현재 지구를 지배하는 동물은 ‘인간’이라고 할 수 있다. 그러나 기나긴 지구 역사 전체를

기준으로 생각하면, 불과 얼마 전까지는 ‘공룡이 생태계의 정점에 있었다.

지금으로부터 약 2억 3000만～6550만 년 전인 중생대의 지구는 ’공룡의 행성‘이

었다. 그야말로 지구를 지배했던, 육상 동물의 최강자가 바로 공룡이었다.

지금까지 1,000종 이상의 공룡이 화석으로 확인되었다. 그 중에서도 몸길리 13m, 몸

무게 6t에 이르는 티라노사우루스는 최강의 육식 공룡이었다. 티라노사우루스의 강인한 턱

은 사냥감을 뼈째 부술 수 있었다고 한다.

그러나 몸집이 가장 큰 공룡은 티라노사우루스와 같은 육식 공룡이 아니라, ‘용각류

(龍脚類)’라는 초식 공룡들이었다. 용각류 중 가장 큰 것은 몸길이가 30m를 넘고, 몸무게

도 100t에 가까웠다고 추정된다. 이 엄청나게 큰 공룡에게는 육식 공룡조차도 함부로 가까

이 갈 수 없었을 것이다. 이렇듯 중생대는 다종 다양한 공룡들이 번영과 쇠락을 거듭하면서

약육강식, 적자생존의 자연 법칙을 만들어 가던 ‘공룡의 시대’였다. 우리는 여기서 지구

의 지배자였던 공룡의 모습을 탐구해 보고 아울러 공룡의 생태는 물론, 다른 고생물들에 대

한 정보 등에 대한 내용을 학습해 보고자 한다.

강원해양교육연구회(이사부지킴이)

공룡공룡의 시대의 시대1억 6천만 년 동안지구를 지배하다

- 1 -

활동하기 2. 공룡의 모습 복원하기

1. 공룡의 피부색과 무늬, 크기와 몸무게는 어떻게 알아낼까?아래의 그림은 미크로랍토르의 화석과 프로토케라톱스의 화석을 나타낸 것이다. ‘한반도의

공룡’에 등장하는 공룡들의 모습이 실제로는 어떠했을까? 이 다큐멘터리에 등장하는 공룡들은

과학자들이 지층이나 암석에서 발견되는 여러 가지 과학적인 증거 자료들을 토대로 실제의 모

습을 예상하여 복원한 것들이다. 공룡의 피부색이나 피부의 무늬, 크기, 체중, 걷는 모습이나

생활 습성 등에 대하여 과학자들은 어떻게 추리하는지 생각해 보자.

[미크로랍토르 화석] [프로토케라톱스 화석]

1-1. 공룡의 피부색과 무늬

우리가 보았던 공룡의 색깔과 무늬는 모두 상상한 것이다. 화석에는 위의 그림에서 보는

바와 같이 피부색 등이 남아 있지 않다. 과학자들은 일반적으로 공룡이 살았던 당시의 환경 등

을 바탕으로 색깔을 예상한다. 그 중에서도 덩치가 큰 공룡들은 피부의 색깔이 그들의 생존을

위해서 매우 중요하다고 한다. 과학자들은 이와 같은 생각들을 기반으로 현재의 코끼리나 코뿔

소의 몸 색깔을 참고로 공룡의 피부색이나 무늬에 대하여 추측을 한다. 육식 공룡과 초식 공룡

의 피부색은 어떠했으며 그들의 피부 무늬는 어떠했을까? 만약 공룡의 피부에 무늬가 있었다

면 피부에 무늬가 존재하는 것이 공룡의 생활에 어떤 영향을 미치게 되었을지 상상하여 기록

해 보자.

피부의 색깔이 덩치 큰 공

룡의 생존에 중요한 이유는

무엇일까?

피부에 무늬가 없는 것이

생존에 유리할 것 같은 공

룡들은 어떤 종류들일까?

이유는 무엇일까?

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1-1. 공룡의 몸무게는 어떻게 알아낼까?

현재까지 알려진 공룡들 중 크기가 가장 크다고 하는 것은 ‘아르겐티노사우르스’로 몸길이

는 약 35m, 체중은 거의 100t에 이를 것이라고 한다. 우리가 본 점박이 ‘타르보사우르스’나 ‘부

경고사우르스’도 몸길이가 각각 13m, 23m이며 체중이 각각 5t과 60t 이상 이었을 것이라고 한

다. 과학자들은 어떤 근거로 이와 같은 공룡의 크기와 체중을 추측하는 것일까? 아래의 내용을

참고하여 공룡의 크기와 몸무게에 대하여 생각하여 보자.

[네발짐승의 넓적다리 뼈․위팔뼈의 둘레와 몸무게의 관계]

동물의 몸무게를 지탱하는 사지의 강도(强度)는 그 단면적에 비례해 커진다. 즉, 사지의 크

기의 제곱에 비례한다. 한편 몸무게는 부피에 비례한다. 즉 몸 크기의 세제곱이다. 이를 바

탕으로 다음과 같은 사실을 말할 수 있다. 체형이 변하지 않은 상태로 몸길이가 2배가 되

면, 몸무게는 ( )배가 되며 그것을 지탱하는 다리의 굵기(접지 면적)은 ( )배가

된다. 따라서 다리를 더 굵게 하지 않으면 안된다. 그러나 다리가 굵어지면 어떤 문제가 발

생할까? 그렇다 ( )가 힘들어진다. 그러므로 몸무게에 대해서는 물리적인 ( )

가 존재할 수밖에 없다. 계산을 통해서 얻어진 몸무게의 한계값은 140t이라고 한다. 이보

다 무거운 동물은 자신의 몸무게 때문에 걷기조차 제대로 할 수 없을 것이다. 높이와 길이

에 대해서는 이 몸무게의 범위 내라면 얼마든지 길게 할 수 있을 것이다. 그렇다면 공룡의

크기에 대한 생각은 어떻게 하면 될까? 이것을 생각해 보면 공룡의 체형에 대하여 우리는

해답을 얻을 수 있을 것이다.

