멸종된 메가로돈 상어는 할리우드가 펼쳐낸 상상력 그 이상으로 무서운 당대 최고의 해양 포식자였다.
어마어마한 상어가 돌아왔다. 액션 스타 제이슨 스타뎀이 고대부터 명맥을 이어온 거대한 상어와 혈투를 벌였던 영화 ‘메가로돈(원제 ‘The Meg’)’ 이후 5년 만에 후속작 ‘메가로돈 2’가 개봉을 앞두고 있다.
이번에도 스타뎀은 현실에선 멸종된 것으로 추정되는 거대 상어에 기상천외한 방식으로 맞선다. 예고편에서는 닫히려는 상어의 거대한 입을 발로 막고, 수상 스쿠터로 상어를 뛰어넘는 장면이 나온다. 또한 ‘푸른 심해(Deep Blue Sea)’를 본 적 없는 어린 관람객들을 위해 만든 통유리창도 영화에 등장한다.
‘필드 인 잉글랜드’, ‘프리 파이어’와 같은 이색 호러와 블랙 코미디를 만든 벤 휘틀리 감독이 우스꽝스러운 이 영화를 연출했다는 사실은 다소 충격적이다. 분명 그는 그레타 거윅이 ‘바비’를 통해 그랬던 것처럼, 주류로 도약하고 싶었을 것이다.
관객들이 이 영화를 어떻게 평가하든, 이 영화가 묘사하는 상어는 실제로 존재했었다. 메가로돈 상어는 최대 2000만 년 동안 바닷속 생물들을 공포에 떨게 하다가 350만 년 전, 인류와 마주치기에는 너무 오래전이었던 그 시점에 멸종했다.
메가로돈은 지금까지 존재했던 것 중 가장 큰 상어이자 가장 큰 해양 포식자로 분류된다. 하지만 메가로돈이 얼마나 컸고 어떻게 그렇게 몸집이 커질 수 있는지는 최근에서야 밝혀졌다. 이 상어가 어떻게 살았고, 사냥하고, 먹이를 먹었는지와 관련해 통찰을 제공하는 연구들이 최근 몇 년 새 등장한 것이다.
커다란 이빨
메가로돈 상어가 학계에 알려진 것은 1840년대 무렵이다. 화석으로 발견된 거대한 삼각형 이빨이 이를 가능하게 했다. ‘메가로돈’이라는 이름은 고대 그리스어로 ‘커다란 이빨’을 뜻한다. 이 상어 종은 원래 ‘카르카로돈 메가로돈’이라는 이름으로 현대의 백상아리와 같은 속에 속했었지만, 오늘날에는 ‘오토두스 메가로돈’으로 분류된다.
이빨의 크기라면, 메가로돈의 이빨은 작정이라도 한 듯 크다. 일부 표본은 길이가 16.8cm에 달하는 이빨을 가졌던 것으로 추정된다. 비교하자면, 백상아리 치아 길이는 7.5cm 정도다. 메가로돈이 거대한 상어였다는 것은 분명하지만, 대체 얼마나 컸던 것일까?
상어의 완전한 골격이 남아 있다면 매우 쉬운 질문이겠지만, 현 상황은 그렇지 않다. 상어는 연골성 어류로, 골격이 딱딱한 뼈가 아니라 부드러운 연골로 이루어져 있다. 그리고 연골은 화석으로 남는 일이 거의 없다.
그 결과 발견된 메가로돈 화석 기록 대부분은 이빨과 부분적으로 광물화된 척추 몇 개다. 메가로돈 치아를 화학적으로 연구하는 캘리포니아 대학 생태지구화학자 김소라 박사는 “인류는 상어의 실제 생김새에 대해 제대로 알지 못한다”고 말했다.
메가로돈의 실제 크기와 모양이 불명확하다는 뜻이다. 대신 고생물학자들은 이를 추정하기 위한 연구를 하고 있다. 추정 과정은 메가로돈 이빨의 크기를 측정해 우리가 몸 크기를 알고 있는 다른 상어의 치아와 비교한 뒤, 몸 크기를 확대하는 방식으로 진행된다. 다만 큰 동물이라고 해서 단순히 작은 동물을 확대한 것이 아니다 보니, 이 역시 본질적으로 불확실하다.
