메가네우라
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1. 개요
메가네우라는 석탄기에 존재했던 멸종된 곤충으로, 현존하는 잠자리의 조상 격인 거대잠자리류에 속한다. 날개 길이는 40~60cm에 달하며, 알려진 곤충 중 가장 큰 종에 속한다. 메가네우라는 다리에 가시가 있어 먹이를 잡는 데 사용했으며, 개방된 환경에서 생활하며 다른 곤충이나 작은 동물을 잡아먹는 육식성이었을 것으로 추정된다. 거대한 크기는 당시 대기 중 산소 농도가 높았거나, 포식자의 부재, 또는 수생 유충 단계의 환경 적응 등 여러 가설로 설명된다. 메가네우라는 프랑스에서 화석이 발견되었으며, 학명은 '거대한 날개맥'을 의미한다.
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| 메가네우라 - [생물]에 관한 문서 | |
|---|---|
| 개요 | |
 | |
 | |
| 분류 | |
| 학명 | Meganeura |
| 명명자 | Brongniart, 1885 |
| 상목 | Odonatoptera |
| 목 | †오오톤보목(Meganisoptera) (원시 잠자리목 Protodonata) |
| 과 | †메가네우라과(Meganeuridae) |
| 속 | †메가네우라속 Meganeura |
| 타입 종 | Meganeura monyi (Brongniart, 1884) |
| 종 | |
| 하위 종 | †Meganeura brongniarti †Meganeura monyi †Meganeura vischerae |
| 특징 | |
| 크기 | 날개 길이 약 32cm |
| 날개폭 | 65~75cm |
| 생존 시기 | |
| 시기 | 카시모프절(Kasimovian) - 그젤절(Gzhelian), 약 3억 500만년 전 ~ 2억 9900만년 전 |
2. 특징
메가네우라는 고생대 석탄기에 살았던 거대한 잠자리류 곤충으로, 거대 곤충의 대표적인 예시 중 하나이다. 하지만 다른 많은 고대 잠자리류처럼 화석 표본이 불완전하게 발견되었으며, 특히 머리 부분은 거의 알려진 바가 없다.
근연종인 Meganeurula|메가네우룰라und 및 Meganeurites|메가네우리테스und에 대한 연구를 통해, 메가네우라가 오늘날의 왕잠자리와 행동 방식이 유사하며, 숲보다는 탁 트인 개방된 환경에 적응해 살았을 것으로 추정된다.[14][2][10] 몸 크기에 비해 눈이 컸을 것으로 보이며, 다리의 경절과 부절에는 가시가 있어 비행 중 먹잇감을 효과적으로 붙잡는 '날아다니는 덫' 역할을 했을 것으로 생각된다.[14][2] 포식성(육식성)으로, 주로 다른 곤충이나 작은 양서류, 심지어 작은 척추동물까지 사냥했을 것으로 여겨진다.[4]
메가네우라를 포함한 석탄기의 일부 곤충들이 거대한 크기로 진화할 수 있었던 이유에 대해서는 당시 대기 중의 높은 산소 농도 때문이라는 설, 또는 척추동물 포식자의 부재 때문이라는 설 등 여러 가설이 존재한다.[9]
2. 1. 크기
메가네우라는 고생대 석탄기에 서식했던 거대한 잠자리류 곤충으로, 화석으로 발견된 곤충 중 가장 큰 종류 중 하나이다.[8] 비록 발견된 화석 표본이 불완전하지만, 대표종인 ''Meganeura monyi''와 근연종인 메가네우로프시스(Meganeuropsis), 메가티푸스(Megatypus) 등은 날개폭이 40cm에서 60cm를 넘었으며, 가장 큰 표본은 날개폭이 70cm 이상, 몸무게는 100g에서 150g 사이로 추정된다.[9][3] 이는 현존하는 가장 큰 잠자리보다 훨씬 큰 크기이다.
이렇게 거대한 크기로 진화할 수 있었던 배경에 대해서는 여러 가지 논쟁이 있다. 주요 가설로는 당시 대기 중의 높은 산소 농도와 밀도, 비행 능력을 갖춘 척추동물 포식자의 부재, 물 속에서 보내는 유충 시기의 환경 적응 등이 거론된다. 이러한 요인들이 복합적으로 작용했을 가능성이 높으며, 각 가설에 대한 자세한 내용은 아래 하위 문단에서 설명한다.
