스피노사우루스

스피노사우루스의 첫 표본은 1912년 이집트 서부 사막의 바하리야 층에서 독일 고생물학자 에른스트 슈트로머 폰 라이헨바흐에 의해 발견되었다. 이 표본은 1915년에 공식적으로 명명되었으며, 그 특징적인 긴 신경극을 가진 등뼈가 주목을 받았다. 슈트로머는 이 표본을 베를린 자연사 박물관으로 가져와 연구했으며, 이 초기 표본은 당시 알려진 어떤 육식공룡보다 컸다.

그러나 이 귀중한 홀로타입 표본은 제2차 세계대전 중인 1944년 베를린에 대한 연합군의 폭격으로 대부분 파괴되었다. 현재는 소수의 주조 모형과 슈트로머의 상세한 기록 및 사진만이 남아 있다. 이 초기 표본의 손실은 스피노사우루스 연구에 큰 공백을 남겼다.

초기 연구는 주로 파편적인 화석에 의존했기 때문에, 스피노사우루스의 전체적인 모습과 생태는 오랫동안 미스터리로 남아 있었다. 슈트로머는 이미 그 긴 턱과 원뿔형 이빨을 근거로 부분적인 수생 생활을 제안하기도 했다. 20세기 대부분 동안 스피노사우루스는 주로 육상에서 활동하는 대형 수각류 공룡으로 복원되었으며, 등에 난 큰 '돛'의 기능에 대한 논의가 집중되었다.

2014년에 발표된 새로운 표본 연구는 스피노사우루스의 해부학에 대한 이해를 근본적으로 바꾸었다. 이 연구는 특히 짧은 뒷다리, 넓적한 발, 그리고 꼬리 척추의 높은 신경돌기 등 이전에 알려지지 않았던 특징들을 밝혀냈다. 이러한 특징들은 이 공룡이 육상 보행보다는 수중 추진에 더 적합했음을 강력히 시사하며, 반수생 생활에 대한 가설을 뒷받침했다.

2018년에는 모로코 케믹켐 층에서 추가적인 꼬리 척추 화석이 발견되었다. 2020년에 상세히 보고된 이 표본은 꼬리 말단부의 유연한 피부 지느러미를 보여주었다. 이 꼬리는 횡단면이 거의 원형에 가까워, 악어나 도마뱀과 같은 현생 수생 파충류의 꼬리와 유사한 형태를 지녔다. 이는 스피노사우루스가 꼬리를 좌우로 움직여 물속에서 효율적으로 헤엄칠 수 있었음을 의미한다.

최근 연구들은 또한 스피노사우루스의 두개골과 이빨에 대한 새로운 통찰을 제공했다. 두개골의 압력 감지 구멍 분포와 원뿔형 이빨의 미세한 마모 패턴 분석을 통해, 이 공룡이 주로 물고기를 사냥했으며, 때로는 작은 육상 동물도 포식했을 가능성이 제기되었다. 이러한 발견들은 스피노사우루스가 단순히 강가에서 물고기를 낚는 포식자가 아니라, 능동적으로 수중 환경에서 사냥하고 생활한 공룡이었음을 보여준다.

등의 돛은 스피노사우루스를 가장 특징짓는 해부학적 구조이다. 이 구조는 척추뼈의 등뼈 돌기, 즉 신경극이 극도로 길게 발달하여 형성되었다. 신경극의 높이는 일부 척추에서 몸통 높이의 2배에 달했으며, 피부로 연결되어 돛 모양의 판을 이루었을 것으로 추정된다. 이 돛은 등 전체를 따라 이어졌지만, 가장 높은 지점은 골반 부위에 위치했다.

돛의 정확한 기능은 완전히 밝혀지지 않았으나, 여러 가설이 제기된다. 가장 널리 받아들여지는 가설은 체온 조절 기관으로서의 역할이다. 넓은 표면적을 통해 햇빛을 흡수하거나 체열을 방출하여, 거대한 체구를 가진 스피노사우루스가 효율적으로 체온을 관리하는 데 도움을 주었을 가능성이 있다. 다른 가설로는 성적 이형성과 관련된 과시용 구조물, 또는 종 내에서의 개체 식별 수단으로 사용되었을 것이라는 주장도 있다.

돛의 형태는 종에 따라 차이를 보인다. 스피노사우루스 아에집티아쿠스의 신경극은 비교적 단순한 막대 모양인 반면, 근연종인 이크티오베나토르의 신경극은 더욱 복잡한 구조를 가지고 있다. 이는 돛이 단순한 한 가지 기능보다는 복합적인 역할을 했음을 시사한다.