- 3 -

2. 공룡은 얼마나 빠른 속도로 이동했을까?공룡연구로 유명한 알렉산더(Alexander, R. McN.) 박사는 1976년 네이처(Nature)지에 ‘공룡의 속도 측

정(Estimates of speeds of dinosaurs)’이라는 논문을 발표했다. 이 논문에서 박사는 중력가속도를 g, 공룡

이 달릴 때의 보폭을 s, 공룡의 다리의 길이(둔부까지)를 h라 할 때 공룡의 달리는 속도는 다음과 같은

공식으로 주어진다고 주장했고, 이것은 현재도 공룡의 속도를 가늠하는 공식으로 자주 사용되고 있다.

공룡이 달리는 속도(m/sec)= 0.25g0.5s1.67h-1.17

여기서 중력가속도는 g=9.8(m/s)이므로 실제로 공룡의 속도를 알기 위해서는 공룡의 보폭

과 다리의 길이만 알면 된다. 즉 위의 식은 다음과 같다.

공룡이 달리는 속도(m/sec)= 0.25×9.8 0.5×s 1.67×h -1.17

이 식을 사용하여 보폭이 8m이고 다리의 길이가 4m인 티라노사우루스가 얼마나 빨리 달

렸는지 알기 위하여 s와 h를 위 식에 대입하면 다음과 같다.

공룡이 달리는 속도(m/sec)= 0.25×9.8 0.5×8 1.67×4 -1.17

그런데 여기서 또 한 가지 의문이 생긴다. 과연 9.80.5, 81.67 그리고 4-1.17의 값은 도대체 어

떻게 구할까?

2-1. 거듭제곱의 기본

81.67과 같은 식의 값을 구하려면 문자를 사용하는 방법과 거듭제곱이 무엇인지 알아야 한

다. 그런데 문자를 사용하여 식을 나타내는 방법과 자연수의 거듭제곱을 여러분들은 학교에서

배운다. 이를테면 ‘한 변의 길이가 a인 정사각형의 둘레’는 4a와 같이 간단히 나타낼 수 있고,

4a는 a를 계속해서 4번 더하라는 뜻으로 4a = a + a + a + a 이다. 4a의 경우와 비슷하게 a를

계속해서 4번 곱하는 a×a×a×a 의 경우는 문자를 사용하여 간단히 a4으로 나타낸다. 이와 같이

a를 4번 거듭하여 곱하는 것을 a의 4제곱이라고 한다. 일반적으로 자연수 a에 대하여 n제곱인

an은 a를 거듭하여 n번 곱하라는 뜻으로 a를 거듭제곱의 밑, n을 거듭제곱의 지수라고 한다. a

≠0, b≠0이고 m,n이 자연수일 때 거듭제곱의 지수에 관하여 다음과 같은 법칙이 성립한다.

① a ma n=a m+n ② (a m) n=a mn

③ (ab) n=a nbn ④ a m÷a n=a m-n

한편, 제곱하여 8이 되는 양수(0보다 큰 수)를 8의 제곱근, 세제곱하여 8이 되는 양수를 8

의 세제곱근라고 한다. 일반적으로 자연수 n에 대하여 어떤 양수 x를 n번 곱하여 a가 되는 수,

즉 방정식 xn=a를 만족시키는 양수 x를 a의 n제곱근이라고 한다. 그리고 a의 n제곱근을 다음과

같이 나타낸다.

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이를 ‘n 제곱근 a’ 라고 읽으며 는 간단히 a로 나타낸다. 예를 들어 8의 세제곱근은 2

이고 기호로 나타내면 이다. 그리고 2를 세 번 곱하면 8이고 이므로

임을 알 수 있다. 따라서 양수 과 자연수 에 대하여 다음이 성립함을 알 수 있다. 그리고 위

의 지수 법칙과 함께 이 식은 이 정수일 때도 성립한다.

는 의 양의 제곱근 이므로

2-2. 유리수를 지수로 갖는 거듭 제곱

정수를 지수로 갖는 거듭제곱에 대하여 알아보았으니 이제 공룡의 속도를 구할 수 있을

까? 하지만 공룡의 속도를 구하는 공식에 있는 9.80.5와 81.67 그리고 4-1.17의 지수는 정수가 아니

고 유리수이다. 따라서 유리수를 지수로 갖는 거듭제곱에 관해 알아야 한다. 다행스럽게도 0보

다 큰 수 a와 두 정수 m, n에 대한 지수법칙 (a m) n=a mn이 지수가 유리수 m/n (n≥2)일

때도 성립한다면 다음을 얻는다.

(amn ) n=a

mn×n=a m

따라서 a m/n은 양수 am의 양의 n제곱근이 된다. 그러므로 유리수 지수를 다음과 같이 자

연스럽게 정의할 수 있다.

a > 0이고 m, n이 정수이며 n≥2일 때

이를테면 0.5=1/2이고, 1.67=167/100 이므로 다음을 알 수 있다.

이제, 4-1.17의 정체를 살펴보자. 이를 위해 a 2÷a 6을 생각해보자.

a 2÷a 6 = (a ×a )÷ ( a ×a ×a ×a ×a ×a )

=a ×a

a ×a ×a ×a ×a ×a

=1

a ×a ×a ×a=

1

a 4

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그리고, a 2÷a 6=a 2-6=a -4이므로 a -4=1/a 4이다. 일반적으로 자연수 n에 대하여

이다. 그리고 n이 자연수가 아닌 유리수일 때도 이 식이 성립한다는 것을 쉽게 알

수 있다. 따라서 4-1.17는 다음과 같다.

2-3. 티라노사우루스와 브라키오사우루스의 달리기 속도를 구해보자.

