석형류
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1. 개요
석형류(Sauropsida)는 척추동물 분류군으로, 19세기 토머스 헨리 헉슬리가 조류와 파충류의 유연 관계를 밝히면서 처음 사용되었다. 굿리치는 20세기 초 석형류를 도마뱀, 조류 및 그 친척들을 포함하는 개념으로 재정의했다. 석형류는 20세기 중반 계통 분류학의 발전과 함께 파충류와 조류를 포함하는 단계통군으로 사용되기 시작했다. 석형류는 약 3억 2천만 년 전 고생대 석탄기에 기저 양막류에서 진화했으며, 단궁류와 구조적 차이를 보인다. 석형류는 피부 분비선과 뇌 구조에서 단궁류와 다른 특징을 가지며, 현재는 중룡류와 파충류로 분류된다.
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네발동물은 척추동물 중 다리 또는 이와 유사한 부속 기관을 가진 동물을 지칭하며, 어류의 짝지느러미에서 진화하여 양서류, 파충류, 포유류, 조류 등으로 분류된다. - 1956년 기재된 화석 분류군 - 둔클레오스테우스
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엔나토사우루스는 페름기 후기에 살았던 멸종된 파충류로, 튼튼한 골격과 작은 두개골을 지니고 러시아와 유럽에서 화석이 발견되었으며, 초기 단궁류의 프로토로돈티아 그룹과 관련이 있다.
석형류 - [생물]에 관한 문서 | |
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개요 | |
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학명 | Sauropsida |
명명자 | Watson, 1956 |
이명 | 파충류 (Reptilia) |
화석 범위 | 후기 석탄기(펜실베이니아기) - 현재 |
하위 분류군 |
2. 역사적 분류
토머스 헨리 헉슬리는 조류가 공룡에서 기원했다는 의견을 제시하면서 '사우롭시다'(Sauropsida, "도마뱀 얼굴")라는 용어를 처음 사용하였다. 그는 주로 당시 알려지기 시작한 ''헤스페르오르니스(Hesperornis)''와 ''시조새(Archaeopteryx)'' 화석을 근거로 이 주장을 펼쳤다.[3] 1863년 영국 왕립 외과 대학 헌터 강연에서 헉슬리는 척추동물 강들을 포유류, 사우로이드, 익티오이드(후자는 무양막류)로 비공식적으로 분류했고, 이듬해 초, 후자의 두 그룹에 대해 사우롭시다와 익티옵시다(Ichthyopsida)라는 이름을 제안했다.[4] 그러나 헉슬리는 사우롭시다에 ''디키노돈''과 같은 포유류 계통(단궁류)의 그룹들을 포함시켜, 원래 정의에 따르면 오늘날 포유류 계통에 속하는 것으로 알려진 여러 그룹도 포함되었다.[5]
20세기 초, 남아프리카 공화국에서 발견된 페름기 단궁류 화석이 널리 알려지면서 고생물학자들은 단궁류의 진화를 훨씬 더 자세히 추적할 수 있게 되었다. 1916년 E. S. 굿리치는 도마뱀, 조류 및 그 친척들을 포함하는 의미로 '석형류(Sauropsida)'라는 용어를 사용하였으며, 이들을 포유류와 그 멸종된 친척들인 테롭시다(Theropsida, 현재는 일반적으로 단궁류로 대체됨)와 구별했다. 굿리치의 분류는 포유류가 아닌 단궁류(또는 적어도 이궁류)가 석형류에 속했던 헉슬리의 분류와는 다소 차이가 있다.[5]
굿리치는 각 그룹의 심장과 혈관의 특성, 그리고 전뇌의 구조와 같은 다른 특징들을 근거로 이러한 구분을 지지했다. 굿리치에 따르면, 두 계통 모두 초기 줄기 그룹인 원시도마뱀류(Protosauria, "최초의 도마뱀")에서 진화했는데, 여기에는 석형류/단궁류 분화 이전의 일부 고생대 양서류와 초기 파충류가 포함되었다.[5]
