어릴 적 공룡 그림책을 보면 대부분의 공룡이 칙칙한 회색이나 올리브색, 아니면 갈색 계열로 그려져 있었다. 사실 지금도 많은 사람들이 공룡 하면 그런 색을 떠올린다. 파충류처럼 둔탁하고 어두운 색. 뭔가 위협적이면서도 생기가 없는 색. 그런데 최근 20년 사이에 고생물학은 이 오래된 통념을 완전히 뒤집기 시작했다. 공룡은 어쩌면 우리가 상상했던 것보다 훨씬 더 화려하고, 다채롭고, 심지어 아름다웠을지도 모른다.
이 이야기는 단순한 추측이 아니다. 화석 속에 보존된 아주 작은 세포 구조 — 멜라노솜 — 를 분석하는 기술 덕분에, 과학자들은 수천만 년 전 공룡의 실제 색을 직접 들여다볼 수 있게 됐다. 처음 그 연구 결과를 접했을 때 솔직히 놀랐다. '이게 정말 가능한 일인가?' 싶었다.
멜라노솜 분석 기술을 통해 시노사우롭테릭스의 줄무늬 꼬리, 마이크로랩터의 금속성 깃털 등 실제 공룡의 색깔이 하나씩 밝혀지고 있다. 공룡의 색은 단순한 외모가 아니라 위장, 구애, 생존 전략과 깊이 연결되어 있었다.
화석에서 색을 읽어낸다는 것 — 멜라노솜이란 무엇인가
색깔은 원래 화석으로 남지 않는다고 여겨졌다. 피부나 깃털의 색소는 유기물이라 분해되기 마련이고, 수천만 년이 지나면 흔적도 없이 사라진다는 게 상식이었다. 그래서 오랫동안 고생물학자들은 공룡의 색깔 문제를 그냥 "알 수 없는 것"으로 분류해뒀다.
그런데 2008년 영국 브리스톨 대학의 마이크 뷰턴(Mike Benton) 연구팀과 예일 대학의 리처드 프럼(Richard Prum) 팀이 각각 주목한 것이 있었다. 바로 멜라노솜(melanosome)이었다. 멜라노솜은 피부와 깃털 세포 안에 들어 있는 아주 작은 색소 과립으로, 동물의 색깔을 결정하는 핵심 구조다. 그런데 놀랍게도 이 멜라노솜은 화석화 과정에서 완전히 분해되지 않고 그 형태가 보존될 수 있다는 사실이 밝혀졌다.
멜라노솜의 형태는 색깔과 밀접하게 연관되어 있다. 소시지처럼 길쭉한 모양의 멜라노솜은 검은색이나 진한 갈색을 만들고, 동그란 공 모양에 가까울수록 붉은빛이나 황갈색 계열을 낸다. 과학자들은 현생 조류의 깃털에 있는 멜라노솜과 화석에서 발견된 멜라노솜을 비교 분석함으로써, 마치 색깔의 암호를 해독하듯 수억 년 전 생물의 색을 복원해낼 수 있게 된 것이다.
물론 이 방법이 완벽하지는 않다. 박테리아가 만드는 바이오필름이 멜라노솜처럼 보일 수 있다는 논쟁도 있었고, 색소의 모든 종류가 다 멜라노솜으로 남는 것은 아니다. 하지만 기술이 정교해지면서 전자현미경과 에너지 분산형 X선 분석 등을 결합해 멜라노솜과 박테리아를 구분하는 방법도 발전했다. 지금은 꽤 신뢰할 수 있는 결과를 내놓는 수준이다.
시노사우롭테릭스: 빨간-하얀 줄무늬를 가진 공룡
멜라노솜 분석의 첫 번째 주인공은 시노사우롭테릭스(Sinosauropteryx)였다. 1994년 중국 랴오닝성에서 발견된 이 공룡은 닭보다 약간 큰 수각류로, 깃털처럼 생긴 원시적인 섬유질 구조로 온몸이 덮여 있었다. 발견 당시에도 꽤 화제였지만, 2010년에 발표된 연구는 또 다른 차원의 충격을 안겨줬다.
당시 영국 브리스톨 대학을 중심으로 한 국제 연구팀은 시노사우롭테릭스의 깃털 화석에서 멜라노솜을 분석했고, 꼬리 부분에서 놀라운 패턴을 발견했다. 꼬리는 붉은빛이 도는 밤색과 하얀색이 번갈아 나타나는 줄무늬였던 것이다. 마치 현재의 너구리나 어떤 종류의 고양이과 동물처럼, 뚜렷한 고리 무늬를 가진 꼬리. 게다가 머리 위에는 오렌지-갈색의 작은 볏 같은 구조가 있었을 가능성도 제시됐다.