크기에 대한 의견이 분분한 것은 이 때문이다. 많은 연구가 메가로돈은 18~20m까지 자랄 수 있다고 말한다. 하지만 2019년 시카고 드폴 대학의 고생물학자 시마다 켄슈는 이러한 추정치에 문제를 제기했다. 그는 위쪽 앞니가 가장 좋은 척도인데, 이를 반영한 최대 몸길이는 15.3m라고 주장했다.
이듬해 게인즈빌에 있는 ‘플로리다 자연사 박물관’의 빅터 페레즈 연구팀은 다른 관점을 제시했다. 연구팀은 이빨의 너비가 입의 크기를 결정하기 때문에, 높이가 아닌 이빨의 너비를 살폈다. 그리고 이를 통해 메가로돈의 실제 길이가 20m에 달했을 것이라 결론 내렸다. 스위스 취리히 대학의 해양고생물학자인 카탈리나 피미엔토는 이에 대해 “매우 설득력 있는 분석”이라고 말했다. 시마다 또한 이러한 관점에서 봤을 때 메가로돈의 몸 길이가 더 커질 수 있다는 데 동의했다.
이를 보면, 메가로돈은 오늘날 존재하는 그 어떤 상어도 왜소하게 만들어 버린다. 오늘날 가장 큰 포식자 상어는 백상아리로, 보통 몸길이가 4.9m에 달한다. 그런데 메가로돈은 그보다 서너 배는 더 컸을지도 모른다.
그런데 현대의 고래상어 중에 몸길이가 18.8m에 달하는 개체가 있었다는 믿을 만한 보고가 있다. 고래상어가 메가로돈과 동급인 것이다. 하지만 고래상어는 포식자가 아니다. 작은 플랑크톤 무리를 먹는 여과섭식자(물속에 떠다니는 미생물을 걸러서 먹는 동물)다.
그래도 고래상어나 메가로돈 모두 가장 큰 수염고래에 비하면 왜소한 편이라 할 수 있다. 대왕수염고래는 현존하는 가장 큰 동물로 30m까지 자라기도 한다. 이 고래 역시 고래상어와 마찬가지로 여과섭식자다. 공룡 시대에 살았던 일부 해양 파충류도 비슷한 길이까지 자랐을 가능성이 있지만, 이에 대한 추정 역시 불완전한 골격 유골을 바탕으로 한 것이므로 확실한 것은 아니다.
이러한 몸길이 추정의 결론은 메가로돈이 가장 큰 동물은 아니라는 것이다. 하지만 지금까지 지구에 생존했던 상어 중 가장 큰 상어이자, 가장 큰 포식자일 가능성은 높다.
슈퍼 포식자
치아만으로도 메가로돈이 포식자였음을 알 수 있는데, 그렇다면 메가로돈은 무엇을 먹었을까? 연구자들은 이에 대한 답을 얻기 위해 치아를 화학적으로 분석하고 있다.
접근 방식 중 하나는 치아에 남은 질소를 살펴보는 것이다. 동물의 체내에 있는 모든 질소는 음식에 포함된 단백질에서 나온다. 질소는 ‘질소-14’와 ‘질소-15’라는 두 가지 형태 또는 ‘동위 원소’로 존재한다. 결정적으로, 동물의 몸에는 질소-14보다 질소-15가 더 많이 남는다. 그 결과 먹이사슬의 상층부에 있는 동물일수록 치아를 포함해 체내에 질소-15 비율이 더 높아지게 된다.
2022년 연구에서, 김 박사를 포함한 연구진은 메가로돈 이빨에 질소-15 수치가 매우 높다는 사실을 밝혀냈다. 이는 메가로돈이 오늘날의 범고래와 같은 아주 커다란 먹이를 잡아먹는 최상위 포식자였음을 사실을 시사해준다. 김 박사는 “(메가로돈은) 최상위 포식자였을 것”이라고 말했다.
