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상어 이빨

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목차

1. 개요

상어 이빨은 상어의 종과 먹이에 따라 다양한 형태와 기능을 가지며, 먹이를 부수거나, 잡거나, 물어뜯는 데 사용된다. 상어 이빨은 치밀하고 편평하거나, 바늘 모양, 뾰족한 아랫니와 삼각형 윗니, 또는 기능이 없는 형태로 진화해왔다. 상어의 이빨은 화석으로 발견되어 진화 연구에 활용되며, 과거에는 뱀의 혀로 여겨져 해독제로 사용되기도 했다. 상어 이빨은 오늘날에도 종 식별, 개체 구별, 그리고 상어의 생활사 연구에 중요한 자료로 활용된다. 또한, 과거에는 무기, 도구, 장식품 등으로 사용되기도 했다.

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상어 이빨
개요
회색 암초 상어의 위쪽 이빨의 확대 사진
회색 암초 상어의 위쪽 이빨의 확대 사진
특징상어는 일생 동안 많은 이빨을 잃어버리며, 이빨은 상어의 턱 안쪽에서 자라나 턱을 따라 이동한다.
상세 정보
구성상어 이빨의 구성 요소는 불화인회석 결정체이다.
불화인회석은 매우 강하여 산에 잘 견딘다.
표면상어 이빨의 표면은 96~99%의 무기질로 구성되어 있다.
이것은 사람의 뼈가 65%의 무기질을 갖는 것과 대조적이다.
경도상어 이빨의 경도는 척추동물 중에서 가장 높다.
교체율상어의 이빨 교체율은 종과 먹이에 따라 다르다.
이빨 수명레몬 상어의 이빨은 2~3주 동안 유지된다.
괭이상어는 1년에 이빨 전부를 교체한다.
일부 종은 일생 동안 30,000개 이상의 이빨을 생산한다.
고대 상어
역사가장 오래된 상어 화석은 4억 5천만 년 전으로 거슬러 올라간다.
기타 정보
용도과거에는 혀돌이라고 불리며, 독을 중화시키고 정화하는 힘이 있다고 믿었다.
상어 이빨은 또한 장신구와 도구로 사용되었다.

2. 유형과 기능

상어는 매우 다양한 분화된 생물 집단이다. 종별로 고도로 전문화되어 크기와 모양, 생활 유형이 제각각이며, 이빨 역시 이러한 다양성에 맞게 형태와 기능이 분화되었다.[38] 상어 이빨의 형태는 일반적으로 먹이가 무엇인가에 따라 달라진다.[38]


  • 먹이를 부수어 먹는 경우: 치밀하고 편평한 이빨
  • 먹이를 단번에 잡는 경우: 긴 바늘처럼 뾰족한 이빨
  • 먹이를 물어 뜯어야 하는 경우: 윗턱에는 톱니 모양의 삼각형 이빨, 아랫턱에는 먹이를 물기 위한 뾰족한 이빨
  • 훝어서 빨아들이는 먹이를 먹는 경우: 이빨이 아주 작거나 아예 없는 경우도 존재[38]


1901년 이스트먼이 그린 상어 이빨

2. 1. 치밀하고 편평한 이빨

상어는 매우 다양하게 분화된 생물 집단이다. 종별로 고도로 전문화되어 크기와 모양, 생활 유형이 제각각이며, 이빨 역시 이러한 다양성에 맞게 형태와 기능이 분화되었다.[38]

두개의 껍질을 지닌 조개나 갑각류 같은 먹이를 먹는 상어는 딱딱한 부분을 부수기 위해 치밀하고 편평한 이빨을 쓴다. 이런 종류의 상어로는 너스상어와 전자리상어가 있고 대부분 바다 밑바닥에서 산다.[9]

2. 2. 바늘 모양의 이빨

상어 이빨의 형태는 먹이에 따라 달라진다. 예를 들어, 먹이를 단번에 잡기 위해서는 긴 바늘처럼 뾰족한 이빨이 필요하다.[38] 데본기인 4억 년 전 무렵에 살던 최초의 상어들은 바늘 모양의 이빨을 지녔었다. 좁고 미끄러운 몸을 가진 중간 크기의 물고기를 사냥하기 알맞았다. 오늘날 이런 이빨을 지닌 상어로는 청새리상어와 황소상어가 있다. 이 상어들은 이빨로 오징어, 가자미, 가오리 같은 물고기뿐만 아니라 심지어 귀상어와 같은 작은 상어도 잡아 먹는다.[39]

2. 3. 뾰족한 아랫니와 삼각형 윗니

상어 이빨 가운데 뾰족한 아랫니와 삼각형 윗니의 조합은 덩치가 큰 포유류나 물고기를 먹이로 삼는 상어에게서 볼 수 있다. 삼각형의 윗니에는 톱니가 있어서 큰 덩어리의 먹이를 더 잘게 자르기 쉽다.[12] 이러한 이빨을 가진 가장 유명한 상어는 백상아리로 바다사자, 돌고래, 다른 상어, 심지어 작은 고래도 잡아 먹는다.[11]

