종말의 소행성에서 우리 조상들이 살아남은 방법

6600만년 전, 우리의 먼 조상들은 지구 역사상 가장 폭력적인 사건을 겪었습니다. 그림자 속에서 발버둥치는 작고 보잘 것 없는 포유류 무리가 공룡을 죽인 소행성에서 어떻게 살아남았습니까? 어둠, 화산재, 치명적인 더위를 뚫고 작고 털이 많은 동물이 지구 역사상 최악의 날이 남긴 지옥의 풍경을 질주합니다. 잔해를 뒤지고 곤충을 잡아먹으며 피난처로 달려갑니다. 그 주변에는 수 세대에 걸쳐 포유류를 공포에 떨게 한 공룡의 시신과 죽어가는 시체가 있습니다.

이것은 폭 10km의 소행성 이 10억 개 이상의 핵폭탄의 위력으로 오늘날의 멕시코 해안과 충돌하여 백악기를 장관으로 끝낸 후의 초기 몇 주 및 몇 달 후 였습니다. 뒤이어 팔레오세(Paleocene)가 시작될 무렵, 숲은 불타고, 쓰나미는 해안을 뒤흔들었고, 엄청난 양의 기화된 암석, 화산재, 먼지가 대기 중으로 수 마일을 치솟았습니다 .

그러나 이 세상은 생명이 없는 것이 아니었습니다. 생존자 중에는 말괄량이와 작은 다람쥐의 교배종처럼 보이는 최초의 영장류인 퍼가토리우스(Purgatorius )가 있었습니다. 이 세계적인 재앙 속에서 그 수는 확실히 줄어들었지만 그 종은 살아남았습니다.

소행성이 충돌 하여 지구 생물 종의 4분의 3을 멸종 시킨 직후 초기 포유류 의 삶이 그러 했습니다. 2억 5,200만 년 전의 대멸종만이 더 심해 바다 생물의 95%, 육지 생물의 70%를 죽였습니다.

우리 조상을 포함하여 이 작고 연약한 생물의 잡다한 그룹은 어떻게 최후의 날을 살아남았습니까?

백악기를 끝낸 소행성은 티라노사우루스와 트리케라톱스와 같은 유명한 공룡과 덜 알려져 있지만 기이한 안주 또는 "지옥에서 온 닭" 과 같은 생물을 가져갔습니다 . 오리주둥이 공룡, 목이 긴 공룡, 온몸에 갑옷을 입은 공룡이 있었는데, 순식간에 모두 죽었습니다.

후기 백악기의 왕과 여왕의 그늘 아래서, 퍼가토리우스와 같은 포유류는 작고 허약했으며, 그 중 많은 동물이 오늘날 설치류가 차지하고 있는 일종의 생태학적 틈새를 채웠습니다. 우리 조상을 포함하여 겉보기에 취약해 보이는 이 다양한 생물 그룹은 어떻게 최후의 날을 살아남았습니까?

공룡을 죽인 소행성이 과속하는 총알보다 빠르게 지구를 향해 돌진했다 (Credit: Nasa/JPL-Caltech)

The Rise and Reign of the Mammals의 저자인 Steve Brusatte 와 에든버러 대학교의 동료들이 이 문제를 풀기 위해 노력해 온 질문입니다.

Brusatte가 강조하는 한 가지는 소행성이 충돌한 날은 포유류, 새(조류 공룡), 파충류를 포함한 모든 생명체에게 살기에 매우 나쁜 날이었다는 것입니다. "이것은 정상적인 소행성이 아니었습니다. 이것은 적어도 지난 5억 년 동안 지구에 충돌한 가장 큰 소행성이었습니다."라고 브루사트는 말합니다. "포유류 는 거의 공룡의 길을 갔다."

잃을 게 많았다. 이미 백악기 후기에 포유류의 다양성이 놀라울 정도로 풍부했다고 에딘버러의 포유류 고생물학 박사후 연구원인 Sarah Shelley는 말합니다. Shelley는 "대부분은 나무 위에 있거나 굴을 파고 있는 작은 식충성 곤충이었습니다."라고 말합니다.