그러나 시마다와 김 박사는 2022년 공동 저자로 참여한 또 다른 연구에서는 아연 동위원소를 조사했다. 이 연구에서 메가로돈은 분명 상위 포식자이지만, 최상위 포식자가 아니라 백상아리와 비슷한 위치의 포식자로 추정됐다. 김 박사는 이 연구가 상당한 다양성을 보여준다고 덧붙였다. 즉 모든 메가로돈이 같은 것을 먹었던 것은 아니라는 뜻이다.
피미엔토는 어린 상어와 성체 상어의 차이가 이러한 불확실성을 만들어내는 원인 중 하나일 수 있다고 말했다. 그녀는 “우리는 현대에 남아 있는 상어 종을 통해 상어가 성장하면서 먹이가 달라진다는 것을 알게 됐다”고 말했다.
어린 백상아리는 물고기를 주로 먹지만, 성체는 해양 포유류를 먹는다. 어린 메가로돈도 성장하면서 비슷한 변화를 겪었을 수 있다. 메가로돈이 때때로 물개와 같은 작은 해양 포유류를 표적으로 삼았다는 증거가 있다. 피미엔토는 “정점 포식자는 성체가 되었을 때 비로소 먹이사슬의 정점에 오른다”고 말했다.
사실 어린 메가로돈은 부모와는 꽤 다른 삶을 살았을 것이다. 2010년 피미엔토와 그녀의 동료들은 파나마의 한 지역에서 발견된 메가로돈 이빨이 비정상적으로 작다는 사실을 발견했다. 발견된 상어 치아가 거의 모두 어린 상어의 것이었다는 뜻이다.
그들은 이 지역은 수심이 얕아서 상어들의 보육지 역할을 했다고 결론 내렸다. 큰 포식자들은 얕은 물에 들어가기 힘들기 때문에, 어린 메가로돈들은 비교적 안전하게 먹이를 먹을 수 있었을 것이다. 10년 후, 스페인 발렌시아 대학 고생물학자 움베르토 페론이 이끄는 연구팀도 추가로 더 많은 메가로돈 보육지를 확인했다.
하지만 ‘보육’이라는 표현은 어미 메가로돈이 새끼를 돌보는 것처럼 오해를 불러올 수 있다. 피미엔토는 “어미 상어는 새끼를 그곳에 두고 떠났다”고 말했다. 현대의 상어들도 비슷하게 행동한다. 김 박사는 “어미 상어가 새끼를 돌본다는 것을 들어본 적이 없다”고 말했다.
메가로돈 번식에 대한 추가 단서는 시마다와 동료들의 2020년 연구에서 나왔다. 그들은 화석이 잘 남지 않기 때문에 매우 드물게 보존된 채 남아있는 큰 척추뼈를 연구했다. 연구 결과 문제의 메가로돈의 몸길이는 9.2m로 추정됐다. 그리고 연구팀은 나이테처럼 척추뼈에 남아 있는 성장대를 조사했다. 그 결과 이 동물은 46세에 사망했지만, 태어났을 때는 몸길이가 약 2m였을 것이라는 추정이 나왔다.
몸집이 이렇게 크다는 것은 이 어류가 다른 종처럼 알에서 태어나는 것이 아니라, 어미 안에서 부화해 산 채로 태어났다는 뜻이다. 연구팀은 또 배아가 자궁에 있는 동안 다른 알을 먹어 치워 그렇게 크게 자랄 수 있었을 것이라고 주장했다.
충격적으로 들리겠지만, 이러한 ‘자궁 내 동족 포식 행위’는 오늘날 상어에게도 흔한 일이다. 이는 어미가 낳는 새끼의 수는 적지만, 각각의 새끼가 최대한 많은 영양분을 공급받는다는 뜻이다.