백상아리의 윗니

2. 4. 기능이 없는 이빨

플랑크톤을 먹는 돌묵상어와 고래상어 같은 상어의 이빨은 크게 퇴화하여 기능하지 않는다.[11] 이 상어들은 입을 벌려 작은 유기체가 빨려 들어가게 하여 전혀 이빨을 사용하지 않고 먹이를 여과 섭식한다. 대신 아가미를 통해 물을 통과시키면서 먹이를 걸러낸다.[11] 돌묵상어는 입을 벌리고 먹이를 향해 헤엄쳐 가면서 먹이를 걸러 먹는다.[12] 이 과정을 통해 상어는 매일 수백 파운드의 동물성 플랑크톤을 성공적으로 먹을 수 있다.[12] 고래상어는 아가미 덮개에 있는 여과기를 사용하여 크릴과 다른 먹이를 입으로 쓸어 넣은 후 아가미 틈새에서 걸러 먹는다.[12]

2. 5. 과도기 치아

상어는 매우 다양하게 분화된 생물 집단이다. 종별로는 고도로 전문화되어 크기와 모양, 생활 유형이 제각각이며, 이빨 역시 이러한 다양성에 맞게 형태와 기능이 분화되었다.[38]

진화 과정에서 과도기에 있는 상어는 공통 조상의 특징과 분화된 자손의 특징을 모두 보이기 때문에 이빨 분류가 어렵다. 예를 들어 카르차로클레스 아우리쿨라투스(''Carcharocles auriculatus,'' 3500만 년 전~2500만 년 전)는 카르차로클레스 앙구스티덴스(''Carcharocles angustidens'', 3300만 년 전 - 2200만 년 전)로 종 변화를 겪었는데 이후 메갈로돈과 같은 거대 육식 상어로 이어지는 과도기에 있었기 때문에 두 종을 명확히 구분하는 것은 매우 어렵다.

이빨 화석을 분석하면 마이오세에서 플리오세까지 있었던 대형 청상아리인 코스모폴리토두스에서 백상아리가 진화한 것을 알 수 있다. 코스모폴리토두스 이빨은 보다 평평하고 넓은데 톱니는 뿌리 끝에만 면류관처럼 있을 뿐 끝쪽에는 없다. 백상아리는 보다 날카롭고 톱니가 뿌리에서 끝까지 발달한 이빨을 지니고 있다. 한 종이 다른 종으로 진화하면서 이빨은 분류하기 어려워질 수 있으며, 두 종의 특징을 모두 나타낼 수 있다. 예를 들어 ''오토두스 아우리쿨라투스''가 ''O. 안구스티덴스''로 진화하면서 나타나는 이빨은 어느 종에서 왔는지 정확히 식별하기 어렵다.

흔히 언급되는 전환은 멸종된 거대 상어인 ''이수루스 하스탈리스''가 백상아리, 즉 ''카르차로돈 카르카리아스''로 진화하는 것이다. 이 두 종 사이의 전환을 나타내는 것으로 여겨지는 이빨이 존재한다. 이러한 이빨은 ''카르차로돈'' 속에서 발견되며, 멸종된 거대 상어의 넓고 평평한 치관이 특징이다. 그러나 뿌리 근처에서 더 두드러지고 이빨 끝으로 갈수록 사라지는 부분적이고 희미한 톱니 모양을 보인다. 톱니는 백상아리에게서 발견되지만 멸종된 거대 상어에게서는 발견되지 않는다.

3. 메갈로돈의 이빨

미국 노스캐롤라이나 주 오로라에 있는 리 크릭 광산에서 발견된 메갈로돈의 이빨.


메갈로돈의 이빨은 멸종된 상어와 현존하는 상어를 통틀어 세계에서 가장 크다. 메갈로돈은 올리고세 후기에서 신제3기 시대인 약 2800만 년 전부터 1500만 년 전까지 살았으며, 최대 몸길이는 18.29m에 달했다.[40] 메갈로돈 이빨은 가장 작은 것이 1.2cm이며, 가장 큰 것은 17.7cm가 넘는다. 9cm~11cm 크기의 이빨이 비교적 흔하게 발견되며, 12cm를 넘는 것은 드물다. 메갈로돈 이빨은 수집가들 사이에서 비싼 가격에 거래되는데, 특히 큰 이빨은 3000USD에 팔리기도 한다.[41],[14]

