공룡(恐龍)은 사라졌을까? 1

공룡은 왜 멸종했는가?



공룡(恐龍, dinosaur)은 중생대 트라이아스기 후기에 시작하여 백악기말까지 번성하다가 6500만년 전에 홀연히 지구 전체에서 자취를 감춘 육상의 생물을 총체적으로 이르는 말인데, 그 어원을 살펴보면 1841년에 영국의 고생물학자 리처드 오언이 화석으로 나오던 모든 파충류들을 통칭하여 dinosaur 즉 공룡목이라는 명칭을 제안했으나 현재는 분류학적 용어로는 사용되지 않고 있습니다. 디노스(dinos)는 무서울 정도로 큰 것이라는 뜻이고, 사우르(saur)는 도마뱀이라는 뜻입니다.

아직도 많은 사람들은 공룡을 파충류라고 생각하고 있으며, 공룡이 나오는 대부분의 영화에서 공룡의 습성이나 모습을 파충류에 가깝게 그리고 있지만, 1994년 우드워드(Woodward) 등이 미국 유타주에서 채취된 백악기 공룡 뼈에서 유전자증폭기술을 사용하여 DNA를 분리하여 DNA(mitochondrial cytochrome)배열을 분석해 본 결과 조류나 파충류와의 유사성보다는 포유류와 높은 유사성(경우에 따라서는 사람의 것과 88%)을 보이고 있음을 발표하였습니다. 또 다른 연구그룹 헤니코프(Henikoff) 팀과 알라드(Allard) 팀도 독립적인 연구에서도 공룡이 조류보다도 포유류에 훨씬 가깝다는 발표를 하였습니다.

개인적인 생각이지만 모든 공룡이 영화에서와 같은  번질거리는 피부를 지니지 않았고, 종류에 따라서는 포유류와 같은 두꺼운 털로 덮혀 있기도 했으며, 또한 일반적인 예상보다 날씨 변화에 훨씬 잘 적응했으리라고 봅니다. 어쨋든 그 공룡은 6500만년 전에 돌연 사라졌습니다. 그것도 번성했던 그 오랜 기간에 비교하면 너무나 짧은 시간에 허무한 멸종을 맞이 했다고 합니다. 여기서 두 가지의 의문을 가지게 됩니다.

첫째, 멸망했다면 그 이유는 무엇일까?
둘째, 정말 6500만년전에 사라진 것일까? 혹시 최근까지 살아 있었던 것이 아닐까?

그리고 한 가지 더 의견을 추가하자면 "멸망한 것이 아니고 어디론가 사라진것이 아닐까?" 하는 생각입니다. 화석을 통한 분석과 추측으로 몸집과 뇌의 크기를 비교하여 공룡의 지능은 당연히 낮았을 것이라고 믿고 있지만, 분류학적 위치도 명확하지 않는 공룡을 포유류나 파충류의 구조와 비교한다는 자체가 실수를 범하는 것일 수도 있습니다. 공룡은 진화학적 상상만으로는 규명해 낼 수 없는 독특한 생물이었기에 그 지능이나 생태가 어떤식으로 발달해오고 어떤 식으로 변화했는지는 알 수 없습니다. 그래서 저는 공룡을 멸종했다기 보다는 사라졌다고 표현하고 싶습니다. 어차피 공룡의 존재는 화석을 통해 증명되지만 멸종이나 그 연대에 대한 것은 모두 가설이며, 증명하는 정도에 따라 무게감이 다를 뿐입니다. 내가 공룡이 멸종한게 아니라 사라졌다 혹은 그 연대에 대한 글을 쓴다 해도, 깃털같은 무게 때문에 인정받지 못하겠지만, 새로운 가설을 하나 더하는 것에 불과할 것입니다.

그래서 공룡(恐龍)에 대한 이야기를 다음과 같이 세 편에 나누어 쓰려고 합니다.

공룡(恐龍)은 멸종했을까? - 1 공룡은 왜 멸종했는가?
공룡(恐龍)은 멸종했을까? - 2 언제 멸종한 것일까?
공룡(恐龍)은 멸종했을까? - 3 멸종이 아니라면?

우선 공룡이 멸종한 이유가 무엇인지 설명하는 이론들을 살펴보겠습니다. 다양한 의견과 주장이 있는데 일부의 내용은 나름대로 적절한 이론을 내세우고 증거들을 제시하는 등의 치밀함으로 일반적인 인정을 받고 있습니다. 그러나 이것은 정설에 가까운 것이지 정설이 아니며, 상대적으로 인정을 못받는 이론이라도 증거가 발견되면 언제든지 정설에 가까워 질 것입니다.