보폭이 8m이고 다리의 길이가 4m인 티라노사우루스와 보폭이 1m이고 다리 길이가 약

3.5m인 브라키오사우루스는 1초에 몇 m를 달릴 수 있었을까? 두 공룡들의 초당 달리기 속도

를 시속으로 바꾸면 얼마일까? 아래의 빈칸에 티라노사우루스와 브라키오사우루스의 달리기

속도를 계산해 보고 누가 더 빠른 속도로 이동하였을지 비교해 보자. 그리고 영화 쥐라기 공룡

에서처럼 티라노사우르스가 움직이는 자동차를 따라잡을 만큼 빨랐을지 그리고 만약 우리가

티라노사우루스와 마주쳤을 때 열심히 달리면 피할 수 있을지 생각해 보자(전자계산기를 이용

하여 소수 둘째자리까지 근사값으로 계산하고 사람의 이동 속도는 평균적으로 100m를 약 18초

에 달린다고 가정하라).

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3. 거대 공룡의 식사량과 공룡 온혈성과 냉혈설의 차이점은 무엇일까?

3-1. 거대 공룡의 식사량은 얼마일까?

공룡이 어느 정도 먹었을까? 이러한 문제는 상상하기조차 어렵고 귀찮은 문제이다. 화석으

로만 볼 수 있는 이 동물의 먹이량을 추정한다는 것은 쉽지 않은 일이다. 그렇다면 먹이량을

추정할 수 있는 가장 손쉬운 방법은 무엇일까? 그것은 현생 동물의 먹이량을 비교하여 산출하

는 것이다. 현생 포유류인 초식성의 아프리카 코끼리는 몸무게가 평균 3t 인데 하루 동안 80L

의 수분과 150kg의 식량이 필요하다고 한다. 물론 이중 절반은 소화되지 않고 배출된다. 육식

동물인 사자의 경우 평균 몸무게가 150kg 인데 매일 약 7kg의 먹이가 필요하다 모두 몸무게의

약 5%정도 이다. 먹이를 소화시키는데 필요한 시간은 소와 같은 반추동물(되새김질을 하는 동

물)은 약 4일, 반추를 하지 않는 말은 약 2일, 코끼리는 그것보다 빠를 것으로 예상되므로 약 1

일, 육식성인 악어는 약 3일 이다. 이런 것들을 기준으로 하여 산출하면 어떻게 될까? 초식성

인 용각류의 소화효율과 대사율을 10배 정도로 생각하면, 1) 몸무게가 코끼리의 약 1/10 가량

으로 생각하면 30t 이나 되는 브라키오사우루스는 1일에 얼마나 많은 양을 먹어야 할까? 2) 이

것은 브라키오사우르스 몸무게의 약 몇 % 정도일까? 3) 이것을 육식 공룡인 티라노사우루스에

적용한다면 몸무게 10t의 티라노사우루스가 먹어야 할 고기의 양은 얼마일까? 4) 만약 티라노

사우르스가 몸무게가 30t이나 되는 용각류의 사냥에 성공하였다면 과연 몇 마리의 티라노사우

루스가 포식을 할 수 있는 양일까?

1) 30t의 몸무게를 갖는 브라키오사

우루스의 먹이량은 얼마일까?

2) 브라키오사우루스의 먹이량은 몸

무게의 몇 % 정도 일까?

3) 몸무게 10t의 티라노사우루스가

먹어야 할 고기의 양은 얼마일까?

4) 티라노사우루스가 브라키오사우루

스를 사냥하였다면 얼마나 많은 티라

노사우루스가 포식할 수 있을까?

3-2. 공룡은 정온 동물이었을까 아니면 변온동물이었을까?

강아지만한 크기로 태어난 용각류가 20m를 넘는 거대한 몸으로 자라려면 대체 어느 정도

의 식물을 먹어야 했을까? 그것은 공룡을 우리들 포유류와 같은 정온동물(온혈동물)로 보는가,

뱀이나 개구리와 같은 변온동물(냉혈동물)로 보는가에 따라, 고생물학자 사이에서도 의견이 달

라진다.

스스로 열을 만들 수 있는 정온성이면 기온에 관계없이 활동할 수 있다. 그 대신에 정온성

은 더욱 많은 에너지를 보급하지 않으면 안 된다. 한편 체온을 유지할 수 없는 변온성의 경우

는 에너지의 보급은 적어도 괜찮지만, 야간이나 겨울에는 활동저하를 피할 수 없다. 즉 정온동

물은 같은 몸무게의 변온동물 이상으로 대량의 음식을 먹어야만 한다.

- 7 -

예컨대 몸길이 35m인 세이스모사우루스의 경우를 살펴보자. 만약 세이스모사우루스가 정

온동물이었다면 하루에 약 480kg의 식사량이 필요하다는 지적이 있다. 이것은 현생 아프리카

코끼리가 먹는 하루 식사량의 약 4배에 해당하는 양이다. 그러나 변온 동물이라고 생각하면 약

90kg으로 충분하다.

정온동물의 경우 체내 기관의 대사가 활발하므로 그만큼 심장도 혈액을 힘차게 내보내야

한다. 반대로 변온성 동물이라면 심장의 활동은 다소 약하더라도 생활할 수 있다. 같은 몸무게

로 비교하면, 정온동물의 대사량은 변온동물의 6배 이상이라고 한다. 이 차이는 심장의 크기와

관계가 있다.

예컨대 아르겐티노사우루스(몸길이 35m 이상)의 심장 크기를 계산한 연구가 있다. 그 연구

에 따르면 아르겐티노사우루스가 변온성이었다면 심장의 크기는 지름 50cm 정도로 충분했다고

생각한다. 그러나 정온성이었다면 지름 2m나 되는 거대한 것이 아니면, 온몸으로 혈액을 보낼

수 없었을 것이라고 한다.

