투아타라

옛도마뱀목은 파충류강 인룡상목에 속하는 목으로, 투아타라를 유일한 현생 종으로 포함한다. 이 목은 중생대에 번성했던 다양한 꼬리도마뱀류의 직접적인 후손으로 간주되며, 그 독특한 해부학적 및 생리학적 특징들로 인해 파충류 진화 연구에서 중요한 위치를 차지한다.

옛도마뱀목의 가장 두드러진 특징은 두개골 구조에 있다. 이들은 이중궁두개를 지니고 있어, 악어와 같은 악어목 파충류와 유사하게 상악골이 두개골의 다른 부분과 고정되어 있다. 이는 대부분의 뱀과 도마뱀이 갖는 가장궁두개와 대비되는 특징이다. 또한, 이들의 이빨은 턱뼈에 직접 융합되어 있으며, 교체되지 않는 독특한 구조를 보인다.

생리학적으로 옛도마뱀목은 매우 낮은 대사율과 느린 생활사를 보인다. 성체에 이르는 데 10-20년이 걸리며, 알의 부화 기간만 1년 이상 소요된다. 이는 대부분의 파충류와 비교해 매우 이례적이다. 또한 낮은 최적 활동 온도를 가지는 점도 특징으로, 이는 신생대 이후의 기후 변화에 적응한 결과로 해석된다. 이러한 '살아있는 화석'으로서의 특성은 고대 파충류의 생물학을 이해하는 데 귀중한 단서를 제공한다.

투아타라속(투아타라)은 옛도마뱀목 내에서 유일한 현생 속으로, 독립적인 분류학적 지위를 가진다. 이 속은 단일 종인 뾰족머리투아타라(*Sphenodon punctatus*)와, 때로는 별도의 종으로 분류되기도 하는 브라더스섬투아타라(*Sphenodon guntheri*)를 포함한다. 과거에는 스페노돈과에 속하는 여러 속과 종이 존재했으나, 대부분이 멸종하여 현재는 투아타라만이 남아 있다.

이 속의 독립성은 형태학적 및 분자생물학적 연구를 통해 뒷받침된다. 투아타라는 다른 현생 파충류에서는 발견되지 않는 원시적인 해부학적 구조를 다수 보유하고 있다. 특히 두개골의 디아프시드 구조는 이동성이 있는 사각뼈와 연결되어 있어, 다른 파충류에 비해 매우 독특한 형태를 이룬다. 이는 석형류와 같은 고대 파충류의 특징을 강하게 반영한다.

분자계통학적 분석에 따르면, 투아타라속은 뱀과 도마뱀이 속한 인룡상목과 약 2억 5천만 년 전에 분기된 고립된 계통이다[2]. 이는 그들이 단순히 '특이한 도마뱀'이 아니라, 파충류 진화계통도에서 매우 오래된 독자적인 가지를 대표함을 의미한다. 따라서 투아타라속은 생물학적으로 매우 중요한 위치를 차지하며, '살아있는 화석'으로 불리는 근거가 된다.

이러한 독특성으로 인해, 투아타라속은 파충류의 진화와 고생물학적 적응을 이해하는 데 있어 필수적인 연구 대상이다.

투아타라는 옛도마뱀목에 속하는 파충류로, 외형상 도마뱀과 유사하지만 뚜렷한 해부학적 차이를 보인다. 몸길이는 약 50~80cm에 달하며, 암컷이 수컷보다 작은 성적 이형성을 나타낸다. 등쪽은 작은 돌기로 덮인 녹회색 또는 갈색의 피부를 가지며, 복부는 크림색 또는 회색을 띤다. 등 중앙을 따라 노란색 또는 흰색의 가시 모양 돌기가 일렬로 나 있는 것이 특징이다. 이 돌기는 특히 수컷에서 더 발달하여, 경쟁이나 위협 상황에서 목덜미를 팽창시킬 때 더욱 두드러진다.