대충돌설(Great impact theory)
일반적으로 가장 널리 알려진 대충돌 이론은 운석 충돌설이라고 불리는데, 노벨 물리학상 수상자인 루이스 알바레즈(Luis  Alvarez)와 그의 아들 월터 알바레즈(Walter Alvarez)가 처음 제시한 이론입니다. 이 이론은 한 소행성(또는 혜성이나 유성)이 6,640만년 전에 지구에 충돌하여 핵겨울(nuclear winter)과 같은 극적인 기후 변화를 일으켰고, 그것이 공룡과 다른 여러 생물 종들의 멸종의 원인이 되었다는 것입니다. 월터 알바레즈의 연구팀이 1977년 대륙 이동의 단서를 찾기 위해 이탈리아의 한 마을에서 암석을 관찰하다가 중생대와 신생대의 경계에서 얇은 퇴적층을 발견하게 되었는데, 아래쪽에 위치한 백악기 지층에는 커다란 유공층 화석들이 있었으나 신생대 제3기에 퇴적된 윗부분 지층에는그것들이 보이지 않았고, 그 경계 지층에서 고농도로 이리듐(iridium)이 존재하는 것이 발견했습니다.

이리듐(iridium)과 같은 무거운 백금족 원소는 지구 내부의 핵에 가라앉고 지각 안에는 거의 존재하지 않기에 당연히 퇴적층에서 나온 이리듐은 운석과 같은 외부의 것으로 생각하였고, 연구 결과 경계층에 포함된 이리듐의 동위원소 비는 운석의 것과 거의 일치해 이리듐의 퇴적 원인이 거대 운석의 충돌이라고 주장하게 되었습니다. 운석의 단위질량에 포함된 이리듐의 양은 잘 알려져 있으므로 충돌한 운석의 크기는 쉽게 계산할 수 있었는데, 계산에 따르면 당시 충돌한  운석의 크기는 지름이 10km가량인 것으로 추정되고 있습니다.

그러나 NASA에 의해 발견된 운석 충돌이 일어났다는 멕시코의 유카탄의 우너호의 크레이터(crater)는 멸종 연대와 일치하지 않고 있으며, 이리듐이 풍부한 원인이 대대적인 화산폭발로도 가능하다는 것이 밝혀졌습니다. 또한 충돌에 의한 모델이라면 매우 짧은 시간에 멸종해야 했지만, 실제로 멸종은 그렇게 갑작스럽게 일어나지 않았습니다.

화산활동설
위의 대충돌 이론의 계기가 된  이리듐(iridium)의 존재를 다르게 해석한 이론입니다. 지표면에 존재하지 않는 이리듐 등의 백금족 원소가 공룡의 화석과 지층에서 발견되고있는 것에 대하여 백악기 말기에 급격하고 거대한 규모의 화산활동이 일어나서 지구의 환경이 급격히 바뀌게 되어 적용하지 못한 공룡이 멸종되었다는 가설입니다. 또한 화산활동설은 지구의 기온변화와도 연계되어 다뤄지고 있지만, 긴 세월 동안 여러차례의 화산활동을 경험하면서 살아남았던 공룡의 직접적인 멸종원인으로 보기에는 미비한 부분이 있습니다.

기온 저하설
대륙 이동을 설명하는 지질학 이론인 판구조론(板構造論)과 그에 따른 지각변동의 조산운동(造山運動)에 의한 기후 변동을 멸종의 원인으로 주장하는 이론입니다. 판게아 등의 초대륙이 극지방으로 이동하여 극지방에 위치한 대륙의 기온은 떨어지고, 거대한 대륙빙하가 형성되어 빙하가 태양빛의 대부분을 반사해버려 더욱 추워졌다고 합니다. 실제로 대규모의 멸종이 있었던 선캄브리아대, 오르도비스기, 데본기, 백악기, 마이오세의 후기에는 극지방에 대륙빙하가 발달한 증거들이 지질 데이터에서 밝혀지고 있습니다.

그러나 이시기에는 판게아가 남북으로 갈리면서 북쪽의 로렌시아(유라시아의 기원)와 남쪽의 곤드와나(아메리카, 아프리카, 오세아니아의 기원)가 분명해졌다고 보고 있기에 모든 대륙이 극지방에 몰려 있었다고 보기 어렵고, 판게아 대륙이 남극에 치우쳐 있었다고 해도 고생대의 데본기에서 페름기의 한랭기후는 일정한 시기에만 있었다고 보고 있습니다. 당시의 초대륙의 위치나 형태에 대한 정밀한 정보를 얻을 수도 없기 때문에 기온 저하 얼마나 심각했는지 알수 없으므로 그것이 공룡의 대량 멸종이 일어난 절대적 원인이라고 보기 어렵습니다. 또한 여러번의 멸종시기에서도 살아남았던 공룡이 최후에 완전히 멸종해버린 이유를 판구조론에서 찾기에도 무리가 있습니다.