또한 현생 척추동물들의 심장의 구조를 살펴보면 어류, 양서류, 파충류와 같은 변온동물의

경우 1심방 1심실, 2심방 1심실, 2심방 불완전 2심실의 구조를 갖고 있으며 조류와 포유류 같

은 정온동물들은 2심방 2심실의 구조를 갖고 있다. 동물의 체온 변화가 이와 같은 심장의 구조

에도 영향을 미친다고 생각할 때 과연 공룡은 정온동물 이었을까? 아님 변온동물이었을까? 모

둠원들의 생각을 정리하여 공룡의 체온 변화에 따른 먹이량을 추정하여 발표해 보자.

3-3. ‘관성(慣性) 정온성’ 이란?

용각류의 경우 관성 정온성이라는 독특한 대사였다는 가설이 있다. 이 가설은 용각류의 체

온 변화를 어떻게 설명하는 것일까?

관성 정온성이란 간단하게 말하면 컵 안의 따뜻한 물은 바로 식지만, 욕조 안의 따뜻한 물

은 좀처럼 식지 않는다는 예를 들어 설명할 수 있는 것이다. 이 예를 참고하여 관성 정온성에

대한 모둠원들의 생각을 정리하여 간단하게 발표하여 보자.

- 8 -

4. 최강의 육식 공룡 티라노사우루스에 대한 논쟁거리

몸길이 13m, 몸무게 6t. 공룡 시대 말기에 등장해 생태계의 정점에 군림했던 육식 공룡 ‘티

라노사우루스 렉스’. 근년에 이 공룡에 대한 해석이 진전되어 속속 그 연구 결과가 보고되고

있다고 한다. 어떻게 먹이를 사냥했을까? 어린 시절은 어떠했을까? 그리고 어떻게 진화하였을

까? 우리는 티라노사우루스 렉스(이하 ‘T. 렉스’)에 대하여 다음의 탐구 활동을 통해 이와 같은

의문점들에 대하여 생각하고 토의해 보자.

4-1. 사냥꾼 이었을까? 아니면 청소부일까?

T. 렉스가 무엇인가를 물었을 때의 파괴력을 시사하는 증거로는 T. 렉스의 것으로 보이는

배설물 화석에서 찾을 수 있다고 한다. 거기에는 가늘게 부서진 공룡의 뼈가 대량으로 포함되

어 있다고 한다. 이것은 먹이를 뼈째 물어서 부러뜨리는 힘이 있었음을 말해준다. 그 파괴력의

원천은 무엇이었을까? 그것은 1.5m 이상 되는 거대한 머리뼈와 거기에 붙어 있던 커다란 근육

이었으리라고 생각할 수 있다.

[티라노사우루스 렉스의 전신 골격도와 주요 특징]

T. 렉스는 20세기 초에 최초로 발견된 이래 적극적으로 먹

이를 사냥하는 포식자라 생각되었다. 그러나 T. 렉스가 실은 썩

은 고기를 먹는 동물, 즉 ‘청소부’였다는 설이 1990년대 제창되

어 논의를 불러일으켰다. 우리는 앞서 2번의 활동을 통해 공룡

의 달리기 속도에 대한 탐구 활동을 하였다. 이 탐구 활동 내용

과 T. 렉스의 전신 골격도와 주요 특징의 그림을 자세히 관찰하

여 모둠원들과 협의를 통해 여러분들의 생각을 정리하고 다른

모둠원들과 토론을 하여 그들의 생각과 비교해 보자(모둠별로

토의 내용을 정리하고 대표자를 정하여 토론에 참여하여 보자.)

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토론규칙

• 토론 시간은 최대 30분으로 정한다.

• 사회자는 선생님이 하며 질문은 토론 진행과 관련된 것 이외에 하지 않는다.

• 사회자의 개회 이후 각 모둠의 대표자는 모둠원들과의 토의 내용 결과를 정리하여 발표한다(2분)

• 모둠 대표자들의 발표 내용을 듣고 난후, 비슷한 생각을 가진 모둠 대표들과 연대하여 팀을 구성한다.

• 새롭게 구성된 팀원들이 양자 혹은 삼자 구도를 형성하여 사회자의 진행에 맞추어 토론에 참여한다.

• 각 팀의 대표자들을 사회자가 임의로 지정하여 발언할 기회를 부여하며 반론을 할 경우 상대방의 발

언이 종료된 후 사회자에게 발언권을 요청하여 반론을 펼친다(발언시간 각 1분)

• 토론에 참여하지 않는 나머지 모둠원들은 대표자들의 토의 내용을 주의 깊게 듣고 자신의 생각과 비

교하여 상반된 점이나 궁금한 점을 기록해 두었다가 사회자가 토론 중 질문할 기회를 부여할 때(모둠

별 1～2명) 발언권을 얻어 질문한다(이때, 질문하고자 하는 모둠 대표를 질문자가 직접 지정할 수 있다).

• 토론의 마지막은 사회자가 각 모둠의 대표자들에게 토론 내용을 정리하고 자신들의 생각을 정리하여

발표할 수 있는 시간을 부여한다(발언시간 각 1분)

골

격

관

찰

결

과

두개골의 특징, 전신 골격의 특징, 척추뼈의 특징, 골반이나 다리뼈의 특징, 기타 특징 등을 현생 생물들의

특징과 관련하여 생각해보고 기록해 보고 이와 같은 특징들이 어떤 기능을 하였을지 생각하여 보자.

나

의

생

각

사냥꾼 이었을까? 청소부 였을까? 그것도 아니라면? 그동안 탐구하였던 내용들과 골격 관찰 결과의 내용을

토대로 생각을 적어보고 그렇게 생각한 이유를 작성해보자.

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모

둠

토

의

결

과

토

론

내

용

질

문

할

것

들

토

론

마

무

리

모둠 대표자만 작성

- 11 -

4-2. 어린 T. 렉스가 최강의 육식 공룡?