이 연구가 발표된 뒤 학계의 반응은 엇갈렸다. 색깔 복원이 너무 성급하다는 비판도 있었지만, 방법론 자체의 타당성은 점점 더 많은 연구자들에게 인정받았다. 시노사우롭테릭스는 그 자체로 작은 혁명이었다. 공룡의 색깔을 "복원"하는 것이 단순한 예술적 상상이 아니라 과학적 분석의 영역에 들어왔음을 알리는 신호탄이었으니까.
마이크로랩터: 까마귀 같은 무지갯빛 공룡
그로부터 2년 후인 2012년, 이번에는 더 극적인 발표가 나왔다. 마이크로랩터(Microraptor)에 관한 연구였다. 마이크로랩터는 네 개의 날개를 가진 소형 수각류로, 역시 중국 랴오닝에서 발견됐다. 비행 능력이 있었는지에 대해서는 아직도 논쟁이 있지만, 나무 위를 활공하거나 짧은 거리를 날았을 가능성이 높다고 여겨진다.
연구팀이 마이크로랩터의 깃털 화석을 분석했을 때, 발견된 멜라노솜은 아주 가늘고 납작한 형태를 띠고 있었다. 이 형태는 현생 조류 중에서도 까마귀과에서 많이 나타나는데, 이런 구조는 단순히 검은색 색소를 만드는 게 아니라 빛과 간섭을 일으켜서 보는 각도에 따라 색이 달라지는 무지갯빛, 즉 금속성 광택(iridescence)을 낸다.
결론은 충격적이었다. 마이크로랩터의 깃털은 어두운 바탕에 빛이 닿으면 파란빛이나 녹색빛으로 반짝이는 금속성 광택을 띠었을 가능성이 높다. 현재 까마귀 깃털이 햇빛 아래에서 보랏빛이나 초록빛으로 반짝이는 것과 비슷하게. 이 공룡은 단순히 검은색 공룡이 아니라, 살아있을 때는 빛 속에서 영롱하게 빛났을지도 모른다는 이야기다.
"마이크로랩터는 오늘날의 까마귀처럼 전체적으로 어두우면서도, 적절한 빛 아래에서는 무지갯빛으로 반짝이는 깃털을 가졌을 것이다." — 2012년 사이언스지 게재 연구팀
이 연구 결과를 접했을 때 개인적으로 가장 먼저 든 생각은 '이걸 직접 봤다면 얼마나 아름다웠을까'였다. 백악기 숲속, 나뭇가지 위에 앉아 날개를 펼치는 마이크로랩터가 태양 아래에서 초록빛으로 번쩍이는 장면. 상상만으로도 꽤 강렬하다.
앙킬로사우루스의 위장 전략 — 카운터셰이딩
색깔 연구는 깃털이 있는 소형 공룡에만 국한되지 않는다. 갑옷처럼 두꺼운 골판과 꼬리 망치로 유명한 앙킬로사우루스(Ankylosaurus)류 공룡에서도 흥미로운 색채 증거가 발견됐다.
2017년 캐나다에서 발견된 보레알로펠타(Borealopelta markmitchelli)는 역사상 가장 잘 보존된 갑옷공룡 화석 중 하나다. 껍질, 비늘, 골판의 구조가 거의 그대로 남아 있어 연구자들은 이 화석에서도 멜라노솜을 채취해 분석했다. 그 결과 이 공룡의 몸 색깔은 등 쪽은 붉은 갈색이고 배 쪽은 더 밝은 색인 카운터셰이딩(countershading), 즉 반음영 위장색을 띠었을 것으로 밝혀졌다.
카운터셰이딩은 사슴이나 많은 포유류, 그리고 상어 등에서도 발견되는 색채 전략이다. 등이 어둡고 배가 밝으면, 위에서 내리쬐는 빛에 의해 생기는 몸의 음영이 상쇄되어 실루엣이 평평하게 보인다. 결과적으로 주변 환경에 더 잘 섞이는 효과가 생긴다. 그런데 흥미로운 점은, 보레알로펠타처럼 이미 두꺼운 갑옷을 입은 공룡이 왜 이런 위장색을 가졌냐는 것이다.
연구자들은 이 질문에 대해 한 가지 가능성을 제시했다. 갑옷이 있어도 새끼 시절이나 특정 상황에서는 포식자에게 노출될 위험이 있고, 혹은 보레알로펠타가 살던 생태계에 그보다 훨씬 강한 포식자가 있었을 것이라는 추론이다. 갑옷을 두른 탱크 같은 공룡조차도 숨어야 했다면, 그 시대 생태계가 얼마나 치열했는지를 간접적으로 보여주는 증거이기도 하다.