''오토두스 메갈로돈''(Otodus megalodon)의 이빨은 멸종 여부와 관계없이 모든 상어 중에서 가장 크며, 세계에서 가장 인기 있는 상어 이빨 중 하나이다. 이 상어는 올리고세 후기와 신생대에 걸쳐 약 2,800만 년 전부터 150만 년 전까지 살았으며, 최대 18m까지 자랐다.[13] 작은 이빨(8.89cm~11.43cm)이 더 흔하게 발견되며, 12.7cm가 넘는 이빨은 드물다.[13] 이 이빨은 수집가와 개인 투자자들 사이에서 수요가 매우 높으며, 크기와 손상 정도에 따라 높은 가격에 거래될 수 있다.[13]

4. 이빨의 수와 배열

분류학에서 상어 이빨은 턱 선을 따라 놓인 이빨들인 치열과 턱의 앞쪽에서 안쪽으로 배열된 이빨의 계열을 센다.[19] 단일 치열은 턱 앞쪽에 하나 이상의 기능성 치아를 포함하고, 그 뒤에 여러 개의 대체 치아가 있다.[20] 상어 이빨은 턱에 박혀 있지 않고 별도의 치아판에서 자라기 때문에 떨어져 나가도 계속 새로운 이빨이 생겨난다.[47] 가장 앞쪽 이빨을 기준으로 그 뒤에 줄지어 난 예비 치아들을 묶어 치아 순서를 셀 수 있는데, 가장 앞쪽 이빨이 가장 크고 오래된 것이고 제일 뒤쪽 이빨이 갓 만들어진 것이다.[48]

메갈로돈 아래턱. 4줄의 치열과 4개의 치아 순서가 표시되어 있다. 치열 1은 가장 앞쪽 이빨로 가장 크며 실제 사용하는 이빨이다. 시간이 흐르면 치열 1의 이빨들은 떨어져 나가고 치열 2의 이빨이 자라나 사용된다.


예를 들어, 황소상어의 턱은 7개의 계열에 50개의 치열을 가질 수 있으며, 가장 바깥쪽 계열이 기능적이다. 대부분의 상어는 5개의 계열을 가지며 평균적으로 각 턱에 약 15개의 치열을 갖는다.[17] 턱의 두 부분이 만나는 부위인 결합 부위의 작은 이빨은 일반적으로 양쪽의 주 이빨과 별도로 계산된다. 상어는 일주일에 최소 한 개의 이빨을 잃는 것으로 알려져 있지만, 치열과 계열의 특정 배열로 인해 잃어버린 이빨은 하루 안에 교체될 수 있다.[17]

5. 연구와 식별

대부분의 상어는 이빨의 수와 모양을 통해 종을 식별할 수 있다. 흉상어 같은 상어는 개체마다 고유한 배열을 갖고 있어서 개체를 구별하는 데 사용하기도 한다. 상어 이빨 화석 역시 종의 구별이 가능하며 진화를 연구하는 재료로 쓰인다.[49] 이처럼 상어 이빨은 상어에 대한 다양한 정보를 제공하지만, 대부분의 화석은 한 종에서 나온 것이 아니라 다양한 종류의 상어들에게서 떨어져 나와 섞인 것이기 때문에 이를 구별하고 연구하는 일은 매우 복잡한 작업이다.[42]

학자들은 상어의 생활사를 연구하고 서식 분포를 알아내기 위해 분자에 기반한 기술을 사용한다. 예를 들어 오늘날 살아있는 상어에게서 나온 이빨이라면 미토콘드리아 DNA를 추출하여 분석할 수 있다.[50] 상어 이빨의 법랑질에는 플루오린이 칼슘과 결합한 플루오린화 인산칼슘 구조가 있어 스스로 충치를 예방한다.[51] 과학자들은 이를 연구하기 위해 상어 이빨 표면에서 시료를 채취한다.[52] 상어 이빨을 연구하고 조사하면 상어의 먹이 행동, 진화적 변화 및 메커니즘에 대한 이해가 높아진다.[25]

6. 화석 발견과 보존

상어 이빨 화석은 아무 암석에서나 나오는 것이 아니다. 모든 화석은 퇴적물과 함께 덮여 퇴적암 속에 묻히게 된다.[40] 상어 이빨 역시 한때 바다였던 지역의 퇴적암에서 발견되며 지층의 연대로 이빨의 주인인 상어가 살았던 시기를 결정한다.[42] 상어 이빨이 발견되는 대표적인 지층은 백악기 후세와 제3기 사이의 것이다.[43] 상어의 입에서 떨어져 나간 이빨이 화석이 되려면 약 10,000년 정도가 걸린다. 화석화가 진행되면 물질 치환이 일어나기 때문에 상어 이빨 화석은 살아있는 상어의 흰색이 아니라 어두운 색을 띤다. 이빨 위로 퇴적물이 덮이면서 산소와 세균이 이빨을 공격하여 부패시키는 것을 막는다.[44]