메가네우라는 현생 잠자리와 같은 정교한 공중 정지 비행 능력은 없었을 것으로 보이며, 날개를 간헐적으로 퍼덕이며 활공하는 방식으로 비행했을 것으로 추정된다.[8] 다리의 경절과 부절 부분에 가시가 있어, 이를 이용해 다른 곤충이나 작은 양서류, 척추동물 등을 공중에서 낚아채는 포식자였을 것으로 생각된다.[2][4] 주로 숲보다는 탁 트인 환경에서 서식했을 가능성이 높다.[10] 공학적 분석에 따르면, 큰 몸집 때문에 비행 시 과열되기 쉬웠을 수도 있다.[3]
2. 1. 1. 산소 농도 및 대기 밀도
석탄기의 곤충들이 어떻게 그렇게 큰 몸집을 가질 수 있었는지에 대해서는 여러 설명이 있으며, 그중 유력한 설명 중 하나는 당시 대기의 높은 산소 농도와 밀도이다.[16]곤충은 몸 속으로 산소를 직접 확산시키는 기관 호흡계를 가지고 있는데, 이 방식은 몸 크기에 물리적인 한계를 부여한다. 고대의 거대 곤충들은 이 한계를 넘어선 것으로 보이는데, 1911년 할레(Harlé)는 당시 지구 대기의 산소 농도가 현재(약 21%)보다 훨씬 높은 30-35%에 달했기 때문에 메가네우라와 같은 거대 곤충이 존재할 수 있었다고 처음 주장했다. 이 가설은 처음에는 동료 과학자들에게 받아들여지지 않았으나, 최근 거대화와 산소 가용성 사이의 관계에 대한 추가 연구를 통해 다시 주목받고 있다. 이 가설이 맞다면, 메가네우라 같은 거대 곤충들은 산소 농도 변화에 민감하여 현재의 대기 환경에서는 생존하기 어려웠을 것이다. 당시 양치식물의 대번성으로 대기 중 산소 농도가 높아진 것이 거대화의 배경으로 지목된다.[9]
하지만 다른 연구에서는 곤충이 단순히 확산에만 의존하는 것이 아니라, '기관의 빠른 압축과 확장 주기'를 통해 능동적으로 호흡한다고 밝혀냈다. 또한, 현생 곤충과 새의 비행 역학 분석을 통해 산소 농도뿐 아니라 대기 밀도 역시 곤충 크기의 상한선에 영향을 미친다는 점이 제시되었다. 높은 대기 밀도는 비행에 필요한 양력을 얻기 쉽게 만들어 거대 곤충의 비행을 도왔을 수 있다.
한편, 석탄기보다 산소 농도가 낮았던 페름기에도 메가네우라와 비슷한 날개폭을 가진 매우 큰 메가네우라과 곤충들이 존재했다는 점은 산소 농도만으로 거대화를 설명하기 어렵다는 반론의 근거가 된다. 그러나 이 페름기의 거대 날개 곤충들은 날개폭에 비해 몸무게는 현생 딱정벌레보다 가벼웠을 가능성이 제기되어, 진정한 의미의 '거대 곤충'으로 보기 어렵다는 재반론도 있다. 즉, 현생 근연종에 비해 상대적으로 컸을 뿐이라는 해석이다. 일부에서는 높은 산소 농도 외에, 당시 비행 능력을 갖춘 척추동물 포식자가 없었던 점 등 다른 요인이 거대화에 더 큰 영향을 미쳤을 것이라는 의견도 제시한다.[9]
2. 1. 2. 포식자의 부재
메가네우라를 포함한 메가네우라과 곤충들이 현생 근연종에 비해 거대했던 이유에 대한 또 다른 설명으로 포식자의 부재 가설이 있다. 이 가설에 따르면, 석탄기와 페름기에는 하늘을 나는 척추동물 포식자가 없었기 때문에 날개 달린 곤충들이 제약 없이 최대 크기로 진화할 수 있었다는 것이다. 특히, 식물을 먹는 고생물 나비목(Palaeodictyoptera)과 이들을 잡아먹는 포식자인 메가니소프테라목 사이에서 몸 크기를 키우려는 진화적 군비 경쟁이 벌어졌고, 이것이 곤충의 거대화를 더욱 가속화했을 가능성이 제기된다. 일부 연구자들은 메가네우라의 거대화가 당시 높았던 산소 농도보다는 이러한 포식 압력의 부재와 같은 다른 요인에 더 크게 기인한다고 보기도 한다.[9]2. 1. 3. 수생 유충 단계
메가네우라를 포함한 석탄기 곤충들이 거대해진 이유에 대한 또 다른 가설은 유충 시절과 관련이 있다. 이 가설에 따르면, 성충이 되어 육지 생활을 하기 전에 물 속에서 유충으로 지내는 동안, 당시 대기의 높은 산소 농도로부터 스스로를 보호하기 위해 몸집을 더 크게 키웠다는 것이다.[16][5]2. 2. 생태
근연종인 Meganeurula|메가네우룰라und와 Meganeurites|메가네우리테스und에 대한 연구에 따르면, 메가네우라는 오늘날의 왕잠자리와 비슷한 행동 양상을 보였으며, 숲보다는 탁 트인 개방된 환경에 적응하여 서식했던 것으로 보인다.[14][2][10] 주로 시냇물이나 연못 같은 수역 가장자리 근처에서 생활했을 것으로 추정된다.[4]
메가네우라는 몸 크기에 비해 눈이 컸을 것으로 보이며, 다리의 경절과 부절 부분에는 가시가 나 있어 비행 중 먹잇감을 효과적으로 잡아채는 '날아다니는 덫' 역할을 수행했을 것이다.[14][2] 포식성(육식성) 곤충으로서, 주로 다른 곤충이나 작은 양서류, 심지어 작은 척추동물까지 이 가시 달린 다리를 이용해 사냥했을 것으로 여겨진다.[4]