T. 렉스의 성장에 관한 연구가 보고되었다. 2004년 8월에 미국 플로리다 주립대학의 그레

고리 에릭슨 박사팀이 <nature>에 발표한 연구에 따르면, T. 렉스의 뼈에는 1년 주기로 만들어

졌으리라 생각되는 흔적이 있다고 한다. 이 흔적을 분석한 결과, T. 렉스는 10대 때 몸무게가

하루에 약 2.1kg이나 급성장한 기간이 4개월 동안이나 지속되었다는 사실이 알려졌다. 이런 경

향은 현생 파충류에서는 볼 수 없다. 가장 비슷한 성장 방식을 취하는 현생의 동물은 아프리카

코끼리라고 한다. 결국, T. 렉스의 성장 방식은 같은 파충류인 악어류보다 포유류인 코끼리에

가까웠다고 생각된다.

[티라노사우루스 렉스의 성장곡선]

4-2-1. 위의 그림을 참고하여 T. 렉스의 성장 곡선을 뼈의 흔적에서 찾을 때, 과학자들은 뼈

에서 어떤 특징들을 발견하였기에 이와 같은 주장을 하는 것일까?

4-2-2. 위의 그림을 참고할 때, T. 렉스의 성장은 언제쯤 멈추게 되었을까? 그리고 가장 성

장이 왕성한 때는 몇 살 무렵인가? 이를 고려할 때 어린 T. 렉스가 최강의 육식 공룡이었을

것이라는 주장의 근거를 어떻게 제시할 수 있을까?

- 12 -

5. 사상 최대의 육상 동물 ‘용각류’용각류는 사상 최대의 육상 동물이라고 한다. 지금까지 세계에서 발견된 모든 화석을 조사

하거나, 현재 살아 있는 동물을 찾아보더라도 땅 위에서 이보다 큰 동물은 발견되지 않았다.

용각류는 중생대(약 2억 5100만～6550만 년 전)에 번성한 공룡의 한 무리이다. 중생대는 오

래 된 시기부터 트라이아스기, 쥐라기, 백악기로 나뉘어진다. 용각류는 약 2억 2000만 년 전인

트라이아스기 후기에 등장해, 백악기 말(6550만 년 전)의 대절멸 때 지구상에서 자취를 감추었

다. 도감 등에 많이 실려 있는 아파토사우루스나 브라키오사우루스, 세이스모사우루스, 수페르

사우루스 등은 쥐라기 후기(약 1억 6100만～1억 4600만 년 전 무렵) 북아메리가에 살았던 용각

류이다.

화석의 특징을 분석하여 알아낸 용각류의 특징은 긴 목과 꼬리, 술통 같은 몸통, 그리고

작은 머리 등이 모든 용각류에 공통되는 특징이다. 또한 이빨 화석을 보면 고기를 찍을 것 같

은 모양을 하고 있지 않다. 그래서 이 무리의 공룡들은 모두 초식으로 여겨진다. 긴 목을 늘여

나무 모양의 고사리나 남양삼나무 잎과 같은 침엽수와 양치식물 등을 먹이로 한 것으로 생각

된다.

5-1. 용각류가 지닌 세 가지의 최대

용각류는 생명 역사상 ‘최대’의 육상 동물이다. 여기에서는 이 ‘최대’라는 말에 주목해 보

자. 동물의 ‘크기’에는 세 가지 기준이 있다. 몸길이와 몸무게, 그리고 키를 말한다. 약 4억 년

이라는 육상 생명의 역사 가운데 세 가지 ‘최대’ 모두가 용각류에 해당한다.

먼저 몸길이가 가장 긴 것은 아르겐티노사우루스이다. 등뼈와 허리뼈의 일부만 발견되었지

만, 그 크기로부터 추정되는 몸길이는 35m 이상이다. 아르겐티노사우루스는 몸무게도 가장 무

거워, 육상 동물계의 2관왕으로 보는 견해가 유력하다.

한편 키가 가장 큰 것으로 추정되는 사우로포세이돈의 높이는 15m, 6층 건물의 높이에 해

당한다. 브라키오사우루스 등도 키가 약 13m에 이르렀다고 한다.

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[가장 무거운 아르겐티노사우루스]

[가장 키가 큰 사우로포세이돈과 가장 긴

아르겐티노사우루스]

그렇다면 이와 같은 거대한 용각류들의 모

습에서 우리는 어떤 차이점을 찾아볼 수 있을

까? 아르겐티노사우루스의 몸무게를 나타낸

그림과 용각류 중 최대의 키와 길이를 비교한

왼쪽 그림을 자세하게 살펴보고, 키가 15m나

되었던 사우로로세이돈이나 브라키오사우루스,

그리고 가장 길고 몸무게가 많이 나가는 아르

겐티노사우루스의 몸의 구조엔 어떤 차이가 있

었을지 생각해 보고 모둠원들과 토의하여 이

용각류들의 신체 구조적 차이점에 대하여 작성

해 보자.

키가 큰 용각류의 특징

키는 크지 않지만 몸이 가장 긴 용각류의 특징

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5-2. 거대화함으로써 방어와 장수가 가능했을까?

가장 오래 된 공룡이라는 에오랍토르는 지금으로부터 약 2억 3000만 년 전의 트라이아스

기 후기의 지층에서 발견되었다. 에오랍토르는 몸길이가 겨우 1m 정도인 2족 보행 공룡이었다.

이처럼 작은 공룡이 어떻게 몸길이 30m를 넘는 용각류로 진화했을까?

결론부터 말하자면 유력한 가설은 나와 있지 않다. 일본 홋카이도 대학 종합박물관에서 공

룡을 연구하는 고바야시 요시쓰구 박사는 “거대화한 계기와 거대화할 수 있었던 이유를 생각

해야만 한다‘라고 지적했다. 몸이 컸을 때의 여러 가지 이점에 대하여 현생 동물들과 비교하여

생각해 보고 아래에 제시된 여러 가지 자료들을 근거로 용각류들이 거대화할 수 있었던 이유

에 대하여 생각하여 작성해 보자.