그러나 모두가 곤충을 먹는 것은 아닙니다. 이빨에 특이한 결절이라고 불리는 신비한 다결절이 있었습니다. "그들은 그 위에 많은 너빈이 있는 이 뭉툭한 이빨을 가지고 있고 전면은 칼날 같은 이빨이었습니다. 그것은 거의 톱처럼 보입니다."라고 Shelley는 말합니다. "그들은 과일, 견과류, 씨앗을 먹고 있어요."

육식 동물도 있었습니다. 당시 가장 큰 동물 중 하나는 약 5kg(11lb)의 무게가 나가는 유대류 친척인 디델포돈 (Didelphodon)이었습니다. Shelley는 "두개골과 치아 구조에서 정말 강력한 물기를 가지고 있었기 때문에 확실히 육식성입니다. 아마도 뼈가 부서질 것입니다."라고 말합니다.

브루사테에 따르면 소행성이 충돌했을 때 이러한 다양성의 대부분이 사라졌습니다. Brusatte에 따르면 포유류 10종 중 약 9종이 멸종했으며, 이는 생존자들에게 전례 없는 기회를 제공했습니다.

"당신이 우리의 작은 조상 중 하나라고 상상해보십시오. 쥐 크기의 작은 온유한 것이 그림자 속에 숨어 있으며 지구의 역사의이 순간을 견뎌냅니다."라고 Busatte는 말합니다. "너는 반대편으로 나왔는데 갑자기 티렉스 가 사라지고 목이 긴 공룡이 사라지고 세상이 열린다."

이 대량 멸종은 결국 대왕고래, 치타, 동면, 오리너구리, 그리고 물론 우리와 같은 다양한 포유류를 탄생시킨 엄청난 다양성의 발판을 마련했습니다.

포유류는 공룡과 함께 영겁의 세월 동안 살았으며 일반적으로 작았습니다. 예를 들어 쥐라기에 살았던 작은 활공 빌레볼로돈(Vilevolodon)과 같이(Credit: Sarah Shelley)

하지만 먼저 작은 문제가 있었습니다. 세계의 숲은 산불로 사라졌고 하늘은 재로 가득 차서 햇빛을 질식시키고 식물의 광합성을 방해했습니다. 브루사테가 말했듯이 생태계는 "카드의 집처럼" 무너지고 있었습니다. 땅은 그을렸고 기후는 폭염의 롤러코스터를 겪으며 그 후 30년 이상 동안 평균 기온이 20도(섭씨 36도)까지 떨어지는 핵겨울 을 겪게 되었습니다 . 포유류의 가장 위험한 포식자 중 많은 수가 사라졌지만 세계 자체는 상상할 수 없을 정도로 생명체에 적대적이었습니다.

그렇다면 포유류는 무엇을 했을까요?

 

작은 체재

 

이전에 공룡 경쟁과 포식에 의해 제약을 받았던 포유류의 적당한 크기는 이제 소행성 생존자가 알려지면서 "재난 동물군"의 자산이 되었습니다.

"이 포유류들은 아마도 생쥐나 쥐처럼 보이고 행동하는 것들이었을 것입니다."라고 브루사테는 말합니다. "평소에 그들은 꽤 익명이었지만 지금은 이 용감한 신세계에서 충격 직후의 정말 악몽 같은 조건에 매우 적합했기 때문에 확산되고 있었습니다."

몸집이 작은 것은 동물이 수를 채우는 데 도움이 되었을 수 있습니다. 에딘버러 대학의 포유류 고생물학 박사후 연구원인 오르넬라 버트런드(Ornella Bertrand)는 현대 동물의 경우 "동물이 클수록 임신 기간이 길어질 것"이라고 말했습니다. 예를 들어, 아프리카 코끼리의 임신 기간은 22개월인 반면, 생쥐의 임신 기간은 약 20일입니다. 종말에 직면했을 때, 쥐는 인구를 유지할 가능성이 더 높습니다.