두개골 구조는 매우 독특하여, 다른 현생 파충류에서는 볼 수 없는 원시적인 특징을 보존하고 있다. 두개골의 상악골과 전상악골이 고정되어 움직이지 않으며, 이는 대부분의 뱀과 도마뱀이 가진 운동성 두개골과 대비된다. 턱에는 단일 줄로 배열된 날카로운 이빨이 있으며, 이는 턱뼈의 돌기에 융합된 형태다. 꼬리는 자르면 재생되지만, 원래 모양과 완전히 같지는 않다.

해부학적으로 가장 주목할 만한 특징 중 하나는 두정안이라 불리는 제3의 눈이다. 이 기관은 정수리 부위의 작은 반투명한 비늘 아래에 위치하며, 망막과 수정체, 신경을 갖추고 있다. 성체가 되면 피부와 비늘로 덮여 기능이 퇴화하지만, 어린 개체에서는 빛을 감지하는 역할을 하는 것으로 여겨진다. 내부 구조는 송과체와 관련이 있으며, 일주기 리듬이나 체온 조절에 간접적으로 관여할 가능성이 제기된다.

또한, 투아타라는 매우 낮은 대사율을 가지며, 최적 활동 온도는 약 12~16°C로 다른 파충류에 비해 낮다. 이는 추운 환경에 적응한 결과로, 겨울에는 동면에 들어가기도 한다. 심장과 폐를 포함한 내부 장기도 원시적인 형태를 유지하고 있어, 이 종이 살아있는 화석으로 불리는 이유를 제공한다.

투아타라의 가장 독특한 해부학적 특징 중 하나는 이마 부위에 위치한 두정안이다. 이 기관은 송과체와 관련이 있으며, 투아타라의 두개골 정중앙에 작은 반투명한 비늘 아래에 위치한다. 두정안은 태어날 때부터 존재하지만, 성체가 되면 피부와 비늘에 의해 덮여 육안으로 식별하기 어려워진다.

두정안은 망막, 수정체, 각막과 같은 기본적인 눈의 구조를 가지고 있지만, 이미지를 형성하는 데 필요한 근육과 신경 연결이 충분히 발달하지 않았다. 따라서 이 기관은 시각 기관으로서의 기능보다는 빛을 감지하는 감광 기관으로 작용한다. 주로 주야 주기와 계절 변화를 인지하고, 체내 생물학적 시계를 조절하는 데 기여한다.

연구에 따르면, 두정안은 자외선을 포함한 특정 파장의 빛에 민감하게 반응한다[3].

이를 통해 투아타라는 햇빛의 강도와 각도를 감지하여 체온 조절 행동이나 일주기성 리듬을 조정할 수 있다. 이 특징은 투아타라가 낮에는 동굴에 숨고 밤에는 활동하는 습성과 관련이 있을 수 있다.

두정안은 투아타라뿐만 아니라 일부 도마뱀과 양서류의 유생에서도 발견되지만, 성체에서 이렇게 뚜렷하게 보존된 경우는 매우 드물다. 이 기관은 투아타라가 속한 꼬리도마뱀류의 고대 조상들에게서 유래한 원시적인 특징으로 여겨지며, 투아타라가 '살아있는 화석'으로 불리는 이유를 제공하는 중요한 증거 중 하나이다.

투아타라는 변온동물로서 매우 낮은 대사율을 보인다. 최적 온도는 약 16~21°C로, 대부분의 파충류보다 낮은 범위이다. 이 낮은 대사율은 먹이 섭취 빈도와 활동성을 극도로 줄여, 몇 달 동안 아무것도 먹지 않고 생존할 수 있게 한다. 또한 호흡과 심장 박동이 매우 느리며, 심장은 최대 1분간 멈출 수도 있다.

이러한 생리적 특성은 투아타라의 긴 수명에 직접적인 영향을 미친다. 투아타라는 척추동물 중 가장 긴 수명을 가진 종 중 하나로 알려져 있다. 야생에서 60년 이상, 그리고 관리 하에서는 100년 이상을 살 수 있다고 추정된다. 성적 성숙에 도달하는 시기도 매우 늦어, 약 10~20년이 걸린다. 이는 낮은 대사율과 느린 성장률이 결합된 결과이다.

