깃털은 척추동물에서 진화된 가장 복잡한 피부 부속기관으로, 강하고 가벼우며 아름답고 섬세하게 구성되어 있습니다. 인류는 선사시대부터 깃털을 가지고 놀았음에도 불구하고 아직까지 깃털에 대해 아는 바가 많지 않습니다.
우리의 새로운 연구에 따르면 깃털을 가진 최초의 동물 중 일부는 파충류처럼 비늘 모양의 피부도 가지고 있는 것으로 나타났습니다.
최초로 깃털 달린 공룡이 나타난 후, Sinosauropteryx 프리마1996년에는 깃털의 진화에 대한 더욱 흥미로운 그림이 발견되었습니다.
이제 우리는 많은 공룡과 그들의 비행 사촌인 익룡이 깃털을 가지고 있다는 것을 알고 있습니다. 깃털은 과거에 더 많은 형태로 나타났습니다. 예를 들어 끝이 확장된 리본 모양의 깃털은 공룡과 멸종된 새에서 발견되었지만 현대 새에서는 발견되지 않았습니다. 사실, 오늘날의 새들은 일부 유형의 고대 깃털만을 물려받았습니다.
고생물학자들은 또한 초기 깃털이 비행용으로 설계되지 않았다는 사실도 발견했습니다. 초기 깃털 화석은 몸의 구조가 단순하고 분포가 희박하므로 그 목적은 전시나 촉각 감각이었을 수 있습니다. 익룡 화석은 익룡이 온도와 색상 패턴을 조절하는 역할을 했을 수 있음을 나타냅니다.
이 화석은 흥미롭지만, 고대 깃털은 깃털 진화 이야기의 일부만을 말해 줍니다. 나머지 과정은 피부에서 이루어졌습니다.
오늘날 새의 피부는 부드럽고 파충류의 비늘 모양 피부와 달리 깃털, 성장 및 색소 침착을 지지하고 조절하도록 진화되었습니다.
공룡 피부 화석은 생각보다 더 흔합니다. 그러나 현재까지 미세한 수준에서 조사된 공룡 피부 화석은 소수에 불과합니다. 예를 들어 피부가 보존된 4개의 화석에 대한 2018년 연구에 따르면 초기 새와 가까운 공룡 친척(코엘루로사우루스)의 피부는 실제로 오늘날 새의 피부와 매우 유사했습니다. 새 피부는 새와 유사한 공룡이 출현하기 전에 진화했습니다.
새 피부가 어떻게 진화했는지 이해하려면 진화 계통도에서 더 일찍 갈라진 공룡을 연구해야 합니다.
우리의 연구에 따르면 적어도 일부 깃털 달린 공룡은 오늘날의 파충류처럼 여전히 비늘 모양의 피부를 갖고 있었습니다. 이 증거는 새로운 샘플에서 나온 것입니다. 프시타코사우루스꼬리에 뿔과 강모 같은 깃털이 달린 공룡입니다. 프시타코사우루스 그들은 백악기 초기(약 1억 3천만 년 전)에 살았지만, 그들의 일족인 조류 공룡은 훨씬 더 일찍 제3기(약 2억 4천만 년 전)에 다른 공룡들과 갈라졌습니다.
새로운 표본에서는 연조직이 육안으로 보이지 않았습니다. 그러나 자외선 아래에서는 비늘 모양의 피부가 노란 오렌지색으로 나타났습니다. 몸통과 팔다리, 깃털이 없는 신체 부위에는 피부가 보존되어 있었습니다.
이 빛나는 색상은 화석화된 피부를 보존하는 역할을 하는 실리카 미네랄에서 나옵니다. 화석화 과정에서 실리카가 풍부한 액체가 피부가 분해되기 전에 피부에 침투하여 피부 구조를 믿을 수 없을 정도로 세밀하게 복제합니다. 표피, 피부 세포, 멜라노솜이라고 불리는 피부 색소 등 미세한 해부학적 특징이 보존됩니다.
화석 피부 세포는 여러 면에서 현대 파충류의 피부 세포와 유사합니다. 그들은 세포 크기와 모양을 공유하며 둘 다 세포 경계가 융합되어 있습니다. 이는 현대 파충류에게만 알려진 특징입니다.
화석 피부 색소의 분포는 현대 악어 비늘의 분포와 동일합니다. 그러나 화석 피부는 파충류 기준으로 볼 때 상대적으로 얇아 보입니다. 이것은 화석 껍질이 … 프시타코사우루스 그들은 또한 파충류 비늘과 구조가 유사했습니다.
양쯔샤오/제공저자
파충류 비늘은 피부를 형성하는 일종의 단백질인 질긴 베타뿔 단백질이 풍부하기 때문에 단단하고 질깁니다. 대조적으로, 새의 매끄러운 피부는 머리카락, 손톱, 발톱, 발굽 및 피부 외층의 기본 구조 물질인 케라틴이라는 다른 유형의 단백질로 구성됩니다.
물리적 보호를 제공하기 위해 얇고 맨살을 사용합니다. 프시타코사우루스 그 피부는 파충류 피부와 유사하게 질기고 각질이 많은 베타 단백질로 구성되어 있었을 것입니다. 새처럼 부드러운 피부는 그것을 보호해 주는 깃털이 없었다면 매우 약했을 것입니다.
종합적으로, 새로운 화석 증거는 다음과 같은 사실을 시사합니다. 프시타코사우루스 깃털이 없는 부분의 피부는 파충류의 피부와 비슷했습니다. 일부 표본에서는 깃털이 보존되어 있는 꼬리의 경우 불행하게도 우리 표본에서는 깃털이나 피부가 보존되지 않았습니다.
그러나 다른 표본의 꼬리 깃털은 새와 같은 피부의 일부 특징이 이미 깃털을 제자리에 고정하도록 진화했음을 보여줍니다. 따라서 우리의 발견은 초기 깃털 달린 동물의 피부 유형이 혼합되어 있음을 시사합니다. 새와 같은 피부는 몸의 깃털이 있는 부분에만 존재하고 나머지 피부는 현대 파충류처럼 여전히 비늘로 덮여 있습니다.
이러한 구역화 개발은 피부가 마모, 탈수 및 병원균으로부터 동물을 보호하도록 보장했을 것입니다.
그럼 어쩌지?
과학자들이 탐구해야 할 다음 지식 격차는 파충류 피부에서 양서류에서 발견되는 피부와 같은 피부로의 진화적 전환입니다. 프시타코사우루스 더 촘촘한 깃털을 가진 다른 공룡과 초기 새의 피부에.
또한 화석화 과정 자체를 연구하는 더 많은 실험이 필요합니다. 연조직이 어떻게 화석화되는지에 대해 우리가 이해하지 못하는 것이 많습니다. 즉, 실제 생물학적 특징을 나타내는 화석의 피부 특징과 단순히 화석화 과정의 산물인 피부 특징을 구별하기가 어렵습니다.
지난 30년 동안 화석 기록은 깃털의 진화와 관련하여 과학자들을 놀라게 했습니다. 앞으로 화석 깃털이 발견되면 공룡과 그 친척들이 어떻게 비행 능력과 온혈 신진대사를 진화시켰는지, 그리고 그들이 어떻게 서로 소통했는지 이해하는 데 도움이 될 것입니다.
