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T-Rex 진화 거래; 더 많은 턱 힘을 위한 작은 눈

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티라노사우르스 렉스의 강력한 턱은 먹잇감의 뼈를 부술 수 있을 정도로 강력했습니다. 그러나 그러한 높은 물기 힘을 얻기 위해 공룡의 왕은 진화론적으로 절충안을 만들어야 했습니다. 즉, 높은 물기 힘과 교환하여 작은 눈을 선택하는 것이었습니다. 티라노사우루스 렉스는 약 6,500만 년 전 백악기 말에 살았습니다. 물론 T-Rex가 작은 눈을 가진 유일한 종은 아닙니다. 다른 큰 육식 공룡도 큰 머리에 작은 눈을 가지고 있었습니다.

중생대(2억 5,200만 ~ 6,600만 년 전)의 파충류 종의 화석 410개를 분석한 결과 과학자들은 T-Rex와 기타 유사한 육식동물이 시간이 지남에 따라 더 작고 좁은 눈으로 진화했다고 결론지었습니다. 눈이 작아지는 대가로 턱의 힘과 이빨의 힘이 커졌다.

특히, 두개골이 1미터 이상인 육식동물은 눈구멍이 더 길었고, 어린 육식동물과 모든 연령대의 초식동물은 눈구멍이 둥글었습니다. ~에 따르면 스티븐 라우텐슐라거영국 버밍엄 대학교(University of Birmingham)의 고생물학자에 따르면 큰 눈은 생명체의 신진대사 에너지의 15%를 소비할 수 있으며 결과적으로 더 큰 눈을 유지하려면 더 많은 음식이 필요하며 이는 확실히 최적이 아닙니다.

눈구멍과 원래 눈이 있는 티라노사우루스 렉스의 두개골 복원 및 살아있는 모델(왼쪽)과 둥근 눈구멍과 확대된 눈을 사용한 가상 복원(오른쪽).

~에 따르면 스티그 월시이 연구에 참여하지 않은 스코틀랜드 국립 박물관의 척추동물 고생물학 수석 책임자:

이 관계는 이해할 수 있습니다. 포식자가 더 많이 자랄수록 먹이가 커질수록 더 많은 물기가 필요하기 때문입니다.

Communication Biology 저널에 8월 11일 발표된 새로운 연구는 뇌와 눈과 같은 감각 기관이 유기체의 1차 섭식 전략에 적응해야 한다는 아이디어를 뒷받침합니다. T-Rex와 관련하여 먹이 전략은 분쇄 물기 힘에 중점을 둡니다.

Stephen Lautenschlager는 그의 연구를 위해 중생대 공룡과 파충류의 두개골을 사용했습니다. 이 생물들 중에서 눈구멍이 거의 온전한 수백 개의 두개골을 선택했고, 반면에 높은 정확도로 눈구멍을 복원할 수 있는 불완전한 수백 개의 두개골도 선택했습니다.

공룡 두개골의 변형

다양한 공룡의 두개골은 두개골 옆에 점선으로 표시된 안구 모양의 변화를 보여줍니다.

410개의 선별된 두개골은 악어부터 트리케라톱스와 같은 거대한 초식 동물과 T-렉스와 같은 육식 수각류, 티라노사우루스의 친척인 작은 손을 가진 타르보사우르스 바타르에 이르기까지 다양한 종에 걸쳐 있습니다. 모든 두개골을 비교하면서 Lautenschlager는 몇 가지 패턴을 관찰했습니다. 대부분의 생물, 특히 초식 동물은 원형 눈구멍을 가지고 있습니다. 그러나 중생대로 이동하면서 육식 동물의 눈의 원형 모양은 타원형과 열쇠 구멍 모양이되는 경향이 있습니다. T-rex 및 T. batar와 같은 일부 육식 동물의 어린 종은 길쭉한 눈구멍이 성인기에 발달하는 반면 이러한 종은 젊었을 때 더 둥근 눈구멍을 가지고 있음을 보여줍니다. 월시는 다음과 같이 말합니다.

분명히 우리는 많은 종의 성장 레퍼토리를 갖고 있지 않지만 우리가 가지고 있는 데이터를 통해 섭식 관련 형태에 대한 강력한 증거를 얻을 수 있습니다.

결과적으로 어린 T-Rex가 성체에 도달하면 먹이가 커지고 물리는 힘이 증가합니다. 징메이 오코너 이 연구에 참여하지 않은 시카고의 필드 박물관에서는 음식에 근거한 설명에 대해 완전히 확신하지 못하고 공룡의 크기가 더 큰 역할을 한다고 믿고 있습니다. 그는 다음과 같이 믿습니다.