메가로돈은 이와 같은 실용적 출산 습관만이 아니라, 정말 가공할 만한 신체 능력도 갖추고 있었다.
해양 곳곳을 누비는 온혈 동물
2022년 피미엔토와 동료들이 3차원으로 복원한 메가로돈을 공개했다. 그들은 거의 완전한 형태로 남은 척추 자료를 스캔해 메가로돈의 전체 골격 모델을 재현해냈다. 피미엔토는 “두개골 스캔과 전신 스캔을 찾을 수 있을 정도로 많이 연구된 유일한 상어가 백상아리이기 때문에 백상아리를 기반으로 모델을 만들었다”고 설명했다.
그런 다음 다른 상어의 데이터를 가지고 모델을 조정했다. 비록 일부 그림에서는 메가로돈과 백상아리를 서로 닮은 것처럼 표현하지만, 실제로는 그다지 관련이 없기 때문이다.
피미엔토는 “이러한 측정을 통해 많은 생태학적 특성을 유추할 수 있었다”고 말했다.
연구진이 메가로돈은 평균 초속 1.4m로 먼 거리를 헤엄칠 정도로 능숙한 수영선수였다고 결론지은 것도 한 예다. 이 정도 속도라면, 오늘날 살아있는 그 어떤 상어보다 빠르다.
이 상어가 낼 수 있는 최대 속도는 초속 10m에 달했을 것이라는 주장도 있다. 하지만 피미엔토와 동료들은 복원 자료에 기반해, 몸집이 거대한 메가로돈이 이 속도를 냈을 가능성은 거의 없다고 말했다. 몸에 작용하는 물의 저항으로 인해 속도가 줄어들었을 것이다. 하지만 아마도 어린 개체들은 훨씬 더 민첩했을 것으로 예상된다.
연구팀은 위장의 크기와 입이 벌어지는 크기도 추정해냈다. 피미엔토는 “턱의 입구가 아주 커서 정말 큰 먹잇감도 들어갈 수 있었을 것”이라고 말했다. 성체 메가로돈은 현대 범고래 크기의 동물을 단 몇 입으로 먹어치울 수 있었다. 그런 식사를 하고 나면, 그 효과는 상당한 시간 동안 지속됐을 것이다. 피미엔토는 “한 끼 식사로도 아주 먼 거리를 이동할 수 있었을 것”이라고 말했다.
이 모든 것을 바탕으로, 피미엔토와 동료들은 메가로돈을 한 바다에서 다른 바다로 헤엄쳐 가는 게 일상이었던 “대양을 가로지르는 슈퍼 포식자”라고 묘사했다.
이러한 활동성은 ‘온혈동물’이라는 또 다른 특징으로 뒷받침된다. 동물은 그 정도는 다르지만, 환경에 따라 체내 온도가 많이 좌우되는 냉혈동물 또는 자체적으로 열을 발생시켜 내부 온도를 조절하는 온혈동물의 특성을 갖는다.
2016년에 페론과 그의 동료들은 메가로돈의 국부적 내온성(동물의 체온이 주로 체내에서 발생하는 대사열로 유지되는 상태 또는 특성)에 대한 몇 가지 증거를 제시했다. 이 상어가 주위의 물보다 신체 일부를 더 따뜻하게 유지할 수 있었다는 것이다. 그리고 2023년 6월, 시마다와 김박사를 포함한 연구팀은 이빨 화석에 있는 광물을 연구해 메가로돈이 부분적으로 온혈동물의 특징을 가졌다는 화학적 증거를 추가로 발표했다.
김 박사는 “메가로돈이 해양 포유류만큼 따뜻했던 것은 아닌 것 같다”고 말했다. 신체 말단부가 아닌 몸의 중심에서 내부 열을 발생시켰을 수도 있고, 몸집이 커서 열을 유지하는 데 도움이 되었을 수도 있다. 어느 쪽이든 내부는 따뜻했을 것이다. 김 박사는 “이는 정말 큰 이점”이라고 말했다. 이러한 특성은 더 멀리, 더 빨리 헤엄칠 수 있게 해주고 더 차가운 물에도 들어갈 수 있게 해주기 때문이다.