수명과 관련된 또 다른 특징은 노화 과정이 매우 느리게 진행된다는 점이다. 연구에 따르면, 투아타라는 성체가 된 후에도 텔로미어 길이 감소 속도가 매우 느리고, 노화 관련 질병의 발병률이 극히 낮다[4]. 이 독특한 생리학은 장수 생물학 연구의 중요한 모델이 되고 있다.

투아타라는 현재 뉴질랜드의 여러 작은 해안 섬에만 서식한다. 본토인 북섬과 남섬에서는 유입 포식자인 폴리네시아쥐와 같은 종의 도입으로 인해 야생 개체군이 사라졌다. 주요 서식지는 쿡 해협에 위치한 스티븐스섬을 비롯하여, 북섬 동부 연안의 베이오브플렌티 지역과 호크만 지역, 그리고 남섬 북부의 말버러 사운드 인근의 여러 섬들이다.

이 섬들은 대부분 인적이 드문 보호구역으로 지정되어 있으며, 방문이 엄격히 통제된다. 서식지 환경은 일반적으로 온대 기후의 관목 지대, 초지, 바위가 많은 해안 절벽 등이다. 투아타라는 주로 해양조류가 풍부하게 쌓인 토양에 굴을 파고 생활하는데, 이 굴은 종종 바다새의 번식지와 공유된다. 바다새의 배설물은 토양을 비옥하게 하고 무척추동물 개체수를 증가시켜 투아타라의 먹이원을 풍부하게 하는 중요한 생태적 역할을 한다.

서식지의 지리적 조건은 개체군 간의 유전적 차이를 만들어냈다. 예를 들어, 북부 섬에 서식하는 투아타라(*Sphenodon punctatus*)와 쿡 해협의 작은 섬들에 서식하는 투아타라(*Sphenodon guntheri*)는 아종 또는 별개의 종으로 구분되기도 한다[7]. 각 섬의 개체군은 유전적으로 고립되어 독특한 특성을 발전시켰다.

이러한 섬 서식지는 투아타라가 외래 포식자로부터 상대적으로 안전할 수 있는 피난처를 제공했지만, 기후 변화로 인한 해수면 상승과 극한 기상 현상은 새로운 위협으로 대두되고 있다.

투아타라의 주요 서식지는 뉴질랜드 본섬 연안의 약 30여 개 작은 섬들이다. 이 섬들은 대부분 자연보호구역으로 지정되어 있으며, 일반인의 무단 상륙이 엄격히 통제된다. 가장 중요한 서식지 중 하나는 쿡 해협에 위치한 스티븐스 섬이다. 이 섬들은 포식자인 폴리네시아 쥐와 같은 외래 포유류가 침입하지 않은 환경을 유지하고 있어 투아타라 생존에 결정적 역할을 한다.

서식지 관리의 핵심은 외래 포식자로부터의 보호에 있다. 역사적으로 쥐나 고양이 등의 도입은 많은 섬에서 투아타라 개체군을 쇠퇴시키거나 멸절시켰다. 따라서 보존 프로그램은 이러한 포유류 포식자를 완전히 제거하는 데 중점을 둔다. 성공적인 제거 작업이 이루어진 몇몇 섬에서는 투아타라의 개체수가 회복되는 양상을 보였다. 또한, 일부 섬에서는 인큐베이터를 이용한 인공 부화와 유체 방사를 통해 개체군을 강화하거나 재도입하는 시도가 이루어지고 있다.

서식지 접근과 모니터링은 철저히 관리된다. 연구자와 관리자들도 엄격한 생물안전 프로토콜을 준수해야 하며, 섬에 새로운 질병이나 해충을 유입하지 않도록 각별히 주의한다. 정기적인 개체수 조사와 건강 상태 모니터링을 통해 서식지의 생태적 건강과 투아타라 개체군의 상태를 추적한다. 이러한 통합적 관리 전략은 이 고대 파충류의 미래를 보장하는 데 필수적이다.