임신 외에도 더 큰 몸은 일반적으로 성적 성숙에 도달하는 데 더 오랜 시간이 걸립니다. 공룡, 특히 큰 몸이 공룡에 이르지 못한 또 다른 이유입니다. "성인으로 자라는 데 꽤 오랜 시간이 걸렸습니다 . T. rex 와 같은 것은 약 20년이 걸렸습니다."라고 Brusatte는 말합니다. "그들이 빨리 자라지 않은 것이 아니라, 단지 그들 중 많은 수가 너무 커서 작은 새끼에서 성체로 자라는 데 오랜 시간이 걸렸을 뿐입니다."

지하로 가다

 

포유류가 소행성의 여파로 어떻게 살아남았는지에 대한 또 다른 힌트는 팔레오세와 그 이후에서 볼 수 있는 "매우 이상한" 체형에서 나옵니다. Shelley는 팔레오세(Paleocene) 전반에 걸쳐 포유류의 발목 뼈(그들은 잘 보존되는 작고 단단하고 조밀한 뼈)를 분석하여 오늘날 살아있는 포유류와 비교하여 이 동물들이 서로 얼마나 유사한지를 확인했습니다.

"우리는 Paleocene 포유류가 이상하다는 것을 발견했습니다. 그들은 현대 포유류와 다릅니다."라고 Shelley는 말합니다. "그리고 그것들을 하나로 묶는 것은 실제로 두툼하고 견고한 형태를 가지고 있다는 사실입니다."

살아 있는 돼지, 소, 양과 관련이 있을 수 있는 Periptychus는 공룡이 끝난 후 크고 거세게 성장한 그룹의 일부였습니다(Credit: Sarah Shelley)

이 포유류는 큰 근육 부착물과 일반적으로 무거운 뼈를 가지고 있으며 살아있는 동물 중에서 땅에 거주하고 굴을 파는 종과 가장 유사하다고 Shelley는 말합니다. "그래서 여기서 나온 가설은 멸종에서 살아남은 동물이 우선적으로 살아남은 이유는 땅을 파서 땅을 파고 즉각적인 충격 기간과 화재, 핵겨울에서 살아남고 잠시 몸을 웅크리고 있기 때문입니다."

생존자들은 다른 말로 형언할 방법이 없기 때문에 그들의 후손들도 그들의 튼튼한 체형을 물려받았습니다. Shelley는 "Paleocene 동안 천만 년 동안 그것을 볼 수 있습니다."라고 말합니다. "당신이 나무에 사는 동물이라 할지라도 그들은 여전히 ​​​​정말 두툼합니다."

포유류가 스스로 땅을 파거나 다른 사람의 지하 은신처를 이용하여 실제로 지하에서 생명을 얻었다면, Bertrand는 이것이 그들의 민첩성 또는 부족함에도 반영될 수 있다고 생각합니다. "우리는 숲이 무너지면서 나무에 사는 모든 동물들이 더 이상 서식지가 없다는 것을 알고 있습니다."라고 그녀는 말합니다. "그래서 가설 중 하나는 매우 민첩한 행동을 할 수 있는 동물이 더 적다는 것입니다."

Bertrand는 이 시대의 포유류의 내이 뼈를 조사하여 소행성 뒤의 지하 회전 아이디어를 뒷받침하는지 확인할 계획입니다. 내이는 균형을 유지하는 데 중요합니다. 따라서 동물이 미세하게 조정되고 민첩한 움직임을 하도록 적응된 경우 이는 때때로 이 섬세한 뼈의 구조에 반영됩니다. 그러나 그들이 건장한 굴착기였다면 그러한 민첩성은 필요하지 않았을 것입니다. "그것은 우리에게 더 많은 단서를 줄 수 있습니다"라고 그녀는 말합니다. 그렇긴 하지만, 그녀는 동물이 어떻게 움직였는지 추론하기 위해 뼈에 너무 많이 의존하는 것의 단점을 지적합니다. 최근 Commonwealth Games 를 보면서 그녀에게 충격을 주었습니다 .

