날카롭고 긴 검치 동물의 송곳니는 위협이나 과시를 위한 게 아니라 실제 먹이를 무는 데 최적화된 특수 무기로, 기능 최적화를 위한 수렴 진화(convergent evolution)의 결과물이라는 연구 결과가 나왔다.

 영국 브리스톨대 및 호주 모내시대 탈리아 폴록 교수팀은 11일 과학 저널 커런트 바이올로지(Current Biology)에서 검치류 25종 등 육식 포유류 95종의 이빨 모양과 성능을 분석하는 연구에서 이런 결론을 얻었다고 밝혔다.

 길쭉한 칼날 모양의 검치 동물 송곳니는 포유류 역사에서 반복해 등장하는 수렴진화의 예로 꼽히지만, 이런 송곳니의 기능과 형태, 진화 과정 등에는 밝혀지지 않은 수수께끼가 많이 남아있다.

 연구팀은 검치 동물 송곳니의 극단적 형태에는 보다 전문화된 포식 적응과 최적화를 위한 기능적 이점이 있을 것으로 추정해 왔지만, 이런 진화가 일어나게 만든 적응적 기반이 무엇인지는 명확하지 않다고 지적했다.

 연구팀은 이 연구에서 검치 동물 송곳니가 먹이를 효과적으로 찌를 수 있을 만큼 날카롭고 가늘어야 하는 동시에 부러지지 않을 만큼 무디고 견고해야 한다는 상반된 특성 사이에서 어떻게 균형을 이루는지 테스트했다.

 이를 위해 3D 프린팅으로 검치류 25종을 포함한 육식 포유류 95종의 이빨을 강철로 제작한 다음, 일련의 물기 실험과 첨단 컴퓨터 시뮬레이션 실험을 통해 이빨의 모양과 성능을 분석했다.

 그 결과 검치 동물의 송곳니는 먹이 동물을 아주 효과적으로 물 수 있게 찌르는 데 적합하도록 기능적으로 최적화돼 있는 것으로 나타났다.

 연구팀은 이 연구 결과는 길고 날카로운 칼날 모양의 송곳니가 먹이를 잡는 특수 무기로서 검치 동물에 실질적인 이점을 제공했음을 보여준다고 설명했다.

 또 이 연구에서는 검치 동물의 송곳니가 길이가 짧은 '더크-이빨'(dirk toothed)과 긴 '검치 이빨'(scimitar-toothed)로 나뉜다는 기존 인식과 달리 길고 구부러진 이빨부터 곧고 튼튼한 이빨까지 다양한 형태로 존재한다는 사실이 확인됐다.

 연구팀은 이는 검치 동물의 사냥 전략이 이전에 생각했던 것보다 훨씬 더 다양하다는 것을 시사한다며 이 연구는 검치 동물뿐 아니라 자연 전반에 걸쳐 극단적인 적응이 어떻게 진화하는지 이해하는 데 도움이 된다고 말했다.

 폴록 교수는 이 연구는 검치류 송곳니의 수렴 진화를 보여준다며 검치류는 송곳니가 물기에 최적화되는 진화를 통해 효과적인 사냥꾼이 됐을 수 있지만 생태계가 변하고 먹이가 부족해지면 멸종에 더 취약해졌을 수 있다고 설명했다.

 이어 "생체역학과 진화 이론을 결합하면 자연선택이 어떻게 동물이 특정 기능을 수행할 수 있게 진화시키는지 밝혀낼 수 있다"며 앞으로 동물계 전반에 걸쳐 다양한 치아 유형을 분석할 계획이라고 덧붙였다.

 ◆ 출처 : Current Biology, Tahlia Pollock et al., 'Functional optimality underpins the repeated evolution of the extreme 'sabre-tooth' morphology', https://www.cell.com/current-biology/fulltext/S0960-9822(24)01626-9