투아타라는 주로 야행성 포식자이다. 그들의 식단은 주로 무척추동물로 구성되지만, 작은 척추동물도 먹는다. 주요 먹이는 곤충, 거미, 지렁이, 달팽이, 그리고 특히 뉴질랜드 고유종인 웨타와 같은 대형 메뚜기류이다. 또한 새끼 바다새나 도마뱀, 심지어 자신의 알이나 새끼까지 먹는 경우도 관찰된다.

투아타라는 앉아서 기다리는 방식의 포식자이다. 그들은 굴 입구나 은신처 근처에서 움직이지 않고 앉아 있다가, 근처를 지나가는 먹잇감을 덥석 물어 잡는다. 이들의 포식 행동은 느리지만 매우 정확하다. 투아타라는 강력한 턱과 날카로운 이빨을 가지고 있어 단단한 외골격을 가진 곤충도 쉽게 부수어 먹을 수 있다.

물을 마시는 습관도 독특하다. 투아타라는 혀를 사용하여 물을 마시지 않는다. 대신 턱을 물에 담그고, 구강의 모세혈관 작용을 통해 물을 빨아들인다. 이는 많은 파충류와 구별되는 특징이다. 먹이 활동은 기온에 크게 의존하여, 추운 겨울에는 몇 달 동안 굴 안에서 휴면 상태에 들어가 먹이를 전혀 먹지 않기도 한다.

투아타라는 약 10~20년에 걸쳐 성적으로 성숙해진다. 번식 주기는 매우 느리며, 암컷은 2~5년마다 한 번씩만 번식한다. 짝짓기는 일반적으로 여름에 이루어지며, 수컷은 영역을 확립하고 암컷을 유인하기 위해 경쟁한다.

암컷은 짝짓기 후 약 8~9개월 뒤인 다음 해 봄이나 초여름에 땅에 굴을 파고 5~18개의 알을 낳는다. 알은 부드러운 가죽질의 껍질을 가지고 있다. 투아타라는 알을 품거나 보호하지 않고, 단순히 흙으로 덮어둔다. 알의 부화는 온도에 크게 의존하며, 약 11~16개월이라는 매우 긴 시간이 걸린다. 특히 주목할 만한 점은 알의 부화 온도가 새끼의 성별을 결정한다는 것이다. 약 21°C 이하의 낮은 온도에서는 암컷이, 약 22°C 이상의 높은 온도에서는 수컷이 부화한다[10].

새끼 투아타라는 부화 직후부터 완전히 독립적이며, 성체와 유사한 모습을 하고 있다. 성장 속도는 매우 느려서 성체 크기에 도달하는 데 20~35년이 소요된다. 투아타라는 파충류 중에서 가장 긴 수명을 가진 종 중 하나로 알려져 있으며, 100년 이상을 살 수 있다. 이러한 느린 생활사 전략은 그들의 낮은 대사율과 밀접한 관련이 있다.

투아타라는 종종 살아있는 화석이라는 용어로 불린다. 이는 그들의 신체 구조가 약 2억 년 전 중생대에 번성했던 조상인 꼬리도마뱀류와 매우 유사하게 보존되어 있기 때문이다. 이들은 트라이아스기 후기에 나타난 그룹의 마지막 생존자로, 공룡과 익룡, 수장룡 등이 살았던 시대를 거쳐 현대까지 살아남은 독특한 존재이다.

투아타라의 화석 기록은 뉴질랜드뿐만 아니라 전 세계 여러 지역에서 발견된다. 아래 표는 투아타라와 그 조상류의 주요 화석 발견 시기를 보여준다.

