새로운 연구에서 공룡과 새 깃털의 놀라운 유사성이 밝혀졌습니다

공룡은 오늘날의 새와 얼마나 밀접한 관련이 있습니까? 최근 연구에서는 이 문제를 자세히 조사하여 공룡 깃털의 단백질이 수백만 년과 극한의 온도에 걸쳐 어떻게 진화하고 변화했는지 조사했습니다. SLAC 국립 가속기 연구소(National Accelerator Laboratory)에서 생산된 강력한 X선은 연구자들에게 깃털의 진화에 대한 새로운 통찰력을 제공하고 있습니다.

새로운 연구에 따르면 공룡 깃털의 단백질 구성은 현대 조류의 단백질 구성과 유사하며, 이는 새 깃털 화학의 초기 기원이 아마도 1억 2500만 년 전임을 암시합니다. 이번 연구는 화석 깃털의 α-단백질이 원래 존재했던 것이 아니라 화석화 과정에서 열에 의해 형성되었을 가능성이 있다는 것을 발견했습니다. (공룡 깃털에 대한 예술가의 개념).

이전 연구에 따르면 공룡의 깃털에는 현대 새의 깃털보다 덜 뻣뻣해지는 단백질이 포함되어 있는 것으로 나타났습니다. 이제 UCC(University College Cork), 에너지부 산하 SLAC 국립 가속기 연구소의 SSRL(스탠포드 싱크로트론 방사선 광원) 및 기타 기관의 연구원들은 공룡 깃털의 원래 단백질 구성이 현대 새 깃털의 단백질 구성과 매우 유사하다는 사실을 발견했습니다.

이 결과는 오늘날의 새 깃털의 화학적 구성이 이전에 생각했던 것보다 훨씬 더 일찍, 아마도 1억 2500만 년 전에 시작되었을 수 있음을 의미합니다.

이번 연구의 제1저자이자 UCC의 고생물학자인 티파니 슬레이터(Tiffany Slater)는 “공룡과 새 사이의 새로운 유사성을 발견하는 것은 정말 흥미롭다”고 말했다. "우리는 엑스레이와 적외선을 사용하여 공룡 시노르니토사우루스의 깃털에 오늘날 새의 깃털과 마찬가지로 다량의 베타 단백질이 포함되어 있다는 사실을 발견했습니다. 이 발견은 공룡 새가 현대 새와 마찬가지로 뻣뻣한 깃털을 가지고 있다는 우리의 가설을 입증합니다."

핵심은 단백질의 결합이다. 공룡 깃털에 대한 이전 테스트에서는 공룡 깃털이 깃털을 덜 뻣뻣하게 만드는 단백질인 알파 케라틴을 대부분 함유하고 있는 반면, 현대 새 깃털에는 깃털의 비행 능력을 향상시키는 단백질인 베타 케라틴이 풍부하다는 사실이 밝혀졌습니다. 그럼에도 불구하고 연구자들은 그 차이가 실제 깃털의 화학적 성질을 반영하는지, 아니면 그것이 화석화 과정의 인공물인지 알고 싶었습니다.

이를 알아내기 위해 Slater와 UCC 고생물학자인 Maria McNamara는 SSRL 과학자들과 협력하여 1억 2500만 년 된 공룡인 시노르니토사우루스(Sinornithosaurus)와 초기 조류 공자(Confuciusornis)의 깃털과 미국에서 온 5천만 년 된 깃털을 분석했습니다.

고대 깃털의 단백질을 탐지하기 위해 연구자들은 베타 단백질의 주요 구성 요소가 존재하는지 여부를 보여줄 수 있는 SSRL의 강력한 X선에 화석을 노출시켰습니다. SSRL 과학자 Sam Webb은 이것이 연구자들이 샘플의 베타 단백질이 여전히 "기본" 상태인지 아니면 시간이 지남에 따라 변경되었는지 여부와 이러한 변화가 화학적으로 어떻게 발생하는지 확인하는 데 도움이 된다고 말합니다.

Weber는 팀이 시간이 지남에 따라 화석이 노출되는 온도를 시뮬레이션하는 별도의 실험도 수행했다고 말했습니다. 이 실험은 화석의 알파 단백질이 깃털의 생활 과정의 일부가 아니라 화석화 중에 형성되었을 수 있음을 시사합니다.

분석에 따르면 일부 화석 깃털에는 다량의 α-단백질이 포함되어 있지만 원래는 존재하지 않았지만 시간이 지남에 따라 발달했을 가능성이 높습니다. 화석이 강렬한 열을 경험했기 때문에 형성되었습니다.

“우리의 실험은 왜 이 이상한 화학적 차이가 화석화 과정에서 단백질 분해의 결과인지 설명하는 데 도움이 됩니다.”라고 Slater는 말했습니다. "따라서 일부 공룡 깃털에는 원래 베타 단백질의 흔적이 남아 있지만 다른 화석 깃털에는 화석화 중에 형성된 알파 단백질이 포함되어 있습니다."

Weber는 "원시 단백질 구성은 시간이 지남에 따라 변할 수 있는데, 이는 심층 바이오마커를 연구할 때 종종 간과되는 측면입니다."라고 말했습니다. "우리의 X선 분광학 결과를 실험적으로 가열된 깃털 샘플에 대한 추가 실험실 측정과 비교하면 우리의 발견을 보정하는 데 도움이 됩니다."

이번 연구의 수석 저자인 마리아 맥나마라(Maria McNamara)는 "고대 생체 분자의 흔적은 분명히 수백만 년 동안 살아남을 수 있지만 겉보기에 잘 보존된 화석 조직도 화석화 과정에서 요리되고 으깨지기 때문에 화석 기록을 문자 그대로 읽을 수는 없습니다. 우리는 화석화 과정에서 무슨 일이 일어났는지 이해하기 위한 새로운 도구를 개발하고 있으며 화석의 화학적 비밀을 밝혀내는 것은 우리에게 진화에 대한 흥미롭고 새로운 통찰력을 제공할 것입니다."라고 말했습니다.