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거북이 등껍질은 어떻게 진화했을까요?
KISTI 과학향기 제1910호 2024년 08월 19일
자막
오돈토켈리스 세미테스타세아를 만나보세요.
트라이어시 후기의 이 작은 생물은 늪에서 뒹굴며 나날을 보냅니다.
다른 파충류들과 함께요.
표면 아래에는 공격에 대한 최상의 방어 수단이 있습니다.
배에 딱딱한 껍질이 있어요.
오돈토켈리스는 거북이의 초기 조상입니다.
반껍데기 몸체는 현대 거북이에 대한 중요한 정보입니다.
별도로 발달하는 두 개의 껍데기를 가지고 있습니다.
반면에 거북이는 여전히 배아입니다.
둘 다 동물의 골격을 확장한 거예요.
그들은 대략 60개의 뼈로 만들어졌습니다.
다른 배아들처럼요.
거북이 배아는 미분화 세포로 만들어집니다.
특정 세포 유형이 되는 거죠.
그리고 장기와 조직도요.
유전자와 세포간의 의사소통을 통해서요.
처음에 거북이 배아는 다른 파충류, 새들, 그리고 포유류들
배아와 매우 비슷해 보입니다.
수맥 능선이라고 불리는 세포가 불룩하게 생긴 것만 빼면요.
산등성이는 목과 등 아래 사이의 몸 주위를 따라 확장됩니다.
이는 디스크 모양을 만듭니다.
그것은 갈비가 될 세포들을 끌어들이면서
카라파스라고 불리는 거북이 껍데기의 윗부분의 형성을 안내합니다.
갈비뼈는 아래쪽으로 구부려 일반적인 갈비뼈 모양을 만드는 대신
카라파시알 능선을 향해 바깥쪽으로 이동합니다.
그런 다음, 주변의 세포를 뼈로 형성되는
세포로 바꾸는 신호 단백질을 분비합니다.
이 50개의 뼈들은 만나 봉합될 때까지 자랍니다.
뼈의 고리가 카라파스의 가장자리를 굳힙니다.
피부 세포의 바깥 층은
캐러패스를 덮고 있는 비늘을 만들어냅니다.
껍데기의 아랫부분인 플라스트론의 발달은
신경 파고 세포에 의해 추진되는데
신경 세포, 연골, 뼈를 포함한 다양한 종류의
세포들을 생산할 수 있습니다.
이 세포들의 두꺼운 방패는
9개의 판과 같은 뼈를 만들어 내는 구역에서 배 전체에 퍼집니다.
결국 봉합에 의해 캐러패스와 연결됩니다.
거북이의 껍질은 포식자로부터 보호하는데 분명한 장점이 있습니다.
하지만 단단한 케이스는 또한 몇 가지 문제를 야기합니다.
거북이가 자라면서,
캐러패스와 플라스트론의 뼈 사이의 봉합이 퍼졌습니다.
대부분의 포유류와 파충류는 숨쉴 수 있도록
확장되는 유연한 늑골 우리에 의존합니다.
하지만 거북이들은 대신 껍질에 부착된 복근을 사용합니다.
하나는 숨을 들이쉬고, 다른 하나는 숨을 내쉬는 것입니다.
그렇다면 어떻게 진화했을까요?
화석 기록에는 아직 공백이 있습니다.
첫 번째 단계는 갈비뼈를 두껍게 한 것 같습니다.
가장 오래된 거북이 조상은
'은오토사우루스 아프리카누스'라고 불리는 생명체입니다.
2억 6천만 년 전에 살았고 현대의 거북이처럼 보이지 않았지만
강력한 팔뚝의 근육을 고정시키는
넓고 평평한 갈비 세트를 가지고 있었습니다.
은오토사우루스는 남부 아프리카에서
스스로 집을 파는 생명체였을 것입니다.
오돈토슐리의 세미테스타샤는 거북이 진화의 또 다른 단계를 보여주는데
두꺼운 갈비와 보호를 위한 배꼽판을 가지고 있습니다.
현대의 거북이들의 껍데기 특징에 대한 첫 번째 화석 증거는
약 2억 1천만년 전의 것으로
늑골이 융합된
프로가노클리 퀀스테디라는 종에 속합니다.
프로가노클레스는 물과 육지 사이를 오갈 수 있습니다.
현대의 거북이들과는 달리 머리를 등껍질에 집어넣을 수는 없었지만,
목에 방어용 가시가 달려 있었습니다.
현대의 거북이 껍질은 거북이의 종 만큼이나 다양합니다.
바다거북은 물속에서 미끄러지기 위해 평평하고 가벼운 껍질을 가지고 있습니다.
한편, 육지에 사는 거북이들은
포식자의 턱에서 빠져나와 넘어지면 제자리로 돌 수 있도록 도와주는
둥근 껍질 가지고 있습니다.
가죽과 부드러운 껍데기를 가진 거북이들은
등뼈의 고리가 없는 껍질이거나
칼날을 덮고 있는 거친 껍질을 가지고 있습니다.
좁은 공간에 더 쉽게 비집고 들어갈 수 있도록 합니다.
번역자: Jun Woo Park
영상: TED-Ed
출처: https://www.youtube.com/watch?v=W9wAfqBd_T0
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