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• 몸이 컸을 때의 유리한 점(현생 동물들과 비교하며 생각해 보자)

• 현재 보다 몇 배나 이산화탄소 농도가 높은 원인과 이에 따른 기후의 영향

• 쥐라기 후기의 식물 분포의 영향

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5-3. 용각류는 기다란 목과 꼬리를 어떻게 지탱하였을까?

5-2 이외에 용각류가 거대화 할 수 있었던 이유를 용각류 자신에게서 찾아보면 어떨까?

대부분의 용각류는 목과 등, 꼬리가 거의 수평이었으리라 생각된다. 예컨대 전형적인 용각류의

하나인 아파토사우루스(아래의 그림)를 보자.

[아파토사우루스의 전신 골격]

몸 길이 21m 가운데 목은 6m, 꼬리는 11m 이다. 이 기다란 목과 꼬리가 4m 정도 몸통에서 수

평으로 뻗어 있었다는 것이 현재 가장 일반적인 복원 모델이다. 또한 용각류의 발자국 화석을

살펴보면 꼬리를 끌었던 흔적은 지금까지 발견되지 않았다. 그래서 용각류는 꼬리를 들어올리

고 걸었다는 견해가 일반적이다.

[용각류의 발자국 화석]

우리 인간을 기준으로 생각하면 이 자세는 아무래도 부자연스러워 보인다. 우리는 팔을 수

평으로 들어 올린 자세를 취하려 해도 지쳐서 오래 계속할 수 없다. 그러나 용각류는 독특한

자세 유지 기능을 갖추었다는 설이 있다. 어떻게 이런 것이 가능했을까? 과학자들은 이것을 아

래의 그림에 나와 있는 현수교의 구조에서 그 해답을 찾고 있다. 아래의 그림은 현수교의 구조

를 나타낸 모습과 용각류의 척추를 예상한 것이다. 이 그림을 참고로 하여 과학자들이 용각류

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가 어떻게 움직이고 이동하며 이런 자세를 유지하였을지 생각해 보자.

[현수교의 모습] [용각류의 척추 예상 단면도]

• 현수교의 구조와 용각류의 골격 구조의 유사점을 찾아보자.

현수교의 구조 용각류의 골격 구조

• 척추 예상 단면도와 현수교의 구조를 통한 용각류의 자세 유지 비결은 무엇일까?(인대와 힘줄은

근육과 달리 물체를 잡아당기는데 에너지를 필요로 하지 않는다고 한다)

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5-4. 용각류는 긴 목으로 어떻게 호흡을 하였을까? 그렇게 긴 몸에서의 신경 전달은

어떠했을까?

용각류가 거대화 할 수 있었던 이유의 하나로 포유류나 다른 파충류에는 보이지 않은 호

흡 시스템이 있었을 지도 모른다는 주장이 제기 되었다. 공룡이 조류로 진화하였다는 설이 그

증거가 될 수 있는데 아래의 비둘기 몸의 구조를 나타낸 그림을 참고하여 용각류가 거대화 할

수 있었던 이유가 무엇인지 생각해 보자. 또한 몸길이가 20m가 넘으면 뇌로부터 신호가 말단

신경에 도달하기까지 많은 시간이 걸릴 것으로 예상할 수 있다. 확실히 몸이 커지면 신경 전달

속도가 느려질 수밖에 없다. 전달 속도는 신경 섬유의 종류와 굵기에 따라 다양하지만, 용각류

나 공룡의 신경 섬유에 대해서는 화석에 남아 있지 않기 때문에 전혀 알 수 없다. 그래서 현상

척추동물의 일반적인 수치를 이용하면, 운동에 관한 신호는 초속 70～120m, 촉각은 초속 30～

70m, 통각은 초속 12～30m 정도라는 사실이 알려져 있다. 몸길이가 20m인 몸의 구석구석까지

신호가 오가도록 하기는 힘든 일이지만, 뇌에서 가장 먼 신경까지 운동을 지령하는 신호는 얼

마나 걸릴까? 또한 가장 느린 신호인 통각은 몸의 구석구석으로부터 뇌까지 약 얼마의 시간으

로 아픔을 전달하였을까?

• 조류에서 용각류의 몸이 거대화 할 수 있었다

는 사례를 생각해 보자(5-2 공룡 두개골 참고)

• 몸길이 30m인 용각류의 운동 지령 신호의 전달 시간은 얼마일까?

• 몸길이 35m인 용각류의 몸 중 뇌에서 가장 먼 곳이 다른 공룡들의 습격으로 물렸다고 가정하였

을 때 이 용각류는 몇 시간 후에 아품을 느낄 수 있었을까?

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6. 공룡의 진화와 멸종공룡이 번성했던 중생대 쥐라기와 백악기의 환경은 현재와 여러 가지 점에서 많은 차이가

있었을 것으로 생각된다. 이와 같은 환경의 차이가 공룡의 생활이나 모습에 어떤 영향을 미치

게 되었을까? 또한 오랜 지질 시대의 기간 동안 지구상에는 수많은 생명체들이 등장하고 사라

졌다. 이와 같은 생명체들은 변화하는 자연 환경에 적절히 적응하며 진화를 거듭하였으며 이와

같은 사실을 화석과 같은 여러 가지 증거들을 통하여 과학자들은 확인한다. 중생대의 환경이

공룡의 번성과 쇠락에 어떤 영향을 미치게 되었을까? 다큐멘터리 ‘한반도의 공룡’에서 보았던

장면들을 떠올리며 중생대의 환경 변화가 공룡의 번성과 멸종에 어떤 영향을 주었을지 생각해

보자.

6-1. 대지가 갈라져, 공룡들은 각 대륙에서 독자적으로 진화했다.

현재 지구에 있는 각 대륙이 오래 전에는 하나의 거대한 대륙이었다는 사실은 잘 알려져

있다. 공룡들이 지구에서 번영한 중생대는 그 대륙이 분열해 여러 대륙으로 나누어진 시대와

일치한다.