D. M. S. 왓슨은 사우롭시드와 시냅시드가 파충류 진화 초기에 분기되었다는 것을 관찰하고, 굿리치의 프로토사우리아를 두 그룹으로 나누었다. 그는 또한 조류와 포유류를 각각 제외하도록 사우롭시다와 테롭시다를 재해석하여 굿리치의 정의와는 다르게 측계통군으로 만들었다.[6]
계통 분류법의 발전으로 파충강은 계통군이 아닌 것으로 알려졌다. 파충류를 재분류하는 것은 계통 분류법의 주요 목표 중 하나였다.[8] 20세기 중반부터 Sauropsida라는 용어는 파충류와 포유류 사이의 분기점에서 시냅시드 측에 속하지 않는 모든 양막류 종을 포함하는 가지 기반 분류군 계통군을 나타내는 데 사용되었으며, 이 그룹은 현재 생존하는 모든 파충류뿐만 아니라 조류를 포함한다.[9][10]
2. 1. 헉슬리와 화석 간극
토머스 헨리 헉슬리는 조류가 공룡에서 기원했다는 의견을 제시하면서 ''사우롭시다''(Sauropsida, "도마뱀 얼굴")라는 용어를 처음 사용하였다. 그는 이 주장을 주로 당시 알려지기 시작한 ''헤스페르오르니스(Hesperornis)''와 ''시조새(Archaeopteryx)'' 화석을 근거로 삼았다.[3] 1863년 영국 왕립 외과 대학에서 행한 헌터 강연에서 헉슬리는 척추동물 강들을 생리적 특징의 차이와 세 그룹 사이에 존재한다고 여겨지는 전이 화석의 부재를 근거로 포유류, 사우로이드, 익티오이드(후자는 무양막류)로 비공식적으로 분류했다. 이듬해 초, 그는 후자의 두 그룹에 대해 사우롭시다와 익티옵시다(Ichthyopsida)라는 이름을 제안했다.[4] 그러나 헉슬리는 사우롭시다에 ''디키노돈''과 같은 포유류 계통(단궁류)의 그룹들을 포함시켰다. 따라서 원래 정의에 따르면, 사우롭시다는 오늘날 일반적으로 연관되는 그룹뿐만 아니라, 오늘날 포유류 계통에 속하는 것으로 알려진 여러 그룹도 포함했다.[5]2. 2. 굿리치의 재정의 (1916)
20세기 초, 남아프리카 공화국에서 발견된 페름기 단궁류 화석이 널리 알려지면서 고생물학자들은 단궁류의 진화를 훨씬 더 자세히 추적할 수 있게 되었다. 1916년 E. S. 굿리치는 도마뱀, 조류 및 그 친척들을 포함하는 의미로 '석형류(Sauropsida)'라는 용어를 사용하였다. 그는 이들을 포유류와 그 멸종된 친척들인 테롭시다(Theropsida, 현재는 일반적으로 단궁류로 대체됨)와 구별했다. 굿리치의 분류는 포유류가 아닌 단궁류(또는 적어도 이궁류)가 석형류에 속했던 헉슬리의 분류와는 다소 차이가 있다.[5]굿리치는 각 그룹의 심장과 혈관의 특성, 그리고 전뇌의 구조와 같은 다른 특징들을 근거로 이러한 구분을 지지했다. 굿리치에 따르면, 두 계통 모두 초기 줄기 그룹인 원시도마뱀류(Protosauria, "최초의 도마뱀")에서 진화했는데, 여기에는 석형류/단궁류 분화 이전의 일부 고생대 양서류와 초기 파충류가 포함되었다(따라서 진정한 석형류는 아님). 그의 개념은 변형된 다섯 번째 중족골을 그룹의 파생형질로 간주했다는 점에서 현대 분류와 달랐고, 이로 인해 수장룡류, 중룡류, 그리고 아마도 어룡류와 아레이오스켈리스류를 테롭시다에 배치하게 되었다.[5]
2. 3. 파충류 가계도의 상세화
D. M. S. 왓슨은 사우롭시드와 시냅시드가 파충류 진화 초기에 분기되었다는 것을 관찰하고, 굿리치의 프로토사우리아를 두 그룹으로 나누었다. 그는 또한 조류와 포유류를 각각 제외하도록 사우롭시다와 테롭시다를 재해석하여 굿리치의 정의와는 다르게 측계통군으로 만들었다.[6]이 분류는 로머의 ''척추 고생물학''에 따른 파충류 분류(Romer의 분류)[7]를 보완했지만, 눈 뒤 두개골 측면의 구멍인 ''관자창''의 위치에 따라 네 개의 아강으로 나누는 것만큼 인기를 얻지는 못했다.
