물리학

티라노사우루스 렉스는 커다란 머리, 거대하고 근육질의 턱, 칼 같은 이빨로 유명합니다. 고생물학자들은 이 무시무시한 포식자가 의심하지 않는 먹이를 쉽게 잡아먹을 수 있었다고 생각합니다. Stephan Lautenschlager의 연구에 따르면 눈의 눈구멍 모양도 마찬가지로 중요하다고 합니다[1]. 영국 버밍엄 대학의 고생물학자는 공룡 및 관련 종의 400개가 넘는 두개골의 눈구멍 모양을 분석한 결과 티라노사우루스와 같은 육식 공룡이 타원형 구멍을 통해 세상을 노려보고 있다는 사실을 발견했습니다. 시뮬레이션에 따르면 이러한 길쭉한 구멍을 통해 T. rex의 두개골이 선사 시대 생물이 씹을 때 발생하는 상당한 무는 힘을 견딜 수 있었을 것입니다.

연구를 위해 Lautenschlager는 얼굴 인식 기술의 기술을 사용하여 공룡 두개골 샘플에서 각 눈구멍의 윤곽선 모양을 특성화했습니다. 그런 다음 이러한 모양을 유한 요소 분석 도구(물체가 힘에 어떻게 반응하는지 예측하는 데 일반적으로 사용되는 방법)를 사용하여 분석하여 물림에서 발생하는 다양한 응력을 받을 때 모양이 어떻게 변형되는지 확인했습니다.

눈구멍 모양을 고려하여 Lautenschlager는 그의 연구에 있는 대부분의 종들이 인간의 두개골에서 관찰되는 둥근 눈구멍 윤곽과 유사한 원형 구멍을 통해 보인다는 것을 발견했습니다. 티렉스(T. rex)와 남극에서 발견되는 육식 공룡인 스코르피오베네이터(Skorpiovenator)를 포함한 몇몇 종은 단순한 타원체에서 잎 모양 패턴에 이르기까지 더 특이한 모양의 소켓 윤곽을 가지고 있습니다. "Skorpiovenator 눈 소켓은 본질적으로 두 개로 분리되어 있습니다"라고 Lautenschlager는 말합니다.

특이한 눈구멍 윤곽을 가진 공룡들 사이의 공통점을 찾던 ​​Lautenschlager는 그들이 모두 몸 크기에 비해 큰 두개골을 가진 육식 공룡이라는 것을 발견했습니다. 물릴 때, 이 정점 포식자의 턱은 약 50,000뉴턴의 힘으로 서로 찰칵 소리를 냅니다. Lautenschlager의 분석에 따르면 결과적인 두개골 응력으로 인해 눈구멍이 원형 윤곽으로 변형될 수 있습니다. 그러한 소켓을 가진 가상의 T. rex는 가장 변형된 부위에서 더 두꺼운 뼈를 발달시켰을 것입니다. "그것은 두개골을 훨씬 더 무겁게 만들거나 다른 조직의 공간에 영향을 미쳤을 것입니다"라고 그는 말합니다. 대조적으로, 윤곽이 긴 소켓은 변형이 훨씬 덜 발생합니다. "육식동물은 [물린 것과 관련된] 힘을 견딜 수 있는 소켓을 진화시킨 것 같습니다."

공룡 거대괴수의 두개골 적응은 그다지 예상치 못한 일이 아니라고 Lautenschlager는 인정했지만, 그의 분석은 한 가지 놀라운 결과를 낳았습니다. 부모와는 달리, 새끼 T.rex는 원형 윤곽이 있는 소켓을 갖고 있으며 고생물학자들이 T.rex가 성체로 전환한 것으로 간주하는 나이인 약 10세가 되어서야 길쭉한 모양의 소켓만 발달했습니다. "이것은 아기 T. rex가 안정적인 소켓이 필요하지 않았다는 것을 암시합니다"라고 그는 말합니다. 이 발견은 T.rex 청소년과 성체의 식단이 다르다는 것을 시사하는 다른 연구와 관련이 있습니다.

연구자들은 공룡, 새, 악어를 포함하는 동물 그룹인 지배파충류의 독특한 눈구멍 모양을 오랫동안 알고 있었습니다. 그러나 이전 연구에서는 주로 안구 직경을 조사했거나 지배파충류의 한 하위 집합에 초점을 맞추었다고 메릴랜드 대학교 칼리지 파크의 고생물학자인 토마스 홀츠(Thomas Holtz)는 말합니다. "이번 [새로운 연구]는 지배파충류의 눈 크기와 모양의 진화에 대해 이전에 수행된 것보다 훨씬 더 포괄적으로 조사되었습니다."라고 Holtz는 말합니다. 그는 특히 Lautenschlager가 분석에 다양한 증거를 포함시킨 것에 깊은 인상을 받았습니다. "해부학적 구조에서 발견되는 특정 모양에 대한 합리적이고 수학적으로 뒷받침되는 설명을 찾는 것은 좋은 일입니다."라고 그는 말합니다.

– 캐서린 라이트

Katherine Wright는 Physics Magazine의 부편집장입니다.

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