공룡이 무슨 색깔이었는지 어떻게 알죠? |렌 블로크(Len Bloch)

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미그로랩토르는 반짝이는 검은 색을 가진 네 발 달린 육식동물이었습니다. 하지만 이 정보가 화석에서 왔다면 어떻게 우리가 그 색깔을 확신할 수 있죠? 렌 블로크는 증거들을 화석의 세심한 관찰과 빛과 색의 물리학에 대해 잘 알고 있어야 알아낼 수 있다고 말하고 있습니다.

렌 블로크 제작, 폴 뉴웰 그림.

이것은 미크로랩터입니다.

이 공룡은 2 피트 정도의 길이에
날개가 4개가 달린 육식 공룡입니다.

이 공룡은 물고기를 잡아 먹었고

약 1억 2천만 년 전에 살았습니다.

우리가 아는 건 이들이
이렇게 생긴 화석에서 왔다는 겁니다

그러면 여기 보이는 공룡의 색깔은
그저 미술가의 상상일 뿐일까요?

아닙니다!

고생물학자들이 화석 안에 있는
'증거'들을 분석해냈기 때문에

우리는 이 반짝이는 검은 색깔이
정확하다는 것을 알 수 있지요.

하지만 그 증거들을 발견해내려면
화석을 세심히 관찰해 봐야 합니다.

또한 빛과 색의 물리학에 대해서도
깊은 이해를 가지고 있어야 하지요.

일단, 실제 화석을 볼 때엔
이런 것밖에 안 보입니다.

여러 뼈와 깃털의 자국들이 남긴
미네랄 흔적들만 보이지요.

그리고 이 흔적들로부터

우리는 이 미크로랩터 깃털들이

현대의 새들의 깃털과
비슷하다는 것을 알아낼 수 있습니다.

그러면 무엇이 이 새들에게
각자의 독특한 색깔을 주는 것일까요?

대부분의 깃털들은 한 두개의
색소들을 가지고 있습니다.

홍관조의 밝은 빨간색은
카로티노이드라는 색소로 만들어집니다.

당근이 주황색을 띠게 하는
색소이기도 하지요.

이때 새의 얼굴에 있는 검은색인 이유는
멜라닌이라는 색소 때문이랍니다.

우리의 피부와 머리카락을
검게하는 색소이기도 하지요.

하지만 새의 깃털에서는,
멜라닌은 단순한 색소가 아니랍니다.

멜라닌에는 멜라노솜이라는
무지개의 모든 색을 낼 수 있는

속이 텅 비어있는
나노 구조물들이 있답니다.

멜라노솜의 원리를 이해하려면

빛에 대한 몇가지를 기억해
보는 것도 도움이 될 것입니다.

빛은 기본적으로 우주 공간을 이동하는
전자기파입니다. 파동이라는 것이지요.

이때, 파동의 꼭대기는 마루라고 부르고

두 마루의 사이를 파장이라고 부릅니다.

붉은 빛의 마루들은 서로
대략 700나노미터씩 떨어져 있습니다.

이때 보랏빛의 파장은
그것보다도 더 짧답니다.

대략 400 나노미터 정도가 되지요.

그런데 이때 만약 빛이 텅텅 비어있는
멜라노솜의 얇은 앞쪽 표면에 닿으면

일부는 반사되고 일부는 통과됩니다.

그리고 통과된 빛의 일부는 다시
뒤쪽 표면에 부딪혀 반사됩니다.

그 두개의 반사된 파동들은
상호작용을 하게 됩니다.

보통은 서로를 상쇄시키지만

반사된 빛의 파장이

반사된 두 파동 사이의 거리와 같아지면

서로를 강화시킵니다.

초록빛은 약 500 나노미터의
파장을 가지고 있습니다.

그래서 약 500 나노미터의
파장을 가진 멜라노솜들은

초록색을 방출하고

더 짧은 파장을 가진
멜라노솜들은 보랏빛을 방출합니다.

더하여, 파장이 더 긴 것들은
붉은 빛을 방출하는 것이지요.

물론, 이런 현상의 실제 원리는
방금 전의 설명보다는 훨씬 복잡하답니다.

멜라노솜들은 세포들 속에
다른 것들과 같이 들어가 있습니다.

그래서 멜라노솜들의 배열 또한
이런 원리에 중요한 요소가 되지요.

그러면 마이크크로랍토르 화석으로
한 번 돌아가봅시다.

과학자들은 이 깃털의 흔적들을
아주 강력한 현미경으로 관찰했을 때

멜라노솜과 같이 생긴
나노 구조물들을 발견했습니다.

또한 이후 찍은 X선 분석 결과로
멜라노솜이라는 걸 확신하였습니다.

그 분석물에는 멜라닌의 부패로 생겨나는
미네랄들을 함유하고 있었기 때문이지요.

그 이후, 과학자들은 하나의 화석에서
20개의 깃털들을 골랐고

그 깃털들에 있는 멜라노솜 모두가
서로 똑같다는 것을 발견하였습니다.

고로 과학자들은 이 공룡은 한 색으로
되어있음을 확신할 수 있게 된 것이죠.

또 과학자들은 미크로랍토르의 멜라노솜과
현대의 새들의 멜라노솜을 서로 비교했고

완벽한 일치는 아니지만,
오리들의 청록 무지갯빛 깃털들과

미크로랩터의 깃털들이
매우 비슷함을 발견하였습니다.

그리고 멜라노솜들의 정확한 크기와
배열을 관찰함으로써

과학자들은 미크로랍토르의 깃털들은
검정 무지갯빛이란 것을 알아냈답니다.

이제는 화석에 있는
깃털의 색깔을 알 수 있게 되니

고생물학자들은 잘 보존된 멜라노솜들을
가지고 있는 화석들을 찾고 있습니다.

또한 고생물학자들은 벨로시랩터를
포함한 많은 공룡들이

아마도 깃털을 가지고
있었을 것임을 밝혀냈답니다.

고로 몇몇 영화들은 생물학적으로는
그리 정확치 않을 수도 있다는 겁니다.

참 똑똑하기도 하지요.