생체역학적 균형 조정법
버스 크기의 생물이 힘들이지 않고 뒷다리로 일어나 가장 높은 가지에서 나뭇잎을 뽑거나 숨어 있는 포식자를 위협하는 것을 상상해 보십시오. 중생대를 지배했던 목이 길고 꼬리가 긴 공룡인 특정 종의 용각류에게 이것은 단순한 환상이 아니라 적어도 젊고 날씬한 시절에는 전략적 현실이었습니다. 이번 달 고생물학 생체역학 저널에 발표된 획기적인 연구에서는 이 고대 거인의 역동적인 능력에 대한 매혹적인 통찰력을 보여주며, 작은 용각류는 놀라울 정도로 쉽게 자랄 수 있지만 거대한 성체 형태는 종종 그러한 곡예를 불가능하지는 않더라도 기념비적인 위업으로 만들었다는 것을 보여줍니다.
브리스톨 대학 학교의 고생물 역학자인 Evelyn Reed 박사가 주도했습니다. 지구과학부에서는 고급 유한요소분석(FEA) 컴퓨터 시뮬레이션을 활용한 연구를 진행했습니다. 이 정교한 모델링 기술을 통해 팀은 상대적으로 튼튼한 *Apatosaurus louisae*와 더 날씬한 *Diplodocus carnegii*를 포함하여 다양한 용각류 종의 골격 구조를 꼼꼼하게 재구성한 다음 두 발로 걷는 자세의 엄청난 스트레스를 받을 수 있었습니다. 리드 박사는 “우리의 시뮬레이션에 따르면 어린 용각류와 아성체 용각류의 뼈 구조는 양육에 따른 압축력과 인장력을 처리하는 데 매우 적합하다는 사실이 밝혀졌습니다.”라고 설명했습니다. "비례적으로 몸이 가벼워지고 척추가 더 유연해져서 체중을 효율적으로 분산할 수 있었고 일시적인 이족보행 자세가 놀랄 만큼 안정적이게 되었습니다."
더 높은 도달 범위와 무시무시한 자세
이러한 후방업 능력은 진화에 있어서 상당한 이점을 제공했습니다. 무게가 5~15톤에 달하는 어린 용각류의 경우 뒷다리로 서 있으면 머리와 목이 인상적인 높이로 올라갈 수 있으며 잠재적으로 땅에서 10~12m 높이의 나뭇잎에 도달할 수 있습니다. 이전에 접근할 수 없었던 식량원에 대한 이러한 접근은 지상 브라우저와의 경쟁을 감소시켰고, 특히 식량 부족 기간 동안 매우 중요한 다양한 범위의 식물을 활용할 수 있게 했을 것입니다. 이전에는 기린과 같은 공룡이나 더 작고 민첩한 초식동물만이 할 수 있는 것으로 생각되었던 먹이 전략인 상부 캐노피를 탐색하는 어린 *아파토사우루스*를 생각해 보세요.
식사 외에도 두 발로 걷는 자세는 강력한 방어 과시 역할도 했습니다. 갑자기 5~7미터 높이로 솟아오른 어린 용각류는 현대의 *알로사우루스 프라질리스*와 같은 포식자들에게 위협적인 광경을 선사했을 것입니다. 겉보기 크기의 순전한 증가와 강력한 하향 스톰프 또는 꼬리 채찍의 가능성이 결합되어 공격을 억제하기에 충분했을 수 있습니다. Reed 박사는 “이것은 다목적 트릭이었습니다.”라고 말합니다. “음식에 대한 접근, 방어적인 자세, 어쩌면 사회적 과시까지 – 그렇게 할 수 있는 개인에게는 이점이 분명했습니다.”
성장의 엄청난 대가
그러나 이 놀라운 생물이 성숙하고 부피가 커지면서 생체역학적 방정식이 극적으로 바뀌었습니다. 시뮬레이션은 용각류의 무게가 25톤에 가까워지고 이를 초과함에 따라 골반대, 뒷다리 및 척추에 가해지는 스트레스가 급증한다는 것을 명백히 보여주었습니다. 무게가 25~30톤에 달하는 완전히 자란 *아파토사우루스* 또는 *디플로도쿠스*의 경우, 양육을 시도하면 골격계에 지속 불가능한 부담이 가해졌을 것입니다. "우리는 청소년 모델에 비해 성인 모델에서 중요한 뼈 접합부의 응력 수준이 최대 300%까지 증가하는 것을 확인했습니다."라고 Reed 박사는 말합니다. “척추 골절부터 관절 탈구까지 심각한 부상의 위험이 엄청났을 것입니다.”
이는 어린 용각류가 먹이를 먹거나 방어하기 위해 일상적으로 두 발로 걷는 자세를 취했을 수도 있지만, 성체가 되면 에너지 비용이 너무 많이 들고 구조적으로 위험하다는 것을 알았을 것임을 의미합니다. 젊었을 때 흔하고 유용한 속임수로 시작된 것이 성인이 되어서는 매우 제한적이고 전략적이며 드물게 사용되는 방법이 되었으며, 아마도 심각한 긴급 상황이나 특정한 짝짓기 과시용으로만 예약되었을 것입니다. 무게가 70톤에 달하는 *아르헨티노사우루스*와 같은 정말 거대한 용각류의 경우 사육이 전혀 불가능했을 것입니다. 그 질량이 사지 모두에 단단히 고정되어 있기 때문입니다.
용각류 이야기 다시 쓰기
이 연구는 용각류의 행동과 생태에 대한 우리의 이해를 근본적으로 재구성합니다. 이는 종종 느리고 육중한 거인으로 상상되는 생물에 역동적인 복잡성을 추가합니다. 이는 젊은 개인이 더 높은 수준의 민첩성과 다재다능함을 누리면서 생애주기 전반에 걸쳐 수유 전략과 방어 능력에 상당한 변화가 있음을 시사합니다. 이 연구는 화석 기록에 생명을 불어넣는 생체역학적 모델링의 놀라운 힘을 강조하여 고생물학자들이 공룡의 모습뿐 아니라 공룡이 어떻게 움직이고, 살았으며, 고대 세계와 상호 작용했는지 재구성할 수 있게 해줍니다. 향후 연구는 다른 공룡 그룹의 유사한 생애 단계 의존적 행동을 탐구하여 선사 시대 생명체의 복잡한 태피스트리를 더욱 조명하는 것을 목표로 합니다.
