새로운 생명의 출현 – 곤충

시조새는 약 1억4천만 년 전에 살았고, 현대 조류의 조상이었다. 시조새는 날기에 적합한 깃털을 가진 동물로 알려진 것 가운데 가장 오래된 동물이다.

1. 시조새

새는 어디서 왔을까? 독일 화석 사냥꾼 헤르만 폰마이어는 1861년에 이 질문의 답을 얻었다고 생각하고, 최초의 새를 발견했다고 발표했다. 그는 그것을 시조새라고 불렀다.

시조새는 크기가 오늘날의 까치만 했고, 누가 봐도 새처럼 생겼다. 깃털도 오늘날의 새처럼 나 있었고, 날 수 있게 공기역학적 형상을 지니고 있었을 뿐 아니라 발톱도 새의 발톱처럼 갈고리 모양인 데다 새의 가슴뼈 앞에 있는 V자 모양의 창사골까지 있었다.

폰 마이어의 화석은 약 1억4천만 년 전, 그러니까 최초의 꽃이 피기 시작할 무렵의 것이다. 시조새의 화석은 그 뒤에도 독일에 있는 졸른호펜이라는 지방에서 10점이 더 발견되었다. 그러나 수수께끼는 여전히 남아 있었다. 시조새의 조상은 무었이고, 시조새는 어떻게 나는 것을 배웠을까?

이것은 도무지 풀리지 않는 수수께끼였고, 결국 새는 공룡 같은 파충류도 아니고 사람 같은 포유류도 아닌 독자적인 것으로 분류되었다. 새는 그냥 새였던 것이다.

2. 데이노니쿠스

약 30년 전에 수수께끼를 푸는 길이 열리기 시작했다. 미국 고생물학자 존 오스트롬은 누구에게도 뒤지지 않는 화석 사냥꾼이었던 오스니얼 마시가 모으기 시작해 지금은 미국 매사추세츠 주 케임브리지에 있는 피바디 자연사박물관에 소장되어 있는 인상적인 화석 수집품을 책임지고 있던 교수였다. 

오스트롬은 공룡이 파충류보다 조류에 가깝다고 확신했고, 1964년에 몬태나 남부에서 그야말로 아주 특별한 화석을 수백 점 발견했다. 데이노니쿠스였다. 이것은 정말 무서운 짐승이었다. 아주 움직임이 빠르고 활동적인 육식조였다.

발 뒤꿈치에 있는 무시무시한 갈고리 발톱으로 먹이를 찔러서 죽이는 방식으로 먹이를 잡았고, 강한 꼬리는 균형을 잡을 수 있도록 해주어 회전 능력과 뛰어오르고 달리고 먹이를 사정없이 발로 차서 기절시키는 힘이 뛰어났다.

그 전까지만 해도 사람들은 공룡이 어마어마하게 큰 몸집 탓에 터벅터벅 느리게 걷는 동물이라고 생각했다. 그러나 이 화석은 공룡 가운데 적어도 일부는 빠르게 움직이는 동물이었음을 보여주었다. 그렇다면 그것들은 아마도 뜨거운 피가 흐르는 동물이었을 것이고, 그럴 만한 충분한 에너지가 필요했을 것이다.

그러나 그것들이 하늘로 날아오를 수 있을 정도로 빠르게 움직였을까? 비행은 그 전에도 이미 여러 번 나타났다. 처음 난 것은 잠자리였고, 익룡 같은 파충류도 나는 기술을 습득했다. 그러나 이것들은 어느 것도 깃털이라는 창의적인 발명품을 사용하지는 않았다. 오늘날 조류임을 증명해주는 보증서 같은 것 말이다.

3. 폼페이 공룡 무덤

1970년에 오스트롬은 시조새가 최초로 알려진 조류의 화석이라는 생각으로 되돌아갔다. 오스트롬은 시조새를 다시 조사했다. 데이노니쿠스는 앞다리의 발목이 위아래뿐만 아니라 옆으로도 움직일 수 있을 정도로 유연한데 이로써 데이노니쿠스가 시조새의 발목과 똑같은 형태로 설계되어 있다는 것을 알 수 있었다.

1976년에 오스트롬은 아주 놀라운 주장을 했다. 새가 공룡의 살아 있는 후손이라는 것이었다. 오스트롬의 생각은 오랫동안 흥미롭지만 엉뚱한 것으로 치부되었다. 어쨌거나 공룡은 6500만 년도 더 전에 멸종되었기 때문이다. 따라서 누군가 이를테면 공룡도 깃털이 있었다는 것을 물리적으로 증명할 수 있을 때까지는 조류가 어디에도 속하지 않고 어디서 유래했는지도 알 수 없는 어정쩡한 상태에 머물러 있어야 했다.

그런데 1990년대 초에 화석 전문가들이 어쩌면 세계에서 가장 중요한 화석 발견이랄 수 있는 것을 중국의 북쪽 끝에 있는 랴오닝 성에서 발견했다. 그들은 ‘폼페이 공룡 무덤‘이라는 것을 발굴했는데, 그 안에는 말 그대로 수백만 종의 식물과 곤충, 벌레, 물고기, 개구리, 거북, 도마뱀, 포유류, 조류, 공룡이 파묻혀 있었다.

이것들은 모두 약 1억3천만 년 전에 근처에 있는 화산이 폭발하면서 쏟아진 뜨거운 화산재의 화산먼지에 파묻혀 질식사한 것들이었다. 물가에서 조용히 풀을 뜯다가 날벼락을 맞은 것이다. 그리고 어찌나 빨리 파묻였는지 공기 중의 산소까지 무덤에 갇혀, 이것들과 이것들의 부드러운 조직이 바로 몇 년 전에 발견될 때까지 고스란히 보존되어 있었다.

