해금 도감

거북이의 등 껍질은 어떻게 만들어졌을까? 

거북이의 가장 큰 특징은 누가 뭐라해도 단단한 등껍질입니다.

다른 파충류들도 단단한 외피를 가지고 있지만 이는 거북이와는 본질부터가 다릅니다. 다른 동물들은 외피가 발전해서 단단해졌지만 거북이의 등껍질은 피부가 변한것이 아니라 뼈가 변해 만들어진 말 그대로 뼈 갑옷이기 때문입니다. 

거북이의 등껍질은 가운데 척추를 중심으로 양쪽으로 뻗은 갈비뼈가 점차 확장되고 피부 밑에 조직과 결합돼 통처럼 변하면서 껍데기가 만들어졌습니다.  그리고 거북이는 배에도 껍질이 있는데 이는 배딱지라고도 불리고 복갑이라고 합니다. 

 이 역시 가슴쪽 갈비뼈가 융합되어 만들어졌습니다. 

 만화에서는 거북이가 이 등껍질을 벗어던지고 몸만 나오는 경우가 자주 묘사되는데 이는 불가능합니다. 이는 마치 사람이 갈비뼈를 남겨두고 나머지 몸만 나오는 것과 동일하다고 볼 수 있습니다. 

거북이의 등 껍질은 왜 만들어졌을까?

1. 보호용으로 진화

대부분의 과학자들은 처음에 단순하게 보호를 위해 껍데기가 고도로 발달되었다고 주장했습니다. 하지만 다른 표유류나 파충류인 고래, 뱀, 공룡, 인간 등 대부분의 동물들의 갈비뼈는 비슷한데 유독 거북이만 보호를 위해 갈비뼈를 지녔다는 것을 설명하는데에는 한계가 있었습니다.  특히 이 거북의 뼈 갑옷은 호흡할 때 엄청난 방해를 줍니다. 

폐호흡 동물들은 횡경막과 유연하게 확장되는 갈비뼈로 효율적인 호흡을 하는 반면 거북은 갈비뼈를 전혀 움직일 수 없기 때문에 폐에 붙어 있는 복근으로만 폐를 움직여야합니다. 

게다가 어깨뼈가 흉곽 안으로 완전히 들어가있어 다른 파충류보다 보폭은 좁아지고 속도마저 느려졌습니다.

2. 땅파기 위해 진화

 2016년 남아프리카 공화국에서 거북 껍데기의 진화에 대한 관점을 바꿔줄 화석 하나가 발견됩니다.

그것은 바로 2억 6천만 년 전의 원시 거북인 '에우노토사우르스 아프리카누스'의 화석입니다.

이 화석을 연구한 고생물학자 타일러 라이슨은 거북의 껍데기는 보호용이 아닌 땅을 파기 위한 용도로 진화했을 겁니다.

그는 에오노토사우르스가 두껍고 넓은 갈비뼈와 강력한 앞발을 지녔다는 사실을 토대로 앞발은 땅굴을 파는 데 적합했으며 갈비뼈는 앞발을 지지하기 위해 두껍고 넓어지는 쪽으로 진화했다고 설명합니다.

당시 남아프리카의 환경은 건조해지고 있어서 원시 거북은 이를 피해 땅을 파고들었고 그 과정에서 갈비뼈가 넓어졌다는 거였습니다.

 이후 땅을 파기 위해 넓어진 갈비뼈 탓에 보폭은 좁아지고 이동 속도는 느려지자 거북의 조상들은 포식자로부터 몸을 보호해야만 했고 그래서 기존의 넓어진 갈비뼈가 서로 융합돼 보호용 껍데기를 만드는 방향으로 진화했다고 추측했습니다.

즉 처음에 등장한 껍데기의 목적은 땅파기용이고 그 이후에서야 보호 기능을 하게 됐다는 겁니다.

사실 거북이의 등껍질은 보호용 이외에도 다양한 역할을 합니다. 

심해의 기준

심해의 정확한 기준은 애매하지만 보통 200m 이상부터 혹은 빛이 들어오지 않는 1,000m 이상 지역을 심해라고

표현합니다. 

심해에는 아직 탐험이 어려운 만큼 알려지지 않은 낯설고 괴상한 생물들로 가득합니다.

