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[IT뉴스][사이테크+] "3억년 전 초기 파충류 미라 화석서 갈비뼈 보조 호흡 확인"

온카뱅크관리자

2026-04-09 08:07:31

<div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> 국제 연구팀 "3차원 구조·연골까지 보존…초기 육상동물 늑골 흡기 호흡 증거" 
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 (서울=연합뉴스) 이주영 기자 = 숨을 쉴 때 가슴이 오르내리고 갈비뼈가 움직이며 공기가 폐로 들어가는 호흡 방식이 3억년 전 이미 등장했음을 보여주는 단서가 미라화된 파충류 조상의 화석에서 발견됐다. 
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 <img alt="2억8천900만년 전 동굴에서 죽은 캡토리누스 상상도 미국 오클라호마주의 한 동굴에 2억8천900만 년 전 파충류 캡토리누스(Captorhinus)가 죽어 있는 모습. 이 동굴은 토양에서 누출되는 석유, 과포화된 광물질을 함유한 물, 미세한 점토가 결합해 피부·연골·단백질 잔존물과 같은 연한 조직까지 미라화되고 화석화되기에 이상적인 환경을 이루었다. [Dr. Michael DeBraga 제공. 재판매 및 DB 금지]" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202604/09/yonhap/20260409080530307tqhm.jpg" data-org-width="564" dmcf-mid="z9dLmQWIXD" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img1.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202604/09/yonhap/20260409080530307tqhm.jpg" width="658">
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 2억8천900만년 전 동굴에서 죽은 캡토리누스 상상도 미국 오클라호마주의 한 동굴에 2억8천900만 년 전 파충류 캡토리누스(Captorhinus)가 죽어 있는 모습. 이 동굴은 토양에서 누출되는 석유, 과포화된 광물질을 함유한 물, 미세한 점토가 결합해 피부·연골·단백질 잔존물과 같은 연한 조직까지 미라화되고 화석화되기에 이상적인 환경을 이루었다. [Dr. Michael DeBraga 제공. 재판매 및 DB 금지]
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 캐나다 토론토대 로버트 라이즈 교수가 이끄는 국제 연구팀은 9일 과학 저널 네이처(Nature)에서 2억8천900만년 전 초기 페름기에 살았던 양막류(파충류·조류·포유류 등의 공통 조상)인 '캡토리누스 아구티'(Captorhinus aguti)의 화석을 분석, 갈비뼈를 움직여 호흡하는 '늑골 흡기 호흡' 체계를 이미 갖추고 있었음을 확인했다고 밝혔다.
 공동 교신저자인 라이즈 교수는 갈비뼈 근육을 이용하는 호흡은 현대 파충류·포유류의 초기 조상들이 육상을 정복하는 데 중요한 진화적 혁신이었다며 "캡토리뉴스 화석에서 확인된 호흡 체계는 현대 파충류·조류·포유류의 갈비뼈 보조 호흡의 조상형을 보여준다"고 말했다.
 연구팀은 미국 오클라호마주 리처즈 스퍼의 한 동굴에서 발견된 작은 도마뱀과 비슷한 형태의 고대 파충류 캡토리누스의 화석을 정밀 분석했다. 이 화석은 길이가 수㎝에 불과하지만 3차원 구조의 피부와 연골, 그리고 단백질 잔존물까지 확인할 수 있는 만큼 보존 상태가 좋다. 
 화석이 발견된 동굴은 토양에서 누출되는 석유, 과포화된 광물질을 함유한 물, 미세한 점토로 피부·연골·단백질 잔존물 같은 연한 조직까지 미라화, 화석화되기에 이상적인 환경이다.
 연구팀은 이 화석은 육상 척추동물에서 확인된 가장 오래된 연골·단백질 보존 사례라며 기존 기록보다 1억년 앞서는 것이라고 말했다.
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 <img alt="캡토리누스 화석과 3차원 내부 구조 a) 암석에 박혀 있는 캡토리누스 아구티(Captorhinus aguti) 화석 사진. b) 흉골과 흉골 갈비뼈를 포함한 골격과 연골을 보여주는 중성자 컴퓨터 단층촬영(nCT) 디지털 이미지. c) 캡토리누스 도식도. [Reisz et al. (Nature 2026) diagram altered from Heaton &amp; Reisz (1980). 제공. 재판매 및 DB 금지]" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202604/09/yonhap/20260409080530495ncjh.jpg" data-org-width="700" dmcf-mid="qAyHzh6bHE" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img2.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202604/09/yonhap/20260409080530495ncjh.jpg" width="658">
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 캡토리누스 화석과 3차원 내부 구조 a) 암석에 박혀 있는 캡토리누스 아구티(Captorhinus aguti) 화석 사진. b) 흉골과 흉골 갈비뼈를 포함한 골격과 연골을 보여주는 중성자 컴퓨터 단층촬영(nCT) 디지털 이미지. c) 캡토리누스 도식도. [Reisz et al. (Nature 2026) diagram altered from Heaton &amp; Reisz (1980). 제공. 재판매 및 DB 금지]
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 중성자 컴퓨터 단층촬영(nCT) 기법을 이용해 캡토리누스 화석 3개를 훼손하지 않고 내부 구조를 분석한 결과, 분절된 연골성 흉골과 흉골 늑골, 중간 늑골, 그리고 흉곽과 견갑대를 연결하는 구조가 확인됐다.
 연구팀은 이런 구조는 갈비뼈와 흉곽이 유기적으로 작동하는 호흡 시스템을 보여준다며 이는 연골성 호흡 구조를 온전히 갖춘 가장 오래된 양막류 흉곽 사례로 초기 양막류에서 이미 갈비뼈를 움직여 폐로 공기를 들이마시는 효율적인 호흡 방식이 발달했음을 시사한다고 설명했다.
 제1 저자 겸 공동 교신저자인 이선 무니 연구원(하버드대)은 "캡토리누스는 도마뱀처럼 생긴 흥미로운 생물로 초기 양막류 진화를 이해하는 데 핵심적인 생물"이라며 "이 화석을 통해 초기 육상 척추동물의 호흡 방식에 대한 직접적인 증거를 확보할 수 있었다"고 밝혔다.
 양막류 등장 전에는 양서류처럼 피부나 입·목을 이용해 공기를 밀어 넣는 호흡 방식이 주로 사용됐다. 그러나 늑골 흡기 호흡은 흉강을 확장·수축시켜 더 많은 산소를 들이마시고 이산화탄소를 배출할 수 있어 육상 활동에 더 유리한 것으로 알려져 있다.
 연구팀은 이런 호흡 방식 발달은 초기 양막류의 다양성이 크게 증가하는 데 기여했을 가능성이 크다며 이들이 육상 생태계에서 지배적 위치에 오르는 데 기반이 됐을 것이라고 설명했다. 
 무니 연구원은 "늑골 흡기 호흡은 양막류 동물들이 육상에서 훨씬 더 활동적인 생활 방식을 채택할 수 있게 만든 게임 체인저였다"며 토론토 로열 온타리오 박물관에 보관된 캡토리누스 화석은 향후 초기 양막류 진화와 호흡 체계 연구에 중요한 자료가 될 것이라고 말했다.
 ◆ 출처 : Nature, Robert Reisz et al., 'Mummified early Permian reptile reveals ancient amniote breathing apparatus', https://www.nature.com/articles/s41586-026-10307-y
 scitech@yna.co.kr
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