"나는 체조 선수들이 미친 짓을 하는 것을 지켜보고 있었고, 재미있습니다. 우리는 같은 골격을 가지고 있고 나는 그 어떤 것도 할 수 없습니다."라고 Bertrand가 웃었습니다. "글쎄요, 그 능력이 있으면 생존에 도움이 될 수도 있지만 뼈대에서는 알 수 없기 때문에 정말 흥미롭다고 생각했습니다."

 

아무거나 먹어

 

소행성은 육지에 있는 많은 먹이 사슬의 첫 번째 고리인 대부분의 살아있는 식물을 파괴했습니다. 그러나 그것은 그들의 모든 씨앗을 파괴하지 않았습니다. 그리고 이것들은 재난 동물군에게 필수적인 생계 수단이 되었을 것입니다. 미각을 씨앗과 곤충 등으로 바꿀 수 있는 능력을 가진 일반 포유동물은 특별한 식단을 가진 포유동물보다 더 잘했습니다.

Shelley는 "멸종을 겪은 동물은 기본적으로 너무 전문화되지 않아 생존했습니다."라고 말합니다. 예를 들어, Didelphodon(고양이 크기의 육식 유대류 친척)은 멸종 이후에 얼마 남지 않은 동물을 잡아먹었습니다. "너무 전문화되어 틈새 시장을 잃었습니다."라고 Shelley는 말합니다. "당신이 작은 동물이라면 식단과 생활 방식을 더 빠르게 조정할 수 있습니다.

"그것은 멸종에서 살아남는 좋은 방법입니다."

일반화할 수 있는 것뿐만 아니라 잘 할 수 있는 몇 가지 전문 분야도 있었다고 Brusette는 말합니다. 특히 씨앗을 먹는 사람들은 운이 좋았습니다. "씨앗은 이미 먹을 수 있는 능력이 있는 모든 동물이 이용할 수 있는 푸드 뱅크였습니다."라고 그는 설명합니다. "그래서 당신이 T. rex 와 같은 존재였다면 당신은 운이 없었습니다. 진화는 당신에게 씨앗을 먹는 능력을 부여하지 않았습니다. 그러나 부리가있는 새와 씨앗을 먹는 전문화된 일부 포유 동물에게는 와우, 어떤 좋은 전환. 그게 운명이야?"

재난 동물군을 유지하는 것 외에도 씨앗은 핵겨울이 사라졌을 때 숲과 기타 초목을 재건하는 데 도움이 되었습니다. "그 씨앗은 토양에서 살아남았다가 햇빛이 다시 내려왔을 때 그 씨앗이 자라기 시작했습니다."라고 Busatte는 말합니다.

 

지나치게 생각하지마

 

팔레오세(Paleocene)가 지속되면서 생태계가 회복되고 포유류가 비조류 공룡이 남긴 빈자리를 채우기 시작했습니다. "포유류는 공룡이 멸종된 직후에 다양화되기 시작했고 가능한 모든 면에서 매우 다양해지기 시작했습니다."라고 Bertrand는 말합니다.

우선 몸이 빨리 커졌습니다. 그러나 에든버러 팀은 한동안 포유류의 뇌 크기가 보조를 맞추지 못한다는 사실을 발견 했습니다.

Bertrand는 "지능이 우리를 생존하고 지구를 지배할 수 있게 하는 것이라고 생각할 수 있기 때문에 이것이 매우 중요하다고 생각합니다."라고 말합니다. "하지만 데이터에 따르면 소행성 뒤에 동물이 살아남은 것은 큰 뇌가 아닙니다."

Hyrachyus와 같은 대형 초식 동물(왼쪽)과 Arctocyon(오른쪽)과 같은 대형 육식 동물은 공룡이 죽은 후 진화했습니다(Credit: Sarah Shelley).

