뼈, 그리고 척추동물의 진화

매슈 F. 보넌 지음 | 황미영 옮김

뿌리와이파리 2020년 08월 04일 출간 종이책 : 2018년 11월 28일 출간

작품소개

책소개

▶ 척추동물의 진화에 관한 내용을 담은 전문서적입니다.

목차

머리말

제1부 기초 닦기
1. 들어가며: 척추동물과 자동차는 어떻게 비슷하면서도 비슷하지 않은가
2. 심원한 시간으로의 진화, 해부구조의 내력

제2부 척추동물 몸틀의 기원과 초기 진화
3. 척추동물의 기본 몸틀 유추하기
4. 골격의 진화

제3부 유악 척추동물의 몸틀과 어류 몸틀의 진화
5. 유악 척추동물의 몸틀: 첫걸음
6. 판피어류와 연골어류
7. 경골어류 1탄
8. 경골어류 2탄

제4부 척추동물의 몸틀, 육지로 이동하다
9. 사지동물의 몸틀: 첫걸음
10. 사지동물 몸틀의 과도기
11. 양서류의 몸틀
12. 양막류의 몸틀: 첫걸음, 그리고 진정한 양막류가 등장하기까지

제5부 비늘로 뒤덮이다 I: 초기 파충류부터 바다 괴물에 이르는 파충류의 몸틀
13. 일단 현대 도마뱀과 투아타라로부터
14. 초기 파충류와 거북
15. 뱀과 해양 파충류

제6부 비늘로 뒤덮이다 II: 시대를 지배했던 지배파충류의 몸틀
16. 지배파충류의 몸틀 1탄: 현대의 지배파충류
17. 지배파충류의 몸틀 2탄: 지배파충류의 자세와 다양성에 대한 첫걸음
18. 지배파충류의 몸틀 3탄: 익룡과 공룡, 그리고 조류의 기원

제7부 털에 압도당하다: 포유류의 몸틀
19. 포유류의 몸틀: 첫걸음
20. 포유류 몸틀의 진화
21. 뇌, 젖, 그리고 포유류의 현대 방산군

감사의 말/ 부록: 시간 카드/ 참고문헌/ 찾아보기

출판사 서평

뼈, 그리고 ‘뼈대 있는 집안’ 척추동물의 5억 년에 걸친 진화를 그려주마!

-호두까기와 가위, 테니스공과 우주복, 카메라 렌즈와 머그잔에 담긴 커피,
갑옷과 소켓렌치, 자동차의 차대와 기어와 바퀴로 푸는 진화의 기계역학

5억 4000만 년 전의 ‘캄브리아 대폭발’ 때, 이미 연골이 있었다. 5억 년 전에는, 상아질과 사기질, 그러니까 이빨을 이루는 딱딱한 성분을 가진 5~7센티미터 길이의 코노돈트가 있었다. 그리고 4억 8000만 년 전, 진정한 의미에서 뼈가 있는 최초의 척추동물, 피부가 껍데기로 이루어진 ‘갑주어류’가 나타난다. 이윽고 4억 5000만 년 전, 입과 아가미주머니를 지탱하는 연골질의 인두궁에서 턱이, 그리고 아마도 위가 턱과 함께 생겨난 이후, 척추동물의 골격은 눈부신 진화의 길을 달려왔다.
그런데, 뼈란 무엇인가. 뼈는 척추동물에게 왜 그토록 중요해졌을까. 공룡은, 거북과 뱀은, 상어와 농어는, 그리고 인간과 원숭이는 왜 그렇게 생겼으며, 어떤 원리와 무슨 이점이 그런 골격의 진화를 추동했을까.