"살아있는 화석"이라는 개념은 형태적 변화의 정체성을 의미할 뿐, 유전자가 진화하지 않았다는 뜻은 아니다. 투아타라의 유전체 연구는 놀라운 진화적 적응을 보여준다. 예를 들어, 그들은 척추동물 중 가장 느린 분자 진화 속도를 가지고 있으며[12], 이는 그들의 낮은 기초대사율과 긴 생명 주기와 연관되어 있을 수 있다. 따라서 투아타라는 겉보기에는 고대의 모습을 유지했지만, 유전자 수준에서는 독특한 진화 경로를 걸어왔다고 볼 수 있다.

투아타라는 파충류 진화사의 초기 분기군인 옛도마뱀목에 속하며, 이 목은 약 2억 5천만 년 전 트라이아스기에 출현했다. 따라서 투아타라는 현생 조룡류(악어와 새를 포함)나 인룡류(도마뱀과 뱀, 거북 등)와는 다른 독자적인 계통을 유지해 온 생물이다. 그들의 해부학적 구조, 예를 들어 두개골의 이중궁 구조와 척추의 형태는 공룡, 익룡, 어룡 등과 같은 고대 파충류와 더 많은 공통점을 보인다.

투아타라속(*Sphenodon*)은 한때 전 세계에 분포했던 옛도마뱀목의 유일한 현생 대표종이다. 화석 기록에 따르면 이 그룹은 쥐라기와 백악기에 걸쳐 번성했으나, 대부분의 종은 백악기-제3기 멸종 사건을 전후해 사라졌다. 투아타라는 뉴질랜드가 고립된 지리적 조건 덕분에 경쟁자와 포식자로부터 보호받으며 생존할 수 있었다.

투아타라와 가장 가까운 현생 친척은 도마뱀과 뱀이지만, 실제로는 이들보다 악어나 거북에 더 가까운 계통 관계를 가진다[13]. 아래 표는 투아타라가 주요 파충류 그룹과 가지는 진화적 관계를 요약한다.

이러한 고립된 진화 역사는 투아타라를 '살아있는 화석'으로 불리게 하는 근거가 된다. 그들의 유전자와 생리적 특성은 멸종한 고대 파충류들의 생물학을 이해하는 데 살아있는 창(window) 역할을 한다.

투아타라의 멸종 위협은 주로 인간의 활동과 도입된 외래종에 기인합니다. 역사적으로 뉴질랜드 본토와 많은 섬에서 널리 서식했으나, 폴리네시아인(마오리족의 조상)과 유럽인의 정착 이후 개체수가 급격히 감소했습니다. 가장 큰 직접적 요인은 서식지 파괴와 함께 도입된 포유류 포식자들입니다. 쥐는 투아타라의 알과 새끼를 포식하며, 고양이와 족제비는 성체까지 위협합니다. 특히 태평양쥐와 노르웨이쥐는 심각한 영향을 미칩니다.

서식지의 파편화와 변화 또한 주요 위협 요인입니다. 토지 개발과 농업 확대로 인한 서식지 감소는 개체군을 고립시키고 유전적 다양성을 떨어뜨립니다. 기후 변화는 장기적인 위협으로 작용할 가능성이 있습니다. 투아타라는 낮은 대사율과 느린 생식 주기를 가지므로, 환경 변화에 빠르게 적응하기 어렵습니다. 온도 상승은 알의 성비를 결정하는 중요한 요소이기 때문에, 장기적으로 개체군의 성별 균형을 교란시킬 수 있습니다[16].

현재 투아타라는 야생에서 뉴질랜드 본토에서는 거의 사라졌으며, 약 30여 개의 작은 섬에서만 개체군이 생존해 있습니다. 이러한 섬들은 대부분 육지에서 멀리 떨어져 있고 엄격하게 관리되며, 외래 포식자가 없는 상태를 유지해야 합니다. 그러나 이러한 보호 구역이라도 기후 변화나 우연한 외래종 유입에 취약할 수 있습니다.