돛의 내부 구조는 혈관의 흔적이 풍부하게 발견되어, 생시에 이 부분에 혈액 공급이 활발했음을 보여준다. 이는 체온 조절 가설을 지지하는 증거로 여겨진다. 또한, 이 구조물은 뼈 자체로 이루어진 것이 아니라, 피부로 연결된 긴 뼈 돌기 위에 세워진 것이므로, 공룡이 살아있을 때는 오늘날 바실리스크 도마뱀의 등지느러미와 유사한 외관을 가졌을 것으로 복원된다.

스피노사우루스의 두개골은 길고 좁으며, 악어와 유사한 형태를 보인다. 주둥이는 끝이 넓게 퍼져 있고, 콘카브카리아 상악골이라는 독특한 구조로 인해 상당한 부피를 지닌다. 이 구조는 주둥이 끝의 좌우 너비가 중간 부분보다 넓어지는 특징이 있다[5].

두개골의 콧구멍은 눈구멍보다 훨씬 뒤쪽, 즉 두개골의 중앙 부근에 위치한다. 이는 물속에서 호흡할 때 유리하게 작용했을 것으로 추정된다. 스피노사우루스의 이빨은 원뿔형에 가깝고, 날카로운 톱니 모양의 구조가 거의 없거나 매우 미약하다. 이는 주로 물고기와 같은 매끄러운 먹이를 붙잡는 데 특화된 형태이다.

이러한 두개골과 이빨의 형태학적 특징은 스피노사우루스가 육상 동물보다는 물속의 먹이, 특히 대형 경골어류나 장경류 등을 주요 사냥감으로 삼았음을 강력히 시사한다. 이빨의 배열은 먹이를 꿰뚫어 붙잡는 데 최적화되어 있으며, 강력한 턱 근육과 결합되어 효과적인 포식 도구 역할을 했다.

스피노사우루스의 후지(뒷다리)는 다른 대형 육식 공룡들과는 뚜렷이 구별되는 특징을 보인다. 특히 발 구조는 반수생 생활에 적응한 형태로 진화했다. 대퇴골(넓적다리뼈)에 비해 경골(정강이뼈)과 비골(종아리뼈)이 상대적으로 짧았으며, 발가락 뼈는 길고 편평한 모양을 하고 있었다. 이는 발 전체가 넓적한 지느러미 또는 오리발과 같은 형태로, 물속에서 추진력을 얻는 데 유리한 구조였다[6].

발의 형태적 적응은 다음과 같은 이점을 제공했다.

이러한 특징들은 스피노사우루스가 육상에서 민첩하게 달리기보다는 얕은 물가나 강어귀, 맹그로브 숲과 같은 환경에서 생활했음을 강력히 시사한다. 긴 뒷다리와 발가락은 물속을 걷거나 수영할 때 안정성을 높였을 것이다. 일부 연구에서는 이 발 구조가 반수생 포유류인 비버나 수달의 발과 기능적으로 유사하다고 지적한다. 따라서 스피노사우루스는 당대 생태계에서 독특한 생태적 지위를 차지하며, 주로 물속이나 물가에서 물고기와 같은 수생 생물을 사냥했을 것으로 추정된다.

스피노사우루스는 육상과 수중 환경을 모두 활용하는 반수생 생활 방식을 가진 것으로 추정된다. 이는 대부분의 육식 공룡과 구별되는 독특한 생태적 적응이었다.

그의 골격 구조는 이러한 생활 방식을 뒷받침한다. 긴 주둥이와 원뿔형 이빨은 물고기를 잡기에 적합했으며, 후방으로 치우친 콧구멍은 물속에서 호흡을 위해 머리의 상부를 내놓는 데 도움이 되었다. 특히 뒷다리가 육상 보행보다는 수영에 더 적합한 비율을 보였고, 일부 연구에 따르면 꼬리 척추의 구조가 수생 파충류와 유사하여 강력한 추진력을 제공했을 가능성이 제기된다[8]. 이는 그가 육지보다는 물속에서 더 효율적으로 움직였음을 시사한다.

그의 서식지는 북아프리카의 강가, 삼각주, 얕은 바다와 같은 지역이었다. 이러한 환경에서 그는 주로 대형 가오리류나 실러캔스와 같은 물고기를 사냥했을 것으로 보인다. 그러나 강력한 앞다리와 갈고리 발톱을 가졌다는 점에서 필요시 육상의 작은 공룡이나 도마뱀 등을 포식할 수도 있었을 것이다. 이처럼 스피노사우루스는 백악기 북아프리카의 독특한 환경에 맞춰 육상 포식자와 수중 포식자의 경계에 서 있는 생태적 지위를 차지했다.