2. 4. 계통 분류학적 정의
계통 분류법의 발전으로 파충강은 계통군이 아닌 것으로 알려졌다. 파충류를 재분류하는 것은 계통 분류법의 주요 목표 중 하나였다.[8] 20세기 중반부터 Sauropsida라는 용어는 파충류와 포유류 사이의 분기점에서 시냅시드 측에 속하지 않는 모든 양막류 종을 포함하는 가지 기반 분류군 계통군을 나타내는 데 사용되었다. 이 그룹은 현재 생존하는 모든 파충류뿐만 아니라 조류를 포함한다.[9][10]Sauropsida의 계통 분류 정의는 다음과 같다.
- 파충류의 전체군으로서의 Sauropsida: "포유류보다 파충류와 더 밀접한 관계를 가진 파충류와 다른 모든 양막류"(Gauthier, 1994).[2]
- 광의의 파충강과 동의어인 전체군으로서의 Sauropsida: "'Lacerta agilis'와 'Crocodylus niloticus'를 포함하지만, ''호모 사피엔스''는 포함하지 않는 가장 포괄적인 계통군"(Modesto & Anderson, 2004).[11]
- 광범위한 노드 기반 분류군 그룹으로서의 Sauropsida: "메소사우루스, 거북목과 디압시드의 마지막 공통 조상과 모든 그 후손"(Laurin & Reisz, 1995).[12]
3. 계통 발생
석형류는 약 3억 2천만 년 전 고생대의 석탄기에 기저 양막류에서 진화했다. 분자 계통학 연구에 따르면 거북은 이궁류 파충류에 속하며, 공룡상목 또는 렙토사우로모르파에 배치될 수 있다.[13][14][15][16][17][18][19]
석탄기 중기, 파충류 중에서 발생 초기 단계에 배아가 양막을 갖게 되어 육상 산란이 가능해진 유양막류가 나타났다. 이들은 물가를 떠날 수 없는 양서류와 달리 건조한 육상 생활에 완전히 적응하여 급속도로 분포를 넓혔다. 유양막류에는 포유류로 이어지는 단궁류와 파충류(조류 포함)로 이어지는 용궁류가 있었으며, 석탄기 중기에 이 둘이 분기된 것으로 보인다.
최근 연구에서는 역사적으로 렙토스폰딜리 파충류형류로 간주되는 미크로사우루스 분류군 레쿰비로스트라가 초기 석형류로 복원되었다.[22][23]
2024년 연구에서는 카프토린과와 아라에오스켈리디아를 관 양막류(단궁류와 석형류) 형성이 시작되기 전에 갈라진 자매 그룹으로 정의한다. 이 연구에서는 파라파충류가 다계통군이며, 일부 그룹은 다른 그룹보다 파충류의 관 그룹에 더 가깝다고 본다.[24]
3. 1. 분기도 (2013, M.S. Lee)
여기에 제시된 분기도는 석형류의 "계통수"를 보여주며, 2013년 M.S. Lee가 발견한 관계의 단순화된 버전을 따른다.[13] 모든 유전적 연구는 거북(이전에는 고대 ''무궁류'')이 눈 구멍 뒤에 어떤 두개골 구멍도 없지만, 이궁류 파충류라는 가설을 뒷받침해 왔다. 일부 연구에서는 거북을 공룡상목에 배치하기도 했지만,[13][14][15][16][17][18] 몇몇 연구에서는 거북을 대신 렙토사우로모르프로 분류하기도 했다.[19] 아래 분기도는 결과를 얻기 위해 유전적(분자) 데이터와 화석(형태학적) 데이터를 결합하여 사용했다.[13]양막류에서 갈라져 나온 석형류/파충류 (총 그룹)는 진파충류와 파라파충류로 나뉜다.
- 파라파충류는 밀러레티과, ''에우노토사우루스'', 란타노수쿠스과, 원두류, 파레이아사우로모르파, 원두류상과를 포함한다.
- 진파충류는 카프토린과와 로메리아류로 나뉜다.
- 로메리아류는 ''팔레오티리스''와 이궁류로 나뉜다.