알려진 심해어로는 최대 몸 길이 8m의 지구에서 가장 긴 경골어류인 거대 갈치부터 발광 미끼를 달고 사는 심의 아귀와 긴 이빨을 지닌 귀신고기 키메라라고 불리는 독특한 생김새의 상어 등이 있습니다. 

 심지어 그 어떤 생물도 살 수 없을 것 같은 수심 8,000m에서 10,000m의 초 심해지대에도 시체나 작은 갑각류를 먹고 사는 시의 스네일피쉬(Pseudoliparis amblystomopsis)나 새우를 닮은 거대 단각류 알리셀라 기간테아(Alicella gigantea) 등이 어둠 가득한 환경에서 살아가고 있습니다.

거대한 심해 동물 - Deep-sea Giantism

 많은 심해 생물들은 심해에 살지 않는 친척종보다 몸집이 훨씬 큽니다.

심해 등각류는 육지에 사는 쥐며느리 같은 등각류와는 비교도 안 되게 크며 몸길이가 10m를 훌쩍 넘는 심해의 대왕 오징어는 보통의 오징어들보다 압도적으로 큽니다. 

뿐만 아니라 상어 중에서도 이전에 포스팅한 그린란드 상어나 넓은 주둥이 상어는 7에서 11m의 몸 길이를 자랑하며 보통의 상어들보다 몸집이 큽니다.

이처럼 심해 생물들의 몸집이 커지는 현상을 가리켜 Deep-sea Gigantism 이른바 심해 거대증이라 일컫습니다.

심해 생물들이 거대해진 이유

1. 낮은 온도 심해의 생물들이 몸집이 커진 이유는 바로 '낮은 온도' 때문이라고 합니다.

 몸집이 커지면 부피 대비 표면적이 작아지기 때문에 열이 덜 방출되고 따라서 낮은 온도에서는 큰 몸집이 유리하기 때문에 그렇게 진화했다는 겁니다.

  해양 포유류 중 고래 매너티 물개 등도 바다에 적응하면서 육지의 친척 종보다 몸집이 수십 배나 커졌는데 이 역시 체온 유지를 위한 진화적 적응이라고 합니다.

그는 이를 뒷받침하는 증거로 해달을 꼽았습니다. 해달은 바다 생활을 하는 포유류 중 몸집에 큰 변화가 일어나지 않은 종으로 이는 몸에 난 털이 체온을 따뜻하게 유지시켜주기 때문이라고 합니다.

즉 해달은 털이 있어 굳이 몸집을 키워가며 체온 유지를 할 필요가 없었다는 겁니다.

2. 용존 산소량

이에 해양생태학자들은 두번째 심해 생물이 커진 또 다른 요인으로는 용존 산소량으로 보고 있습니다. 

심해로 갈수록 수온이 낮고 수압이 높아 용존 산소량은 증가하는데 산소가 많은 환경에선 세포의 크기와 숫자가 증가하기 때문에 몸집이 커질 수 있다고 합니다.

실제로 여러 바다 달팽이를 연구한 결과 바다 깊이가 2,000에서 4,000 미터로 깊어질수록 용존 산소량은 20%가량 늘어나는데 이때 바다 달팽이들의 몸집이 평균 3배에서 4배가량 커진다는 사실을 발견했습니다.

3. 적은 포식자와 먹이 공급을 위해 

 우선 심해는 포식자가 적기에 자연스레 몸집이 커질 수 있었으며 먹이가 부족한 심해에서 먹잇감을 찾아 이동하거나 위로부터 떨어지는 부유물을 최대한 많이 먹으려면 몸집이 큰 편이 유리하기 때문에 심의 거대증 현상이 나타난다고 주장하는 과학자들도 있습니다.

큰 몸집으로 심해에서 살아남기 위하여..

 몸이 크면 그 몸을 유지하기 위해서 더 많은 먹이가 필요한 것이 아닌가라고 의아할 것입니다.

하지만 심해동물들은 극도로 낮은 신진대사율로 에너지 효율이 정말 좋은 편입니다. 

실제로 거대 오징어의 신진 대사율을 조사한 결과 약 500kg의 개체가 하루에 필요한 먹이량은 고작 30g에 불과합니다.

또한 에너지 소비량 또한 고래보다 300배나 적어 엄청난 에너지 효율을 보여주고 있습니다.

또한 거대 등각류들은 5년 동안 아무것도 먹지 않아도 생존이 가능하다고 합니다.