색깔의 기능 — 왜 그 색이었을까
위장과 생존
앙킬로사우루스류의 카운터셰이딩처럼, 공룡의 색깔 중 많은 부분은 생존을 위한 위장과 관련이 있었을 것이다. 특히 작은 초식 공룡이나 새끼 공룡들에게 포식자의 눈을 피하는 것은 생사가 달린 문제였다. 숲속에서 잎사귀 색과 비슷한 녹색이나 갈색 계열의 색깔은 기본적인 생존 도구였을 가능성이 크다.
물론 반대의 경우도 있다. 경고색이라는 것이 있다. 독이 있거나 공격적인 동물은 오히려 눈에 잘 띄는 강렬한 색으로 "나에게 접근하지 마라"는 신호를 보낸다. 일부 공룡도 이런 전략을 썼을 가능성이 있다. 특히 뿔이나 볏, 외장 구조가 발달한 공룡들에서 이런 경고색 기능을 의심해볼 수 있다.
구애와 번식
현생 조류에서 수컷의 화려한 깃털은 번식기에 암컷을 유혹하는 데 결정적인 역할을 한다. 공작의 꼬리깃, 극락조의 장식 깃털, 물총새의 파란 광택 — 이 모든 것이 "나는 유전적으로 건강하고 좋은 짝이다"라는 신호다. 공룡도 같은 방식으로 색깔을 사용했을 가능성이 충분하다. 특히 마이크로랩터의 금속성 무지갯빛 깃털은 위장보다는 구애용 디스플레이에 가깝다는 해석이 유력하다. 빛에 따라 색이 달라지는 깃털은 숨는 데는 전혀 도움이 안 되지만, 보여주는 데는 최적이니까.
볏이나 뼈 구조로 된 장식이 발달한 파라사우롤로푸스나 케라톱스류 같은 공룡들도 색깔과 무관하지 않았을 것이다. 이 구조물들이 혈관이 발달해 있어 피가 많이 흘렀다는 연구도 있는데, 이는 색이 변하거나 붉어지는 등의 시각적 신호로 활용됐을 가능성을 시사한다.
체온 조절과 종 인식
색깔은 체온 조절에도 영향을 미친다. 어두운 색은 열을 더 흡수하고, 밝은 색은 반사한다. 냉혈 혹은 중온성이었을 것으로 보이는 일부 공룡들에게 색깔은 체온을 관리하는 도구였을 수도 있다. 또한 같은 종 내에서 서로를 알아보는 시각적 신호로도 기능했을 것이다. 특히 무리 생활을 했던 공룡들 사이에서 색깔은 중요한 사회적 커뮤니케이션 수단이었을 가능성이 있다.
왜 T. rex의 색깔은 알기 어려운가
여기서 자연스럽게 생기는 궁금증 하나. 그렇다면 티라노사우루스 렉스는 무슨 색이었을까? 솔직히 말하면, 현재로서는 알기가 매우 어렵다. 이유는 몇 가지가 있다.
가장 큰 이유는 깃털의 부재다. 멜라노솜 분석이 가능한 이유는 깃털이나 얇은 피부 조직이 화석화 과정에서 남을 수 있기 때문이다. 그런데 성체 티라노사우루스처럼 큰 공룡은 피부가 두껍고 깃털이 없거나 아주 제한적으로만 있었을 것으로 추정된다. 실제로 발견된 대형 수각류의 피부 화석 인상을 보면 비늘처럼 생긴 거친 피부 구조가 나타난다. 깃털이 없다면 멜라노솜도 보존되지 않고, 색깔을 분석할 방법이 없다.
두 번째 이유는 보존 조건이다. 대형 공룡의 경우 사후에 몸이 빠르게 분해되기 때문에, 색소 구조가 화석에 남을 가능성이 더 낮다. 중국 랴오닝처럼 화산재나 미세한 퇴적물이 빠르게 덮어 공기를 차단해야 유기 구조가 보존되는데, 그런 조건이 대형 동물에게 일어나기는 훨씬 드물다.
그렇다면 T. rex는 어떤 색이었을까? 현재로서는 가능성을 제한적으로 추론할 수밖에 없다. 아마도 거대한 몸집과 이미 그 자체로 무시무시한 외모를 가졌기 때문에, 굳이 화려한 색깔이 필요하지 않았을 수도 있다. 현재 코모도왕도마뱀처럼 거대한 육식 파충류가 칙칙한 갈색 계열인 것처럼. 하지만 이것도 추측일 뿐이다. T. rex가 사실은 선홍색 줄무늬를 가졌을 수도 있고, 누구도 장담할 수 없다.