트라이아스기의 지구에서는 주요 육지가 모두 하나가 되어 초대륙 판게아를 이루고 이었

다. 여기에서 약 2억 3000천 만 년전에 탄생한 공룡은 그 서식 지역을 점차 확대해 나갔다.

쥐라기에서 백악기에 걸쳐 대지가 갈라지고, 판게아는 분열해 현재와 같은 대륙의 모습으

로 바뀌어 나갔다. 이와 같은 대륙의 분열과 공룡의 진화에 어떤 영향을 미치게 되었을까? 아

래의 그림을 살펴보고 다큐멘터리 ‘한반도의 공룡’을 통해서 접한 중생대 백악기 말의 환경을

현재의 환경과 비교하여 어떤 차이점이 있었을지 생각해 보자.

[중생대 대륙의 이동과 현재 대륙의 분포 모습]

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중생대 백악기 현 재

온 도

습 도

지각 변동

대륙의 모습

6-2. 공룡 절멸의 원인, 갈수록 오리무중

아래의 기사는 The Science times 2011년 2월 11일에 실린 공룡 멸종에 관한 기사 내용의

일부를 재구성하여 나타낸 것이다.

수수께끼로 남아 있는 공룡 멸종에 의혹을 하나 더 보태는 연구결과가 최근 발표됐다.

캐나다 앨버타대의 래리 히먼 팀이 화석의 연대를 측정하는 새로운 기술을 이용해 뉴멕시

코에서 발견된 초식공룡인 사우로포드의 대퇴골 화석 연대를 측정한 결과, 6천480만년밖에

되지 않았다는 사실을 발견한 것.

지금까지 공룡은 중생대 3기 백악기 말인 6천550만년 전에 멸종한 것으로 알려져 있었

는데, 이 연구결과로 인해 초식공룡이 대량 멸종 이후 70만년 후까지 생존했음이 밝혀지게

됐다.

현재 고생물학자들이 화석의 나이를 측정하는 데에 사용하는 기술은 그 당시 발견된

퇴적암의 나이를 기준으로 화석의 상대 나이를 측정하는 상대연대측정법이다. 따라서 퇴적

암의 정확한 충적 시기를 알 수 없고, 화석을 품고 있는 지층에 발생한 침식 등이 중요한

변수가 될 경우 화석의 정확한 나이를 완벽하게 측정할 수 없다는 단점을 지니고 있다.

이에 비해 앨버타대 연구팀이 사용한 새로운 기술은 우라늄이 붕괴돼 납이 되는 특성

을 이용한 ‘우라늄-납 연대측정기술’이다. 매우 적은 양의 우라늄을 함유한 생명체의 뼈는

화석화 과정을 통해 사후 1천년 동안 우라늄을 포함한 원소들이 농축된다. 그 중 우라늄은

시간이 지남에 따라 납으로 붕괴하는데, 표본 내의 우라늄과 납의 비율을 측정하면 화석의

나이를 알 수 있게 된다. 암석 등의 광물에 대한 연대측정에 사용됐던 이 기술을 화석의 연

대측정에 최초로 직접 이용함으로써 보다 정확한 결과를 얻을 수 있게 되었다고 연구팀은

밝히고 있다. 약 1억6천만년간 지구를 지배했던 공룡은 지구상에서 가장 흉포한 동물이자

가장 성공적인 동물이었다. 또 공룡은 모든 대륙에서 생존했으며, 대륙이 움직이고 해수면

이 오르내릴 때에도 끄떡없이 버틴 적응의 챔피언이었다.

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지구상에서 가장 성공적인 동물

▲ 공룡의 멸종 가설 중 가장 널리 인정받는 것이 운석충돌설이다.

그런 공룡이 백악기 말 갑자기 멸종됐다. 지구상의 모든 공룡들이 일시에 사라진 원인

에 대해 과학계는 그동안 100여 가지의 가설을 제시했다. 그 중 가장 널리 인정받고 있는

설은 1980년 물리학자 루이스 알바레스가 제창한 ‘운석충돌설’이다.

알바레스 팀은 중생대 백악기 말과 신생대 제3기 지층의 경계를 이루고 있는 곳에 이

리듐이 고밀도로 농축돼 있다는 사실을 발견했다. 이리듐은 지표에서 매우 드물게 발견되는

원소이지만, 우주로부터 떨어지는 운석에서는 흔하게 발견된다. 또 화산이 분출할 때 나오

는 지구의 맨틀에도 이리듐이 드물게 섞여 있다. 따라서 알바레스는 고밀도의 이리듐 층이

발견된 것은 그 시기에 거대한 운석이 지구와 충돌했기 때문이라고 주장했다. 그 후 운석충

돌설을 뒷받침할 수 있는 유력한 증거도 발견됐다. 멕시코 유카탄 반도의 칙슐럽 지역에 있

는 지름 300㎞의 거대한 운석충돌구가 바로 그것이다. 이 정도의 크기라면 직경 약 10㎞ 이

상의 거대한 운석이 초속 20㎞의 속도로 유카탄 반도에 충돌한 후 히로시마에 투하된 원자

폭탄의 약 10억 배에 이르는 충격이 발생했을 것으로 추정된다. 엄청난 규모의 지진과 쓰나

미가 발생했고, 먼지와 파편이 지구를 뒤덮어 약 3개월 동안 온 세상이 캄캄했다. 먼지 구

름에 포함된 수증기는 대기의 질소와 결합해 강한 산성비를 뿌렸으며, 광합성의 중지로 식

물들은 말라죽었다. 식물을 섭취할 수 없게 된 초식공룡의 쇠퇴는 곧바로 육식공룡의 멸종

으로 이어졌다.