- 이궁류는 아라에오스켈리디아와 신이궁류로 나뉜다.
- 신이궁류는 ''클라우디오사우루스''와 다른 분류군으로 나뉘고, 이 미명의 분류군은 다시 영기니형류와 관 파충류/사우리아로 나뉜다.
- 관 파충류/사우리아는 다시 범-렙토사우리아/렙토사우로모르파와 아르켈로사우리아/아르코사우로모르파 ''s. l.''로 나뉜다.
- 범-렙토사우리아/렙토사우로모르파는 쿠네오사우루스과와 렙토사우리아로 나뉜다. 렙토사우리아는 두개류(투아타라와 멸종된 친척)와 뱀목(도마뱀과 뱀)으로 나뉜다.
- 아르켈로사우리아/아르코사우로모르파 ''s. l.''는 범-거북류/판테스투디네스와 범-아르코사우리아로 나뉜다.
- 범-거북류/판테스투디네스는 원시장경류와 다른 분류군으로 나뉘고, 이 미명의 분류군은 다시 판상치류와 다른 분류군으로 나뉜다. 이 미명의 분류군은 다시 ''시노사우로스파르기스''와 다른 분류군으로 나뉘며, 이 미명의 분류군은 다시 ''오돈토켈리스''와 거북류로 나뉜다. 거북류는 ''원거북''과 거북목(거북류)으로 나뉜다.
- 범-아르코사우리아는 코리스토데라와 아르코사우로모르파 ''s. s.''로 나뉜다. 아르코사우로모르파 ''s. s.''는 원악어형류와 다른 분류군으로 나뉘며, 이 미명의 분류군은 다시 린코사우리아와 ''트릴로포사우루스''로 구성된 분류군, 그리고 아르코사우르형류(악어류, 조류, 공룡과 멸종된 친척)로 나뉜다.
3. 2. 대안적 계통 발생 (Laurin & Piñeiro, 2017; Modesto, 2019)
Laurin & Piñeiro (2017)와 Modesto (2019)는 기저 석형류의 대체 계통 발생을 제안했다. 이 계통수에서 파라파충류는 거북을 포함하며 비-아라에오스켈리디안 이궁류와 밀접하게 관련되어 있다. 바라노포스과는 다른 연구에서는 단궁류에 포함되지만, Modesto는 석형류 그룹으로 간주한다.[20][21]

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4. 단궁류와의 구조적 차이
석형류와 단궁류의 마지막 공통 조상은 석탄기인 약 3억 2천만 년 전에 살았던 파충형류이다. 석형류는 단궁류와 뇌 구조에서 현저한 차이를 보인다.
4. 1. 체온 조절 및 분비
초기 단궁류는 양서류 조상으로부터 피부에 많은 분비선을 물려받았다. 이 분비선은 단궁류에서 땀샘으로 진화하여 일정한 체온을 유지할 수 있게 되었지만, 증발로부터 물을 절약할 수 없게 되었다. 게다가, 단궁류가 질소성 노폐물을 배출하는 방식은 요소를 통하며, 이는 독성이 있어 배출하기 위해서는 물에 녹여야 한다. 불행히도 다가오는 페름기와 트라이아스기는 건조한 시기였다. 결과적으로 초기 단궁류 중 극히 일부만이 오늘날의 남아프리카에서 남극 대륙에 이르는 지역의 육상에서 살아남았다. 단궁류와 달리, 사우롭시다는 피부에 그러한 분비선이 없다. 질소성 노폐물 배출 방식은 요산을 통하며, 이는 물을 필요로 하지 않고 대변과 함께 배설될 수 있다. 그 결과 사우롭시다는 모든 환경으로 확장하여 정점에 도달할 수 있었다. 오늘날에도 건조한 환경에서 사는 대부분의 척추동물은 사우롭시다, 예를 들어 뱀과 사막 도마뱀이다.4. 2. 뇌 구조
석형류의 대뇌는 신피질이라고 불리는 6개의 다른 신경 세포층으로 피질을 갖는 단궁류와는 완전히 다른 구조를 가지고 있다. 고전적인 관점에서 대뇌의 해당 구조는, 단궁류의 신피질은 조류 뇌의 원피질과만 상동성을 가진다. 그러나 1960년대 이후 나타난 현대적 관점에서는, 행동 연구를 통해 조류의 신선조체와 과선조체가 시각, 청각 및 신체 감각의 신호를 수신할 수 있다는 것이 밝혀졌는데, 이는 이들이 신피질과 유사하게 작용한다는 것을 의미한다.[25] 조류의 뇌를 포유류의 뇌와 비교하여, Karten (1969)이 제안한 핵-층 가설에 따르면, 단궁류의 신피질에서 층을 형성하는 세포들은 유형별로 개별적으로 모여 여러 개의 핵을 형성한다. 단궁류의 경우, 진화 과정에서 새로운 기능이 적응될 때마다 별도의 피질 영역에 할당되므로, 각 기능에 대해 단궁류는 별도의 피질 영역을 개발해야 하며, 해당 특정 피질의 손상은 장애를 유발할 수 있다.[25] 그러나 석형류의 경우 기능이 분해되어 모든 핵에 할당된다. 이 경우, 뇌 기능은 석형류에게 매우 유연하며, 작은 뇌를 가지고도 많은 석형류가 포유류에 비해 상대적으로 높은 지능을 가질 수 있는데, 예를 들어 까마귀과의 조류가 그렇다. 따라서 거대한 몸집에 비해 작은 뇌를 가진 ''티라노사우루스''와 같은 일부 비조류 공룡들이 이전에 생각했던 것보다 더 지능적이었을 가능성이 있다.[26]5. 분류
석형류는 다음과 같이 분류된다.
세각류 †
양기나류 †
어룡류 †
용(사우리아)류
* 인룡형류
** 기룡류 †
*** 판치류 †
*** 위룡류 †
*** 사경룡류 †
** 인룡류
*** 옛도마뱀목 : 옛도마뱀
*** 유린류 : 도마뱀, 뱀
* 주룡형류