공룡과 색각 — 그들은 색을 볼 수 있었을까
색깔이 의미를 가지려면, 상대방이 그 색을 볼 수 있어야 한다. 그렇다면 공룡들은 색을 제대로 인식했을까? 이 질문에 대한 답도 꽤 흥미롭다.
현생 파충류 중 도마뱀과 거북은 사색형 색각, 즉 네 가지 종류의 광수용체를 가지고 있다. 인간은 삼색형(적, 녹, 청)이고 개는 이색형이다. 새는 네 가지 광수용체를 가지며 그 중 하나는 자외선 영역까지 감지한다. 공룡은 현생 조류와 파충류의 공통 조상에서 갈라졌기 때문에, 아마도 이들처럼 뛰어난 색각을 가졌을 가능성이 높다. 특히 새와 직접 연결되는 수각류 공룡의 경우는 더더욱 그렇다.
만약 공룡이 자외선을 포함한 사색형 색각을 가졌다면, 그들이 서로를 바라보는 세계는 인간의 눈에는 보이지 않는 차원까지 펼쳐졌을 것이다. 우리 눈에는 그냥 갈색으로 보이는 깃털도, 공룡의 눈에는 자외선 형광 패턴으로 가득 찬 화려한 신호였을 수 있다. 생각해보면 꽤 아찔한 이야기다. 그들의 세계는 우리가 상상하는 것보다 훨씬 시각적으로 풍부했을 것이다.
앞으로 밝혀질 것들 — 기술의 발전과 기대
현재 멜라노솜 분석 기술은 계속 발전하고 있다. 단순한 형태 비교를 넘어서, 화학적 성분 분석까지 결합하면 더 정확한 색깔 복원이 가능해진다. 카로티노이드 계열의 색소나 구조색에 의한 색깔도 일부 화석에서 추적할 수 있는 방법이 연구되고 있다. 중국, 캐나다, 몽골 등 세계 각지의 양질의 화석 산지에서 새로운 표본이 계속 발굴되고 있고, 각각의 화석이 색깔 연구의 새로운 데이터가 될 수 있다.
아직 색깔이 밝혀지지 않은 공룡들이 훨씬 더 많다. 그리고 앞으로 기술이 발전하면 지금은 불가능하다고 여기는 대형 공룡의 색깔에도 어떤 단서를 찾을 수 있을지 모른다. 과학은 늘 "불가능하다"는 말을 가장 즐겨 뒤집으니까.
공룡은 생각보다 훨씬 더 화려했다
이 모든 연구들이 가리키는 방향은 하나다. 공룡은 우리가 오랫동안 상상해온 것보다 훨씬 더 다채롭고 화려한 존재였다는 것. 회색 도마뱀 같은 이미지는 사실과 거리가 멀 가능성이 크다. 일부는 붉은 줄무늬를 가졌고, 일부는 밤하늘처럼 무지갯빛으로 빛났으며, 또 일부는 정교한 위장색으로 숲속에 녹아들었다.
그리고 이것은 단지 "예뻤다"의 문제가 아니다. 색깔은 생존이었고, 번식이었고, 소통이었다. 공룡들은 색을 통해 세상과 대화하고, 자신을 보호하고, 후대를 이어갔다. 그 색깔 속에는 수백만 년의 진화가 새겨져 있다.
지금 박물관에 걸린 칙칙한 복원도들을 다시 보면 어쩐지 공룡들에게 미안해진다. 그들은 그것보다 훨씬 아름다웠을지도 모른다. 앞으로 10년, 20년 후에 과학이 더 많은 것을 밝혀내면, 우리는 공룡을 완전히 다른 눈으로 바라보게 될 것이다. 어쩌면 공룡의 세계는 지금의 열대우림 속 새들처럼 — 상상을 초월할 만큼 찬란하고 소란스러운 색깔로 가득했을지도 모른다.
멜라노솜 분석 기술을 통해 시노사우롭테릭스(2010)의 붉은-하얀 줄무늬 꼬리, 마이크로랩터(2012)의 금속성 무지갯빛 깃털, 보레알로펠타(앙킬로사우루스류)의 카운터셰이딩 위장색이 밝혀졌다. 공룡의 색깔은 위장·구애·경고 등 다양한 기능을 가졌으며, 사색형 색각을 가졌을 공룡들은 자외선까지 포함한 풍부한 시각 세계를 살았을 가능성이 크다. T. rex 같은 대형 공룡은 깃털과 연조직 보존의 한계로 색깔 규명이 여전히 어렵지만, 기술의 발전에 따라 더 많은 비밀이 밝혀질 전망이다.