스피노사우루스의 식성은 주로 어류였을 것으로 추정된다. 특히 실러캔스나 청어와 같은 대형 경골어류와 상어류, 악어류의 어린 개체 등이 주요 먹이였을 가능성이 높다. 긴 주둥이와 원뿔형 이빨, 그리고 콧구멍의 위치는 물속에서 움직이는 먹이를 잡는 데 특화된 형태로 해석된다.

이 공룡의 사냥 방식은 현생 큰백로나 밍크고래와 유사했을 수 있다. 강가나 얕은 물가에 서 있거나, 물속을 천천히 걸어다니며 감각 기관을 이용해 먹이를 탐지한 뒤, 빠른 움직임으로 주둥이를 휘둘러 포획했을 것이다. 일부 연구에서는 긴 앞다리를 이용해 물고기를 꽉 잡는 데 사용했을 가능성도 제기된다[9].

다음 표는 스피노사우루스의 추정 사냥 방식을 요약한 것이다.

대형 수각류인 만큼 조각류나 다른 공룡 등 육상 동물을 포식했을 가능성도 배제할 수 없다. 그러나 그보다는 강이나 석호, 삼각주 환경에서 반수생 생활에 더욱 의존했을 것으로 보인다. 이는 스토마톨라이트 분석을 통한 산소 동위원소 연구에서도 그 증거가 확인되었다[10].

스피노사우루스는 수각류 공룡 내에서 메갈로사우루스과 또는 스피노사우루스과로 분류되는 경우가 많았다. 그러나 현대의 계통분류학적 연구는 이를 스피노사우루스과의 모식속으로 보고 있으며, 이 과는 테타누라 하위의 메갈로사우루스상과 또는 독자적인 스피노사우루스상과에 위치시킨다.

주요 계통분류학적 연구 결과는 다음과 같은 계통수를 제시한다.

스피노사우루스과 공룡들은 대부분 바리오닉스나 수코미무스와 같이 물가 환경에서 물고기나 소형 동물을 사냥하는 반수생 습성을 공유하는 것으로 보인다. 이들은 다른 대형 수각류와 달리 길고 낮은 두개골, 원뿔 모양의 톱니 없는 이빨, 강력한 팔과 큰 갈고리 발톱을 진화시켰다. 이러한 공통된 형태적 특징이 이들을 하나의 단계통군으로 묶는 근거가 된다.

최근의 연구는 스피노사우루스 자체의 체형, 특히 짧은 뒷다리와 평평한 꼬리와 같은 특징이 이 공룡의 수생 적응 정도를 놓고 논쟁을 불러일으키고 있다. 이는 스피노사우루스과 내에서도 스피노사우루스속이 가장 극단적인 수생 생활에 적응했을 가능성을 시사한다.

스피노사우루스는 스피노사우루스과에 속하는 대표적인 속이다. 이 과에는 주로 백악기 전기부터 후기까지 아프리카와 유럽, 남아메리카 등에서 서식한 대형 수각류 공룡들이 포함된다. 이들은 일반적으로 길쭉한 두개골, 원뿔형의 이빨, 그리고 등에 돌기가 발달한 특징을 공유한다.

스피노사우루스과 내에서 스피노사우루스의 가장 가까운 근연종으로는 주로 이집트에서 발견된 바리오닉스와 수코미무스가 꼽힌다. 특히 바리오닉스는 손에 큰 낫 모양의 발톱을 가진 점이 특징적이다. 이들 근연종들은 스피노사우루스와 마찬가지로 반수생 생활에 적응한 형태학적 특징을 보여준다. 예를 들어, 원뿔형의 이빨은 물고기를 잡는 데 적합했으며, 일부는 뒷발의 발가락 사이에 물갈퀴 구조가 있을 가능성이 제기되기도 했다.

이들 근연종들은 모두 메갈로사우루스과나 알로사우루스과와 같은 다른 대형 수각류들과는 구별되는 독특한 진화적 계보를 형성한다. 최근의 계통분류학적 연구는 이들을 테타누라 하위의 하나인 메갈로사우리아 내에 위치시키며, 스피노사우루스과를 하나의 단계통군으로 인정하는 경향이 있다. 이들의 공통된 형태적 특징은 물가 환경에서의 특화된 생활 방식을 강력히 시사한다.