알 수 있는 매우 귀중한 자료임에도 불구하고 이 지역이 경상남도 지정 기념물이라는 것을 알려주는 녹슨 안내 간판만 있을 뿐 아무런 보존 대책이 마련되지 않은 채 방치돼 있다. 국제적인 자연사 보물인 이 지역이 본존되기 위한 방안이 적극 검토되어야 하겠다.

공룡 멸종설
그림 84. K/T 경계에 나타나는 검은색의 점토층. 이 속에는 지각보다 100배나 많은 이리듐이 들어있다.	중생대 이른바 1억6천만년이나 계속되던 공룡 시대가 6천5백만년 전 갑자기 공룡이 멸종되면서 종막을 고하였다. 이 대재앙의 원인은 아직도 큰 수수께끼로 남아 있으며, 그 동안 여러 가지 멸종설이 제안되어 왔으나 어느 것도 만족스럽게 설명하고 있지 않다. 최근 들어서는 믿을 만한 지질학적 증거를 제시함으로써 공룡 멸종에 대해 각광을 받고 있는 이론이 있는데, 1979년 캘리포니아 대학의 버클리 분교의 알바레즈 교수 등이 제창한 운석 충돌설이 그것이다. 덴마크, 이탈리아, 뉴질랜드 등지의 백악기와 신생대 제3기 지층의 경계 ('K/T 경계'라고 함)에 나타나는 검은 색의 점토 물질 속에는 지각의 함량보다 100배 이상 많은 양의 이리듐 (Ir), 오스뮴 (Os), 백금 (Pt) 등의 원소가 발견된다 (그림 84). 이러한 백금족 원소는 무겁기 때문에 지구 내부에 가라앉아 버려 지각 내에는 거의 존재하지 않는다. 따라서 이 원소들이 외계 천체에서 왔을 것이라고 추정하게 되었다. 결국 이러한 원소가 외계 천체로부터 도달한 시점이 거의 공룡이 멸종된 시기와 일치하므로, 이 시기에 외계에서 지구로 날아 온 운석이 지구와 충돌했으리라는 시나리오를 가능케 하였다.
그림 85. 멕시코 유카탄 반도 해안에 떨어진 약 10km 크기의 운석 충돌로 공룡이 멸종하였다.	이 운석의 크기는 지름이 약 10km로 추정되었고, 세계 각지에서 연구한 결과 운석이 지구로 낙하한 시기가 6,500만년 전인 것이 거의 확실한 것 같으며, 떨어진 장소는 멕시코의 유카탄 반도 해안가로 추정되고 있다 (그림 85). 그러면 이 정도 크기의 운석이 지구에 충돌함에 따라 어떻게 공룡이 멸종할 수 밖에 없었는지 그 메카니즘에 대해 생각해 보자. 멸종의 직접적인 원인은 충돌로 인한 충격 때문이 아닌 것 같다. 일시적으로 충격 에너지가 전 지구를 덮는 정도로 공룡이 멸종되지는 않는다는 것이다. 실질적으로는 충격 후에 연속적으로 일어나는 일련의 과정이 보다 직접적인 원인이 된다. 먼저 운석이 지구에 충돌하면, 충돌 에너지가 열 에너지로 바뀌고 그 열에 의해 생물체들이 타 죽을 것이다. 그 다음으로는 충돌로 인해 생겨난 대량의 먼지가 대기권으로 올라가 태양빛을 차단할 것이고, 따라서 지상의 온도는 하강하여 마치 핵겨울과 같은 상태가 될 것이다. 이 상태는 상당 기간 지속될 것으로 생각되고, 생물체에게 최대의 피해를 입힌다고 생각된다. 다음으로 먼지에 의해 두꺼워진 대기로 말미암아 온실 효과가 가속화되고 다시 한번 기온 상승으로 인한 타격을 받는다. 이와 같은 일련의 과정 속에서 공룡을 비롯한 상당수의 생물체가 멸종했으리라는 것이 운석 충돌설의 기본 시나리오이다 (그림 86).
그림 86. 운석충돌설의 시나리오. 운석이 낙하한 후 골룡멸망까지의 과정을 그렸다.


그림 73. 다양한 익룡들		그림 74. 다양한 어룡들


2족 보행하는 알버트사우르스	4족 보행하는 아파토사우르스


4족 보행		4족 보행		2족 보행		세 발가락 모양의 육식공룡 족흔