4. 공룡의 깃털

1995년에 중국 과학자들은 어떤 공룡들은 정말로 솜털 같은 깃털이 있었다는 것을 결정적으로 증명해주는 화석을 발굴했다. 세상을 떠들썩하게 한 시노사우롭테릭스였다. 이것은 길이가 1.5미터밖에 안 되고 다리가 두 개인 작은 공룡이었다. 고기를 먹는 공룡에서 전형적으로 발견되는 턱과 납작한 이빨을 가지고 있었지만, 발톱은 갈고리 모양을 하고 있었고, 뒷다리는 이것이 아주 빠르게 달리는 동물이었음을 말해주었다.

마침내 새가 어디서 왔는지 대답할 수 있을 것 같았다. 그것은 정말로 가장 마지막에 살아남은 공룡이었다. 그러나 아직 답을 알 수 없는 물음이 여럿 있었다. 시노사우롭테릭스의 깃털은 몸을 공중으로 들어올리는 데 필요한 공기 역학적 특징을 보이지 않았다.

그렇다면 시노사우롭테릭스의 깃털은 무엇을 위한 것이었을까? 전문가들은 어쩌면 깃털이 원래 날기 위한 것이 아니었을지도 모른다는 생각을 하기 시작했다. 어쩌면 그것은 나중에야 어떤 희한한 일이나 우연에 의해 그러한 목적에 적합한 것이 되었을지도 모르는 일이었다. 어쩌면 작은 공룡들이 보온을 위해, 일종의 단열재로서 깃털을 개발했을 수도 있었다.

그러나 지금은 깃털이 모든 종류의 공룡에 공통적으로 존재했을 거라고 생각한다. 이것이 최근에야 밝혀진 것은 깃털은 보통 화석으로 보존되지 않기 때문이다. 지금은 중국에서 발굴된 수많은 화석과 뼈 속에서 많은 공룡새가 발견되었다. 그 가운데 가장 유명한 것으로는 2000년에 발굴된 솜털 달린 육식조 데이브를 꼽을 수 있는데, 이것은 머리부터 발끝까지 완전히 가는 깃털에 덮여 있다. 그렇지만 이런 깃털이 날 수 있도록 설계된 것은 아니었다.

5. 새의 날개

새를 둘러싼 수수께끼의 마지막 부분은 여전히 풀리지 않은 상태다. 새들은 언제 어떻게 보온용 깃털을 날기 좋은 날개로 개조했을까? 새들은 높은 곳에서 먹이를 찾다가 입맛을 당기는 것이 발견되면 나무에서 뛰어내려 먹이를 덮쳤을까? 아니면 땅에서 다른 굶주린 짐승을 피해 달아나다가 날개를 퍼덕이며 솟아올랐을까?

이것은 아무도 모르지만 최근에 중국의 ‘폼페이’에서 발견된 또 하나의 화석 미트로람토르는 새들이 위에서 아래로 뛰어내렸을거라는 설을 뒷받침해준다. 그것은 날기에 적합한 깃털도 가지고 있고 나무를 기어오르기에 적합한 갈고리 모양의 발톱도 가지고 있기 때문이다. 그러나 날기에 적합한 깃털이 언제 어떻게 진화되어 나왔는지는 아직도 수수께끼이며, 그것에 대한 대답은 아마 여전히 발견되기를 기다리며 암석들 속 어딘가에 파묻혀 있을 것이다.

약 1억년 전쯤 되는 시대에 처음으로 문명의 흔적을 발견하게 된다. 물론 그것은 인간의 문명이 아니라 말벌과 말벌의 후손인 꿀벌과 개미 같은 곤충의 문명이다. 이때는 개미와는 완전히 다른 종류로서, 오히려 갑충과 관계있는 흰개미도 있었다. 바로 이 생물들로부터 새로운, 훨씬 진보된 사회적 생활방식이 나왔고, 이것이 그후 지구상에 나타난 모든 문명의 원형이 되었다.

6. 곤충의 사회

말벌은 최초의 공룡과 함께 지구상에 나타났다. 그러니까 거슬러 올라가면 쥐라기에 나타났지만, 꽃이 나타난 후인 백악기 초기에 가장 빠르게 진화했다. 많은 말벌은 혼자 살았다. 그러나 일부는 간단한 사회적 습성을 드러냈고, 이러한 습성은 꿀벌과 개미들에게서 더욱 뚜렷하게 드러나게 된다.

종이는 수천만 년 전에 사회생활을 하는 말벌들이 처음 만들었다. 여왕 말벌은 겨울에 겨울잠을 자고 초봄에 나와 적당한 서식지를 찾는다. 적당한 서식지가 발견되면 먼저 나무의 섬유질을 이용해 종이 둥지를 만드는데, 여왕 말벌은 나무의 섬유질을 씹어서 입 속의 침과 섞어 부드럽게 만든다.

여왕 말벌이 만드는 종이는 벌집의 방을 만드는 데 쓰이고, 방을 하나씩 차지한 알은 자라서 암컷 일벌이 된다. 일벌은 알에서 깨면 여왕 대신 둥지를 마저 짓는다. 처음 군체를 만들기 시작하는 것을 제외하면 여왕 말벌은 무리에서 특별한 지위에 있지 않는다. 이런 군체는 질서가 있는 곤충 사회에서도 가장 기본적 형태다.

최초의 꽃들과 함께 나타난 말벌의 후손인 꿀벌은 다른 곤충들을 먹고 살다가 꽃가루와 꽃꿀로 식사를 대체했다. 오늘날 살아 있는 꿀벌의 종류는 약 2만 종이며, 이들 가운데 일부는 고도로 사회적인 집단을 이루어, 자연의 문명이 어떻게 작동하는지를 깊이 통찰할 수 있게 해준다.

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