평평한 두개골에서 둥근 눈구멍을 제거하고 두개골을 확대하면 눈구멍이 타원형이 되며 생체역학적 응력과 Lattenschlager 응력 모델도 두개골을 단일 단위로 가정하여 현실과 거리가 멉니다. 이 모델은 뼈 주변의 관절과 근육을 설명하지 않지만 이에 대한 좋은 대안이 없기 때문에 고생물학에서 널리 사용됩니다.

안구의 모양이 공룡의 뼈를 부수는 능력에 어떤 영향을 미치는지 이해하기 위해 Lautenschlager는 세 가지 컴퓨터 모델을 만들었습니다. 각각은 이전 모델보다 더 복잡합니다. 첫 번째이자 가장 단순한 모델은 다양한 안구 모양이 새겨진 평판이었습니다. “구멍의 위치와 모양은 압력이 어떻게 분산되고 눈 모양이 변하는지에 영향을 미칩니다.”라고 Lautenschlager는 이 예에 대해 말합니다.

공룡 두개골 시뮬레이션

이 이미지에서 가상의 공룡 두개골의 컴퓨터 시뮬레이션을 볼 수 있습니다. 색상은 두개골의 압력을 나타내며 둥근 눈구멍(위)이 있는 두개골의 압력이 높은 반면 열쇠구멍 눈구멍(아래)이 있는 두개골의 압력은 낮습니다.

마지막이자 가장 복잡한 모델은 T-Rex 디지털 해골이었습니다. 동심원 모양의 눈구멍이 있는 대형 육식성 수각류의 일반적인 예로서 T-rex는 눈구멍 모양이 공룡 종에 미치는 영향을 테스트하는 데 이상적인 표본이었습니다. 먹이의 물기를 시뮬레이션함으로써 열쇠 구멍 모양의 눈구멍은 둥근 눈구멍보다 물기 과정의 영향을 덜 받았습니다. 무는 힘이 안와 뒤의 강한 뼈로 향했기 때문입니다. Lautenschlager는 다음과 같이 믿습니다.

아이컵의 키홀 모양은 원형보다 압력을 줄여주고 방향을 잘 잡아줍니다. 이 적응은 다른 종의 많은 대형 육식 동물에서 볼 수 있습니다. 독립적으로 진화한 기능입니다.

다른 역사적 과정에서 T-Rex의 눈이 타원형이 아니라 원형 눈을 가졌다면 공룡의 눈만 20kg의 무게에 30cm를 차지했을 것입니다. 모델에 따르면 타원형 유형은 2kg에 불과하고 너비는 13cm에 이릅니다. 그런 눈 크기를 가진 T-Rex 대사는 확실히 비싸고 공룡 뇌 데이터와 호환되지 않을 것입니다. 웰치에 따르면:

망막은 간뇌라고 불리는 뇌 영역의 파생물이며 T-Rex의 데이터에 따르면 발달 중 이러한 종의 뇌 크기는 신체 크기에 비례하지 않습니다.

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결과적으로 T-Rex의 눈의 크기가 두개골의 전체 크기에 비례하여 커지면 시력과 관련된 뇌 영역이 확실히 더 커질 것입니다. 이 핵심은 새로운 연구가 공룡 눈의 전체 크기에 대한 강력한 단서를 제공하지만 화석 두개골은 눈의 해부학이나 신경이나 근육과 같은 관련 연조직의 세부 사항을 결코 밝힐 수 없다는 것을 보여줍니다. Lautenschlager는 다음과 같이 말합니다.

여기에서 우리는 화석 뼈에 기초하여 동물의 실제 눈 크기에 대한 데이터가 거의 없기 때문에 고생물학적 교착 상태에 도달합니다. 일부 공룡 종의 눈 모양은 현대의 특정 새의 눈 모양과 비슷했습니다. 예를 들어 올빼미는 통 눈이 길어 빛이 망막에 닿는 방식에 영향을 줍니다. 현재로서는 T-rex 눈의 정확한 모양이나 종의 시력에 미치는 영향을 설명할 수 없습니다.

더 발전된 기술과 모델은 화석에 대한 새로운 정보를 드러내고 있으며, 향후 연구에서는 두개골 높이, 길이 또는 너비에 따른 안와의 변화를 조사할 수 있습니다. 대형 초식 동물의 안구는 둥글지만 육식 동물의 안구는 더 이상한 모양입니다. 미래의 연구는 조류(공룡의 유일한 후손)와 더 높은 물기 힘을 가진 포유동물과 같은 종의 눈구멍 모양을 추가로 분석할 수 있습니다. 월시에 따르면:

아마도 물기 능력이 높은 포유류는 파충류와는 다른 방식으로 진화했을 것입니다.

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