투아타라의 보전 프로그램은 주로 뉴질랜드 보존부와 여러 연구 기관, 그리고 마오리 이위(부족)가 협력하여 운영한다. 핵심 전략은 포식자로부터 안전한 섬 서식지에 새로운 개체군을 설립하는 것이다. 이를 위해 스티븐스섬과 같은 주요 번식지에서 알이나 새끼를 채집하여, 북섬과 남섬 연안의 여러 무인도 보호 구역으로 이주시킨다. 이러한 구역은 철저히 관리되어 쥐, 고양이, 족제비와 같은 도입 포식 동물이 제거된 상태를 유지한다.

연구 프로그램은 개체군 모니터링, 번식 생태 이해, 그리고 기후 변화 적응 능력 평가에 중점을 둔다. 과학자들은 무선 주파수 식별 태그를 이용해 개체를 추적하고, 둥지 온도를 모니터링하여 온도에 따른 성별 결정 메커니즘을 연구한다[17]. 장기 생태 연구는 이 파충류의 느린 생식 주기와 긴 수명이 개체군 회복에 어떤 영향을 미치는지 이해하는 데 필수적이다.

국제적 협력도 중요한 부분을 차지한다. 뉴질랜드 정부는 멸종위기종 무역에 관한 국제협약]]과 같은 국제 협정을 준수하며, 투아타라의 유전적 다양성을 보존하기 위한 유전자 은행 프로그램도 운영한다. 일부 연구는 인공 부화 및 사육 기술을 개발하여 야생 개체군을 보강하는 방법을 모색하고 있다.

투아타라는 뉴질랜드 원주민인 마오리족의 문화와 신화에서 중요한 위치를 차지한다. 마오리어로 투아타라는 '등뼈가 뾰족한 것'을 의미하는 '티카아오아'[18]라는 이름으로도 알려져 있다. 이 동물은 종종 지혜, 수호, 그리고 고대와의 연결을 상징한다.

일부 마오리 전설에 따르면, 투아타라는 마우이와 같은 문화 영웅의 조력자이자 지혜로운 존재로 등장한다. 또한 투아타라는 특정 이위(족)나 가문의 수호자, 즉 '카이티아키'로 여겨지기도 했다. 그 독특한 외모와 고대적인 특징은 마오리 사람들에게 강한 영적 존재감을 부여했으며, 투아타라가 사는 지역은 종종 '타푸'[19]로 지정되어 보호받았다.

이러한 문화적 신앙은 역사적으로 투아타라의 보호에 기여한 측면이 있다. 유럽인 정착 초기 상업적 사냥의 위협에도 불구하고, 마오리 문화의 전통적 금기는 일부 개체군의 보존에 영향을 미쳤다. 오늘날에도 투아타라는 뉴질랜드의 독특한 자연유산이자 마오리 문화유산의 살아있는 상징으로서 그 가치를 인정받고 있다.

투아타라는 뉴질랜드를 대표하는 독특한 고유종으로, 국가적 정체성과 자연 유산의 상징으로 자리 잡았다. 이 동물은 뉴질랜드의 국장이나 공식 국가 상징물에는 등장하지 않지만, 국내외적으로 뉴질랜드의 생물다양성과 고유한 진화 역사를 상징하는 살아있는 아이콘이다.

투아타라는 뉴질랜드 5센트 주화의 도안으로 오랫동안 사용되었다. 또한, 이 동물의 이미지는 다양한 공공 캠페인, 환경 교육 자료, 그리고 관광 홍보물에 빈번히 등장하여 국민들에게 친숙하다. 과학적, 진화적 중요성 때문에 투아타라는 종종 뉴질랜드의 자연사를 대표하는 매개체로 활용되며, 국립 박물관과 학교 교육 과정에서 중요한 위치를 차지한다.

국제적으로 투아타라는 뉴질랜드의 생물학적 독창성을 알리는 대사 역할을 한다. 이 동물의 고대적 형태와 뉴질랜드 섬에서의 생존 이야기는 전 세계 생물학자와 자연 애호가들의 관심을 끌며, 국가의 자연 보호 노력과 환경 정책에 대한 긍정적 이미지를 구축하는 데 기여한다.