그렇다면 이 특별한 동물은 어떻게 진화했을까?
진화와 멸종
수천만 년에 걸쳐 점진적으로 서로 다른 종으로 진화한 일련의 오토두스 종 중 가장 최근의 종으로 밝혀진 것은 ‘O. 메가로돈’이다. 피미엔토는 “시간이 흐르면서 메가로돈의 크기도 커졌다”며, 몸길이는 O. 메가로돈과 함께 절정에 달했다고 설명했다.
좀 더 넓게 보면 오토두스는 ‘악상어목’에 속한다. 악상어목은 공룡 시대에 다른 상어와 분기됐다. 피미엔토는 “대부분의 상어가 1m 정도였던 반면, 이 상어는 대부분 3m였다”고 말했다.
이렇게 종의 크기가 커지자, 이 상어 종은 체온 조절 능력을 진화시켰다. 이를 통해 후대의 악상어목은 정말 거대하게 성장할 수 있었지만, 환경이 그들이 살아갈 수 있을 만큼 풍족할 때만 가능했다.
하지만 메가로돈의 크기와 온혈성이 몰락의 원인이었을 지도 모른다. 피미엔토는 “해수면이 낮아지고 먹이가 부족해지자 메가로돈이 멸종했다”고 말했다.
2017년, 그녀와 동료들은 메가로돈을 비롯한 수많은 대형 해양 동물이 대거 멸종한 흔적을 찾아냈다. 그녀는 “(멸종된) 모든 동물의 신진대사량 요구치가 높았다”고 말했다. 먹이가 부족해지자, 메가로돈의 온혈 생활 방식을 위해 필요한 에너지를 감당하기 힘들었던 것이다.
김 박사는 “여러분이 메가로돈이고 몸집이 너무 크다면, 생존을 위해 엄청난 양의 먹이가 있어야 한다”고 말했다.
이 멸종이 일어난 것은 수백만 년 전이다. 피미엔토와 동료들의 2014년 연구에선 멸종 시점을 260만 년 전으로 추정했지만, 2019년에 나온 다른 연구의 멸종 시점은 350만 년 전으로 거슬러 올라간다. 시마다는 보다 이른 시점이 “더 신뢰할 만하다”고 말했다.
정확한 시점은 확인이 필요하겠지만, 분명한 것은 메가로돈이 더 이상 존재하지 않는다는 사실이다. 광활한 지역에서 사냥했고 종종 고래와 같은 큰 동물을 목표로 삼았다는 점을 고려하면, 만약 메가로돈이 아직 지구에 남아있는데 인류가 발견하지 못했을 가능성은 없다. 연구자들은 메가로돈이 어떻게든 살아남았다는 것을 암시하는 영화는 그저 상상일 뿐이라고 말한다.
시마다는 “메가로돈이 멸종됐고 화석 기록으로만 존재한다는 사실을 사람들에게 아주 많이 설명해왔다”고 말했다. 그는 또 메가로돈이 공룡 시대에 존재했다고 생각하는 사람들도 있는데, 사실 메가로돈은 훨씬 더 늦은 시점인 2300만 년 전에 진화한 것으로 추정된다고 덧붙였다.
만약 그 시점이 맞다면, 메가로돈은 놀라울 정도로 오랫동안 지구에 존재했을 것이다.
이 거대한 상어는 더 이상 우리와 함께하지 않지만, 지구에는 또 다른 거대 상어가 있다. 고래상어는 정점의 포식자로서가 아니라 조용히 플랑크톤을 먹어치우면서 비슷한 크기에 도달했다. 피미엔토는 “(몸집이 거대해지는 데는) 두 가지 경로가 있었다”고 말했다.
“20m짜리 거대 상어(메가로돈)는 더 이상 이 지구에 없습니다. 하지만 몸길이가 20m에 육박하는 또 다른 상어, 고래상어가 오늘날에도 여전히 살아 있죠.”
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