232장의 그림과 사진, 일상의 도구들로 한눈에 들어오는 척추동물의 진화
초식동물의 턱관절은 호두까기, 육식동물의 턱관절은 가위다. 육식동물은 먹이를 조각내는 것이 중요하기 때문에 치열이 턱관절과 일직선으로 위치한다. 가위가 종이를 자르기 위해 힘을 가하는 손잡이가 가윗날과 일직선으로 위치하고 있는 것과 마찬가지다. 자르는 힘은 가윗날의 뒤쪽으로 갈수록 커지고, 자르는 동작은 가윗날의 뒤쪽에서 앞쪽으로 진행된다. 고양이는 날카롭고 칼날 같은 이빨이 턱관절 가까이에 위치하며, 턱관절과 가까운 이빨이 먼저 움직이고 앞쪽의 이빨이 나중에 움직인다. 반면, 말은 턱관절이 치열보다 훨씬 위에 위치해서, 호두까기와 마찬가지로 모든 이빨의 표면이 이어져서 하나의 넓은 표면으로 식물질을 으깬다.
거대한 초식공룡 브라키오사우루스, 카마라사우루스 같은 용각류 공룡의 움직임과 진화과정, 그리고 파충류, 조류, 포유류의 앞다리 자세의 기능적 형태구조를 연구해온 척추고생물학자 매슈 F. 보넌은 동물의 뼈대와 주변의 연조직을 자동차에 비유해 설명한다. 차대는 척추동물의 골격과 비슷하다. 척추동물의 근육과 뼈는 특정한 관절 주위에서 토크를 발생시키는 자동차 기어의 역할을 한다. 전륜구동과 후륜구동을 보자면, 육상 척추동물의 상당수는 뒷다리를 이용해 앞으로 나아가고(후륜구동) 앞다리를 이용해 방향을 조절한다. 나아가, 대퇴골(넙다리뼈)은 그 뼈 주인의 공통조상, 계보, 예상 최고속도, 몸집 등을 말해준다.
그렇다면, 테니스공이 날아가는 모습은 물고기가 저항을 극복하는 원리를 어떻게 설명해줄까? 우주복과 달걀의 공통점은 무엇일까? 카메라 렌즈는 해양 파충류의 눈에 대해 무엇을 말해줄 수 있을까? 머그잔에 담긴 커피가 잘 쏟아지지 않도록 하는 원리를 알면 공룡의 자세를 이해하는 데에 어떻게 도움이 될까?
초보자에게도, 친절한 설명에 더해 해부학과 컴퓨터 응용 모델링을 이용해 지은이 보넌이 직접 그린 그림과 사진 232장이 무척 도움이 된다. 그리하여, 뼈는 무기질화한 특수한 조직으로 콜라겐 같은 연조직과 결합한 무기질(칼슘과 인) 혼합체를 함유하고 있는데, 칼슘과 인은 압축력을 견디는 건물의 콘크리트 역할을 하고, 콜라겐 섬유는 콘크리트 속의 강철봉처럼 뼈의 유연성을 높여준다는 출발점에서 인간의 엉덩이와 커다란 뇌실과 대후두공이라는 지금 위치까지, 5억 년에 걸친 진화의 파노라마가 한눈에 들어온다.
달걀과 내 손목이, 모든 생명체가 완전히 새롭게 보이는 압도적인 책
우주복과 달걀의 공통점으로 돌아가보자. 우주복은 우주에서 생존을 보장하기 위해 개발된 생명유지 장치로, 다양한 목적을 가지고 있다. 첫째, 적절한 기압을 통해 우주비행사의 몸을 지탱한다. 둘째, 흡입할 수 있는 산소를 제공하고, 배출된 이산화탄소를 특수 탱크에 저장한다. 셋째, 착용한 사람의 몸을 둘러싸고 액체를 순환시켜 우주복에 갇혀 있어도 체온이 오르지 않도록 한다. 넷째, 우주에서 차는 기저귀라고 할 수 있는 MAG(최대흡수복)라고 하는 옷 안의 액체 배설물과 고체 배설물을 흡수하여 저장한 후 격리한다.
척추동물의 한 부류인 양막류가 육지에서만 서식하는 데에 성공할 수 있었던 이유 중 하나는 특수한 양막란을 발달시킨 덕분이었고, 배아가 들어 있는 양막류의 알은 우주복과 마찬가지로 배아가 충분히 발달해 생존할 수 있을 때까지 이 새로운 환경의 가혹한 상황으로부터 배아를 보호해야 했다. 초기 사지동물과 양서류가 중력과 건조한 환경에 적응해야 했던 것처럼, 양막류의 배아도 이런 위험한 환경을 비롯한 많은 것들을 견뎌야 했다. 달걀도 그렇다.
달걀이 나온 김에, 질문: 수탉의 정자는 어떻게 딱딱한 껍데기로 덮인 암탉의 알

작가정보

저자(글) 매슈 F. 보넌

저자 : 매슈 F. 보넌
척추동물을 연구하는 고생물학자이자 미국 뉴저지에 있는 스톡턴 대학의 생물학과 부교수다. 초등학교 시절부터 공룡과 과거의 생물체를 재구성하는 작업에 매료되었다. 일리노이주 토박이로 살다가 얼마 전에 뉴저지로 이사한 보넌은 듀페이지 대학(일리노이주 글렌엘린)에서 지구과학으로, 시카고의 일리노이 대학에서 지질학으로 학사학위를 받았고 노던일리노이 대학에서 생물학으로 박사학위를 취득했다. 주요 연구분야는 용각류 공룡의 움직임의 진화과정과 파충류, 조류, 포유류의 앞다리 자세의 기능적 형태구조다. 남아프리카에서 동료와 함께 세 종의 새로운 공룡을 발견하고 기술했으며, 거의 50명에 이르는 학부생 및 대학원생이 척추동물의 기능적 형태구조와 진화에 대한 연구논문을 작성하는 것을 지도했다. 뉴저지주 해먼턴에서 아내이자 동료 학자인 제스 보넌-화이트, 두 아이 퀸과 맥스, 고양이 세 마리, 작은 개 한 마리와 함께 살고 있다.

역자 : 황미영
서강대 컴퓨터공학과를 나와 삼성전자, 노키아 등 휴대폰 회사에서 소프트웨어 개발자로 일한 다음, 서강대 경영전문대학원과 이화여대 통역번역대학원을 졸업하고 번역가로 일하고 있다. 옮긴 책으로 『왜 중국은 세계의 패권을 쥘 수 없는가』(공역), 『돼지가 사는 공장』, 『100개의 지속 가능한 희망』, 『민주주의의 마법에서 깨어나라』, 『우리는 어디에서 와서 누구이고 어디로 가는가』, 『배신』 등이 있다.

감수 : 박진영
고생물학자이자 과학책과 그림책을 쓰는 작가다. 강원대 지질학과를 졸업하고 전남대에서 고생물학 전공으로 석사학위를 받은 뒤 서울대 고생물학실험실에서 박사과정을 밟고 있다. 서대문자연사박물관 방문연구원이기도 하다. 우리나라 도마뱀과 목긴공룡, 그리고 새 화석에 관한 논문들을 썼고, 지금은 아시아의 거북과 갑옷공룡 화석을 연구하고 있다. 지은 책으로 『박진영의 공룡 열전』, 『박물관을 나온 긴손가락사우루스』, 『공룡이 그랬어요』, 『공룡이 돌아온다면』, 『신비한 공룡 사전』 등이 있다.

번역 황미영