날개폭이 70cm가 넘는 가장 큰 표본의 경우, 그 질량이 100~150g에 달했을 것으로 추정된다.[15][3] 이는 알려진 곤충 중에서는 사상 최대 크기에 해당한다.[8] 하지만 날개맥 구조가 비교적 단순하여 현생 잠자리류처럼 정교한 공중 정지 비행은 어려웠을 것이며, 대신 날개를 간헐적으로 퍼덕이며 활공하는 방식으로 비행했을 가능성이 높다.[8] 또한, 몸 구조상 쉽게 과열될 수 있었을 것이라는 분석도 있다.[15][3]
3. 발견
프랑스 중부 알리에주 코망트리 (Commentry)의 그젤리아기 탄층에서 메가네우라 속의 모식종 화석 표본이 발견되었다. 1884년 브롱니아르(Brongniart)는 처음 이 화석을 ''Dictyoneura'' 속의 한 종인 ''Dictyoneura monyi''로 기재했으나, 1885년 이후에는 새로운 속인 메가네우라 속으로 다시 분류하여 ''Meganeura monyi''로 구별하였다[7].
4. 분류
''메가네우라''(Meganeuraeng)는 오돈아타목(Meganisopteraeng, 원(原)잠자리목 Protodonata라고도 함)에 분류되는 메가네우라과(Meganeuridaeeng)의 기준 속이다. 이 종류는 현생 잠자리(잠자리목 Odonataeng)는 아니지만, 잠자리 및 이와 유사한 몇몇 화석 곤충과 함께 오돈아토프테라 상목(Odonatopteraeng)을 이룬다[11]. 본 속과 같은 메가네우라과에 분류되는 거대 잠자리류에는, 그 외 메가네우롭시스(''Meganeuropsiseng'')와 메가네우룰라(''Meganeurulaeng'') 등이 알려져 있다[12].
5. 생존 시기
거대잠자리류는 전체적으로 석탄기부터 페름기 초기까지 생존했지만, 메가네우라 속의 확정적인 화석은 석탄기 그젤기에서만 발견된다.[12]
6. 명칭
학명 ''메가네우라''는 μεγας|메가스grc("큰")와 νευρον|네우론grc의 합성어이다. 따라서 '메가네・우라'로 끊어 읽는 것은 잘못된 독법이다. νευρον|네우론grc은 원래 "힘줄"을 가리키는 말이었으나, "신경"의 의미로 전용되었으며, 현대어 "뉴런"과도 같은 계열이다. 여기서는 "날개맥 (시맥)"을 가리키며, 학명은 "거대한 날개맥을 가진 것"이라는 뜻이다. 중국어에서는 분류학적으로 "거맥속(巨脈屬)", 일반적으로는 "거맥청정(巨脈蜻蜓)"이라고 부른다.
참조
[1]
논문
Flight in nature I: Take-off in animal flyers
2015
[2]
논문
Palaeozoic giant dragonflies were hawker predators
2018-08-14
[3]
논문
The engineering of the giant dragonflies of the Permian: revised body mass, power, air supply, thermoregulation and the role of air density
https://jeb.biologis[...]
2018-10-01
[4]
웹사이트
What is Meganeura?
https://www.allthesc[...]
2024-11-04
[5]
뉴스
Why Giant Bugs Once Roamed the Earth
http://news.national[...]
2011-08-09
[6]
웹사이트
PBDB Taxon
https://paleobiodb.o[...]
2024-06-05
[7]
서적
Les Insectes fossiles des terrains primaires : coup d'oeil rapide sur la faune entomologique des terrains paléozoïques, avec 5 planches en héliogravure
https://www.biodiver[...]
impr. J. Lecerf,
1885
[8]
서적
石炭紀・ペルム紀の生物
技術出版社
2014-08-25
[9]
논문
The Odonatoptera of the Late Permian Lodève Basin (Insecta)
https://revistas.ucm[...]
2008-01-01
[10]
논문
Palaeozoic giant dragonflies were hawker predators
https://www.nature.c[...]
2018-08-14
[11]
간행물
New basal Odonatoptera (Insecta) from the lower Carboniferous (Serpukhovian) of Argentina
https://www.research[...]
2016
[12]
웹사이트
Fossilworks: Meganeura
http://www.fossilwor[...]
2021-12-22
[13]
논문
[14]
논문
[15]
논문
https://jeb.biologis[...]
[16]
뉴스
http://news.national[...]
2017-07-20
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