강바닥이나 사구, 해변과 같은 곳에서 발견된 상어 이빨 화석은 끊임없이 풍화를 겪어 닳는다. 주위의 모래나 자갈과 계속 부딪히기 때문이다. 그러나 지층 깊은 곳에 있는 화석은 거의 원래 모양 그대로 발견된다. 하지만 상어 이빨 화석은 단단하지 않기 때문에 세심한 주의를 기울이지 않으면 발굴 과정에서 깨지기 쉽다.[43] 뼈와 이빨이 화석화되는 과정에서 만들어지는 인산염 층이나 점토가 퇴적하여 변성된 고령석 층에서 주로 발견된다. 플로리다주 중부의 포크 카운티에 있는 본 벨리의 인산염 광산이 유명하다. 이곳에서 발견되는 상어 이빨 화석은 3000만 년 전~1000만 년 전의 것이다.[40] 뉴칼레도니에서는 어부와 상선이 메갈로돈 이빨을 캐기 위해 해저를 준설하였으나 나중에 금지되었다. 조지아주는 상어 이빨이 매우 자주 발견되자 1976년 상어 이빨을 주의 공식 화석으로 결정했다.[45] 한국에서는 2011년 5월 울진군 앞바다에서 10cm가 조금 넘는 메갈로돈 이빨 화석이 발견되었다.[46]

7. 발견의 역사

팔레스타인 남부에서 발견된 스카파노르힌추스 텍사누스의 이빨 화석.


상어 이빨 화석에 대한 가장 오래된 기록은 월식이 일어나는 동안 하늘에서 삼각형의 물체가 떨어졌다고 믿었던 대 플리니우스의 것이다.[53]

르네상스 시대에는 암석층에 묻혀있는 삼각형 모양의 커다란 상어 이빨 화석을 용이나 뱀의 혀가 돌로 굳어진 것이라 믿어 글로소페트래(Glossopetrae, 설석)이라 불렀고 독을 해독하는 치료제로 여겼다. 이러한 믿음이 오래 지속되어 뱀에게 물린 상처에 사용되었고, 왕족과 귀족들은 설석을 펜던트로 착용하거나 주머니에 행운의 부적으로 넣고 다녔다. 설석의 효과는 미신이었지만 이를 찾는 수요는 고생물학의 발전에 영향을 주었다.[54]

1611년 이탈리아의 자연철학자 파비오 콜로나는 설석이 사실은 고대 상어의 이빨이라고 주장하였고, 1667년 덴마크의 자연철학자 니콜라스 스테노는 《세계 상세》에서 현생 상어 이빨과 고대 상어 이빨 화석을 비교하여 재구성한 유명한 그림을 만들어[55] 이전에 설석으로 불렸던 것이 상어 메갈로돈의 이빨이라는 것을 나타냈다.[56]

8. 인간의 활용

오세아니아와 아메리카에서 상어 이빨은 도구, 특히 곤봉이나 단검과 같은 무기나 나무를 조각하는 칼날, 그리고 음식을 준비하는 도구로 사용되었다. 하와이 원주민은 레이오마노라 불린 상어 이빨을 두른 무기를 사용하였고[57][58] 이런 무기 가운데 일부는 알리이라 불리던 귀족들만 사용할 수 있었다.[59] 브라질 해안의 와이타카 부족은 상어 이빨로 화살촉을 만들었다.[60] 미시시피강 상류인 카호키아 유적도 상어 이빨을 사용하였거나 각암으로 상어 이빨을 흉내낸 무기가 1000km에 걸쳐 출토되었다.[61] 이스터섬의 롱고롱고 석판을 새긴 도구도 상어 이빨을 사용한 것이라고 한다.[62]

길버트 제도에서 상어 이빨로 날을 세운 무기들


오세아니아와 아메리카에서 상어 이빨은 곤봉이나 단검과 같은 무기, 나무를 조각하는 칼날, 마오리족의 ''마리피''와 같은 음식 준비 도구로도 사용되었다. 예를 들어, 하와이 원주민은 레이오마노라 불리는 상어 이빨로 날을 세운 다양한 무기들을 사용하였으며,[30][31] 어떤 종류는 왕족을 위해 사용되었다.[32] 브라질 해안의 과이타카(Weittaka)는 상어 이빨로 화살촉을 만들었다.[33] 미시시피 강 상류 계곡의 카호키아 둔덕에서는 상어 이빨로 날을 세운 무기의 잔해뿐만 아니라 상어 이빨의 차트 복제품이 발견되었는데, 이는 바다에서 1000km 이상 떨어진 곳이다.[34] 이스터 섬의 롱고롱고 석판은 자루가 달린 상어 이빨을 사용하여 처음 모양을 만들고 새겼다고 전해진다.[35]

참조

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