해수준 저하설
지질학자와 고생물학자들은 일제히 멸종한 현상을 자세히 설명하기 위하여 장기간 동안 문제가 되어온 지층을 찾아내어 화석 기록을 검토해 왔는데, 대량의 멸종이 발생한 시기에는 해수준(海水準)이 내려가서 얕은 바다는 육지가 되었으며, 반대로 해수준이 올라가서 육지가 줄어들었던 시기에는 종이 증가하였다고 합니다. 고생대 말에 해수준이 내려가고 얕은 바다의 면적이 변화하여 기후변동이 수반되었기에 많은 동물이 멸종되었다고 하는 해수준 저하설은 많은 연구자들의 지지를 얻었습니다. 해수준 변동의 원인은 중앙 해령의 활동의 변화로써 설명되고 있습니다.

그러나 해양생물의 대부분이 근해의 얕은 바다에 살고 있다는 것은 사실이지만, 얕은 해역이 서서히 사라졌다 하여 대량 멸종에 까지 이르렀다고 보는것은 무리가 따르는 주장입니다.

우주 방사선설
백악기 말기에 지구에서 가까운 거리에 있었던 한 혹성이 폭발하면서 그 영향으로 지구에는 방사선 비가 내리게 되었고, 강한 방사선에 노출된 공룡들이 하나둘씩 병에 들기 시작하였으며, 병든 공룡이 낳은 알은 대부분이 부화가 되지 않거나 기형의 공룡이 태어나서 멸종하였다는 이론입니다.

약간의 억지스러운 부분이 있으나 전혀 가능성이 없다고도 볼 수 없습니다. 그러나 불과 6500만년전에 존재했을 가까운 행성의 흔적을 찾아내었다는 뉴스를 접한 기억이 없습니다.

알칼로이드 중독설
양치 식물과 겉씨 식물로 가득 차 있던 지구는 백악기가 되었을 때 속씨 식물이라는 새로운 식물들이 모습을 드러냈습니다. 그런데 이 새로운 식물 속에는 식물염기(植物鹽基)라고 불리는 무서운 독성분인 알칼로이드가 들어있었고, 이 속씨 식물을 먹은 초식 공룡들이 알칼로이드의 강한 생리작용을 이기지 못하고 병들어 죽고, 다시 초식 공룡을 먹는 육식 공룡도 식량부족으로 멸종했다는 이론입니다.

그러나 어느 날 갑자기 속씨 식물이 나타나지도 않았고, 새로운 식물이 퍼져나가는 기간동안 공룡 또한 몇만년을 두고 속씨 식물의 염기에 적응해 나갔으리라고 보여집니다.

알 도난설
세력이 커지며 종과 개체의 수가 많아진 포유류가 공룡의 알을 먹어 버려서 공룡이 멸망했다고 하는 이론입니다. 그러나 실제로는 공룡이 멸망했기 때문에 포유류의 세력이 커진 것이며, 포유류가 공룡의 알을 먹지 않았을리는 없겠지만, 그것이 공룡 멸종의 직접적인 원인으로 설명될 수는 없습니다.

기온 상승(온난화)설
운석충돌이나 화산활동의 결과로 온실가스가 증가하여 지구의 평균기온이 지속적으로 상승하여 멸종하였다는 이론입니다. 워싱턴대학의 생물학 및 고생물학 교수인 피터 워드는 이산화탄소 증가가 대기와 해양의 온도를 높이면, 더워진 물은 산소 용존량이 적어지고 미생물이 늘어나서, 독성이 있는 황화 수소가 물과 대기에 많이 방출되고 이로인해 생물체가 죽게된다고 설명하고 있습니다.

열대 지방 해수 온도가 몇도씩 높아질 때마다 지구에서 수백만년에 걸쳐 대규모 생물 멸종 사태가 일어나는 일이 반복됐는데, 화석연구를 통해 지구상에서 지난 5억2천만년 동안 일어났던 다섯 차례의 대규모 멸종 사태 중 네번이 열대 지방 해수 온도의 상승 및 전세계 기온 상승과 관련이 있었다고 밝혔습니다. 메이휴박사 연구팀이 지구 기온의 역사를 화석을 이용해 1천만년 단위로 분석해 종의 수와 비교한 결과 기온이 낮을 수록 생물학적 다양성이 커지고 기온이 높을 수록 종의 개체 수가 줄어들었다고 합니다. 현재로 가장 신빙성이 있는 이론으로 보이고 있으나, 온실가스 증가와 온도상승은 식물의 활동증가를 유발하여 이산화탄소의 양을 감소시키는 작용으로 이어지기 때문에 이 이론에서도 완전한 멸종을 설명하기에는 아수운 점이 있습니다.