** 프로라케르타목 †
** 거북류 - 분자계통학적으로 악어 등과 근연
** 주룡류
*** 크루로타르시류
악어형류
* 악어목
*** 조경류
익룡목 †
공룡상목 - 조류 제외 멸종
* 용반류
** 조류
* 조반류 †
5. 1. 상위 분류
양막류에는 카시네리아와 웨스트로티아나가 속하는데, 이들은 소속 분류군이 불분명한 초기 양막류이다.[1]5. 2. 하위 분류
세각류 †
양기나류 †
어룡류 †
용(사우리아)류
* 인룡형류
** 기룡류 †
*** 판치류 †
*** 위룡류 †
*** 사경룡류 †
** 인룡류
*** 옛도마뱀목 : 옛도마뱀
*** 유린류 : 도마뱀, 뱀
* 주룡형류
** 프로라케르타목 †
** 거북류 - 현재는 분자계통학에서 악어 등과 근연으로 여겨짐
** 주룡류
*** 크루로타르시류
악어형류
* 악어목
*** 조경류
익룡목 †
공룡상목 - 조류를 제외하고 멸종
* 용반류
** 조류
* 조반류 †
참조
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논문
The Making of Calibration Sausage Exemplified by Recalibrating the Transcriptomic Timetree of Jawed Vertebrates
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서적
Collected Essays IV
2023-03-16
[4]
간행물
The Structure and Classification of the Mammalia
http://aleph0.clarku[...]
Huxley Archives
2023-03-16
[5]
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On the classification of the Reptilia
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On Millerosaurus and the early history of the sauropsid reptiles
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Sister group relationship of turtles to the bird-crocodilian clade revealed by nuclear DNA-coded proteins
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Extended mitogenomic phylogenetic analyses yield new insight into crocodylian evolution and their survival of the Cretaceous–Tertiary boundary
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From reptilian phylogenomics to reptilian genomes: Analyses of c-Jun and DJ-1 proto-oncogenes
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MicroRNAs support a turtle + lizard clade
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2020-12-29
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Hidden morphological diversity among early tetrapods
https://www.nature.c[...]
2017-06
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Infernovenator steenae, a new serpentine recumbirostran from the 'Mazon Creek' Lagerstätte further clarifies lysorophian origins
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Successive climate crises in the deep past drove the early evolution and radiation of reptiles
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Comparative and Evolutionary Aspects of the Vertebrate Central Nervous System
[26]
논문
Avian brains and a new understanding of vertebrate brain evolution
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