사실 초기 팔레오세에 몸 크기에 비해 뇌가 큰 포유류는 불리한 위치에 있었을 수 있습니다. "문제는 왜 당신이 큰 두뇌를 키울 것입니까?" 베르트랑이 묻는다. "큰 두뇌는 실제로 유지하는 데 비용이 많이 듭니다. 큰 두뇌를 가지고 있다면 그것을 유지하기 위해 먹이를 주어야 합니다. 충분한 음식이 없어서 당신이 할 수 없다면, 당신은 죽을 것입니다."

대신, 크고 거세지는 것이 유리한 적응이었습니다. 초식 동물인 Ectoconus(발굽이 있는 포유류인 유제류와 관련이 있을 수 있는 Periptychidae 의 구성원 )는 멸종 후 수십만 년 이내에 약 100kg(220lb)에 이릅니다. 지질학적 시간으로는 눈 깜짝할 사이입니다. Shelley는 "그들이 그렇게 빠르게 성장하고 빠르게 전문화한다는 사실이 정말 화가 납니다."라고 말합니다. "그리고 알다시피, 일단 더 큰 초식 동물이 생기면 더 큰 육식 동물이 생기고 그들은 꽤 빨리 나타나기 시작합니다."

크기가 급격히 팽창한 다른 많은 신비한 포유류도 있습니다. Shelley는 "Taeniodonts와 같은 것들은 정말 빨리, 정말 커졌습니다."라고 말합니다. taeniodonts의 완전한 골격은 없지만 두개골은 큰 버터넛 스쿼시 크기 정도이며 두꺼워지고 파기에 적합한 종 중 하나인 것으로 보입니다. "이 작은 눈알을 위한 아주 작은 공간이 있고, 앞쪽에 거대한 이빨이 있고, 설치류와 비슷한 곰 모양이지만 그게 전부입니다."라고 Shelley는 말합니다. "정말 수수께끼 같다."

Shelley는 재난 동물군에서 이어진 이 빠른 포유동물 동물군이 너무 오랫동안 간과되어 왔다고 말합니다. "그들은 고풍스럽고 원시적이며 일반화되어 있지만 실제로는 그렇지 않습니다. 단지 다를 뿐입니다."라고 그녀는 말합니다. "그들의 조상은 인생 역사상 두 번째로 큰 대멸종에서 살아남았습니다. 그들은 인생을 헤매는 일반화된 바보들이 아니었습니다. 그들은 살아남고 번성했으며 정말 잘 해내고 있었습니다."

여러 면에서 이 포유동물들은 백악기 후기에 매우 적합했지만 소행성이 충돌한 세계를 다루기에는 너무도 열악한 장비를 갖춘 웅장하고 고도로 전문화된 공룡이 남긴 생태학적 공허 속으로 발을 내디뎠습니다.

"수천만 년 동안 공룡과 같은 그룹이 있었고 비행기 크기의 거인으로 진화하고 버스 크기의 육식 동물로 진화하는 것과 같은 숭고한 일을 한 것을 생각하면 놀랍습니다. 이러한 것들 – 그리고 나서 지구가 너무 빨리 변했을 때 모든 것이 순식간에 무너졌습니다. "그들은 새로운 현실에 너무 부적합했고 적응할 수 없었습니다."

이벤트의 자의성은 에든버러 팀과 공명하는 것 같습니다.

Bertrand는 "우리는 주로 우연히 이곳에 왔습니다. "소행성은 지구를 놓쳤을 수도 있고, 바다의 행성의 다른 지역에 떨어졌을 수도 있고 어떤 종을 선택했는지에 있어 차이를 만들었을 것입니다. 내가 생각할 때 모든 것이 - 미친 짓입니다."

브루사테도 동의합니다. "그건 바로 과거에 윙윙거렸을 수도 있고, 대기의 상층부를 뒤흔들었을 수도 있고, 지구에 가까워지면서 붕괴되었을 수도 있습니다. 무엇이든 할 수 있었지만 운이 좋게도 직선을 만들었습니다. 지구를 위해."

오늘날 살아 있는 포유류에게는 아마도 그것이 잘한 일일 것입니다.