산소 증가설
현재 대기중 산소 농도는 21%이지만 공룡이 살던 당시 대기중의 산소 농도는 10%에 불과했다고 합니다. 그러다가 5000만년 전에는 산소 농도가 17%로 늘어났고 4000만년 전에는 23%로 급증했습니다. 최근에 러트거스대학의 폴 팰코스키 교수가 이끄는 연구진은 최신호 사이언스지에 실린 연구보고서에서 수백만 년 전의 퇴적물에 함유된 탄소-13 성분의 양을 측정한 결과, 지난 2억500만년 동안 지구의 산소량이 2배 이상 늘어났음이 밝혀졌다고 발표했습니다.

산소 증가설은 이런 산소량의 증가가 공룡에게 직접적인 피해를 줬다기 보다는 포유류의 증가와 종의 다양화를 만들어서 상대적으로 공룡에게 불리한 작용을 했다는 이론으로 발전되어 왔습니다. 파충류에 비해 산소 요구량이  3~6배나 많은 포유류와 새는 지구대기 속의 산소가 급증함에 따라 작은 동물에서 급속히 몸집을 불려왔는데, 초기에는 소형 또는 중형 포유류가 등장했으며 포유류의 크기가 중형에서 대형으로 갑자기 커진 것 은 5000만년에서 4000만년 전 사이라고 발표했습니다.

그러나 최근의 다른 연구에서는 과거에 발생한 13차례의 크고 작은 멸종 사태가 일어난 시기에는모두 대기 중 이산화탄소 증가와 산소 감소가 있었다는 결과가 나오고 있기에 아직 불완전한 이론입니다.

기타의 가설
육식 공룡의 수가 증가하여서 초식 공룡을 몽땅 잡아먹고, 먹을 것이 없어지자 서로 잡아 먹어서 제일 힘센 놈만 남았다가 결국은 굶었다는 동족상잔설이나 몸집이 계속해서 커지다가 너무 커진 나머지 행동이 둔해지고 알을 낳지 못해 멸종했다는 불임설, 창세기나 신화에 기원을 두었지만 많은 증거들이 나와서 논리적 검증이 이루어 지고있는 대홍수설 등이 있습니다.

멸종(滅種)이란 생존해 있던 종의 개체가 더 이상 확인되지 않는 것을 말하는데, 해당 종을 구성하던 최후의 개체가 사망하는 시점을 멸종 시기로 보고있습니다. 우리는 공룡이라고 부르는 종을 보지 못했지만 화석을 통해 존재했음을 믿고 있으며, 현재 개체가 확인되지 않기에 멸종한 것으로 단정짓고 있습니다. 또한 현재까지 발견된 간접적인 증거를 통해 최후의 생존 개체가 6500만년전이라고 추정하고 있습니다. 그러나 이러한 시기와 멸종했음을 너무나 명백한 사실로 규정지었기에 새롭게 발견되는 증거와 가설이 이 사실과 부합하지 않을 경우에는 철저하게 배척당하고 있습니다.

위에서 밝혔든 저는 멸종했다기 보다는 사라졌다는 표현을 더 좋아합니다. 1841년에 영국의 고생물학자 리처드 오언이 공룡을 새로운 종으로 분류하고 200년도 되지 않는 짧은 기간만에 수백종의 공룡화석이 확인되었습니다. 그러나 우리가 간과하고 있는 것은 공룡이 근세에 들어서만 화석으로 발견된 것이 아니며, 인류에게 문자라는 기록 도구가 만들어지기 전에도 이미 그림을 통해 묘사되고 있었다는 것입니다. 수천만년 동안 공룡에 대한 개체 확인과 기록은 현대와 같이 사진과 문자로 이루어지지는 않았지만 다른 형태로 관찰되고 기록되었을 수도 있습니다. 또한 공룡은 완전한 멸종이 아닌 개체의 감소나 집단적인 이동으로 우리에게 그 생존 개체가 확인되지 않을 뿐인지도 모르는 것입니다.

이러한 이야기는 증거가 발견되기 전까지는 가설도 아닌 허구에 불과하지만, 단 하나의 증거만 발견되어도 지금까지의 모든 이론은 폐기처분 될 것입니다. 그렇기에 200여년의 전통속에 일생을 바치며 연구해온 기존 학계에서 확실한 증거가 없는 한 이런 류의 공룡 이야기를 결코 받아들이지 않을 것이 분명합니다. 그러나 지금의 퍼스널 Crackpot 이 10년 후에 정설이 되지 않는다고는 말할 수 없는 것입니다.

- 공룡(恐龍)은 사라졌을까? 2편 으로 이어집니다.