지난 2007년 미국과 체코의 공동연구진은 6천500만년 전 멕시코 유카탄 반도에 떨어진

운석이 1억6천만년 전 화성과 목성 사이의 소행성대를 돌던 두 개의 소행성이 충돌하면서

발생했다는 컴퓨터 시뮬레이션 결과를 내놓았다. 또 지난해에는 일본 도호쿠대 등 12개국

공동연구진이 전 세계 350곳의 백악기 말 지층과 운석 충돌 자국 등을 상세히 분석한 결과,

운석충돌설로 공룡이 멸종한 것을 확신한다는 연구결과를 내놓았다. 화석 기록에 따르면 당

시 지구상 동식물의 약 2/3가 멸종한 것으로 추정된다. 그밖에 ‘화산폭발설’도 공룡 멸종의

원인으로 거론된다. 중생대 말 전 세계적으로 화산활동이 활발해지면서 화산 폭발이 자주

일어나 엄청난 화산재와 용암, 수증기가 발생해 기후가 변하고 식물이 자라지 못함으로써

공룡이 멸망하게 됐다는 가설이다.

멸종은 자연스런 생명의 패턴?

▲ 새로운 기술로 공룡의 화석 연대를 측정한 래리 히먼

공룡들의 엄청난 식성으로 인해 먹이사슬이 깨져 멸망했다는 설도 있다. 처음에 소나무

등의 겉씨식물을 섭취하던 초식공룡이 지나치게 번성해 나중에는 속씨식물까지 마구 뜯어

먹게 됨에 따라 식물이 사라져 공룡이 멸종하게 됐다는 설명이다. 또한 중생대 말에 늘어난

포유류 동물들이 공룡 알을 먹이로 삼아 멸망하게 됐다는 ‘알 도난설’과 중생대 말에 나타

난 새로운 종류의 식물 중에 알칼로이드라는 유독물이 포함돼 있어서 공룡이 멸망했다는

‘알칼로이드 중독설’, 중성미자가 공룡의 유전자에 손상을 주어 암이 발생해 멸종했다는 ‘암

발생설’ 등도 주장되고 있다. 한편 공룡의 멸종이 외적이며 물리적인 사건 때문이 아니라

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자연스런 생명의 패턴이라고 보는 이들도 있다. 최초의 생명이 태어난 이래 지구상에는 약

500억 종의 생명체가 탄생했는데 그 중 99.9%가 멸종한 것을 감안할 때 멸종은 우발적인

사건이 아니라 생명의 보편적인 패턴이라고 보는 시각이다. 또 어떤 이들은 운석이 지구와

충돌하기 이전부터 이미 공룡은 쇠퇴기를 걷고 있었으며, 운석 충돌의 충격으로 연속적인

화산 분출이 시작되는 등의 복합적인 원인으로 공룡이 멸종됐다고 설명한다.

그럼에도 풀리지 않는 의혹들이 있다. 그 당시 공룡을 포함한 수많은 종들이 멸종됐음

에도 악어와 새, 바다거북 등이 무사히 살아남았던 이유는 과연 무엇일까.

어떤 가설도 공룡의 멸종에 관한 수수께끼를 완벽하게 충족시켜주지 못하는 상황에서

캐나다 앨버타대 연구팀의 이번 연구결과는 초식공룡이 대멸종 이후 70만년까지 어떻게 살

아남았을까 하는 새로운 의혹을 추가시켰다.

하지만 공룡의 멸망은 남은 종에게 축복을 안겨주었다. 지난해 말 뉴멕시코대를 비롯한

국제연구팀이 각 대륙에 서식했던 주요 육지 포유동물들의 크기를 비교 조사한 결과, 모든

대륙의 포유동물들의 크기가 공룡 멸종 이후 약 1천배 이상 커진 것을 밝혀냈다.

포유동물들이 공룡과 같이 살았을 때는 최대 10㎏까지 성장하는 데 그쳤지만, 공룡이 사라

진 이후에는 최대 17톤까지 성장한 것. 대표적인 동물이 3천400만년 전 유라시아에서 서식

했던 ‘인드리코테리움 트란소우랄리쿰’이다. 코뿔소를 닮은 이 초식동물은 어깨높이 5.5미터,

체중 약 17톤까지 성장했다. 이런 축복이 우리 인간을 탄생시키는 원동력이었을지도 모를

일이다.

7. 백악기 말의 자연 환경과 공룡 멸종 시나리오 만들기6-2. 의 기사 내용을 읽고 난 후, 공룡 멸종에 관한 여러분들의 생각은 어떠한가? 우리는

앞서 여러 가지 활동을 통해 공룡의 생활 습성 및 티라노사우루스와 같은 거대 육식 공룡과

용각류와 같은 거대 초식 공룡들에 관하여 알아보았다. 또한 중생대를 지배하였던 공룡이 대형

화 할 수 있었던 이유와 진화에 대한 내용까지도 살펴보았다. 이와 같은 내용들을 토대로 중생

대 지구를 지배하였던 가장 성공적인 생명체 중 하나인 공룡의 갑작스런 멸종의 원인은 과연

무엇이었을까? 마지막 6번의 탐구 활동 내용을 토대로 공룡이 멸종할 당시의 자연 환경과 공

룡의 멸종에 영향을 미친 요인들에 대하여 생각해보고, 모둠원들과의 토의를 통해 중생대 백악

기 말(6550만 년 전)의 자연 환경을 간단한 그림을 그려 나타내고 이를 배경으로 여러분들이 2

차시에서 직접 제작한 공룡 종이 모형을 이용하여 당시의 상황을 간단한 시나리오 형태로 제

작하여 설명하여 보자.

원칙

• 백악기 말의 자연환경을 공룡 멸종의 원인을 설명할 수 있도록 그림을 그려 제작할 것.

• 백악기 말에 생존하였을 것으로 생각되는 공룡들과 다른 생명체들의 모습을 상상하여 그려볼 것.

• 제작한 그림을 배경으로 공룡 종이 모형을 위치시킨 후

• 이와 같은 공룡들이 어떤 활동을 하고 있는지 설명할 수 있도록 줄거리를 작성하여 발표할 것.