우리가 공룡 그림에서 보는 회색, 초록색, 갈색은 대부분 화가의 상상이었다. 화석은 뼈만 남기고 색깔은 남기지 않는다 — 적어도 2008년 이전까지는 그렇게 생각했다. 그러나 현재 고생물학자들은 실제로 1억 년이 넘은 공룡의 색깔을 과학적으로 복원하고 있다. 멜라노솜이라는 색소 세포의 흔적이 화석에 남아 있기 때문이다. 공룡에게 어떤 색깔이 있었는지 알아보자.
| 멜라노솜 — 색깔 복원의 열쇠
멜라노솜(melanosome)은 멜라닌 색소를 담는 세포 소기관이다. 동물의 피부나 깃털 세포 안에 있으며, 그 형태에 따라 만들어지는 색깔이 다르다.
- 유멜라노솜(Eumelanosome): 긴 타원형 — 검정, 진한 갈색 생성
- 페오멜라노솜(Phaeomelasome): 둥근 형태 — 붉은색, 황갈색 생성
- 구조색 생성 멜라노솜: 특정 배열로 무지개빛, 금속 광택 생성
놀라운 것은 이 멜라노솜이 화석화 과정에서 일부 보존된다는 사실이다. 2008년 예일대 리처드 프럼(Richard Prum) 팀이 처음 화석 조류 깃털에서 멜라노솜을 확인했고, 이후 기술이 발전하면서 공룡 깃털과 피부에서도 멜라노솜 구조를 읽어낼 수 있게 됐다.
| 앙코르니스 — 최초로 색깔이 복원된 깃털 공룡
2010년 마이클 비튼(Michael Pittman) 팀이 발표한 연구는 앙코르니스(Anchiornis huxleyi)의 깃털 색을 복원하는 데 성공했다. 연구팀은 화석 깃털의 다양한 부위에서 멜라노솜 표본을 채취해 형태를 분석하고, 현생 새의 멜라노솜 데이터베이스와 대조했다.
결과는 놀라웠다. 앙코르니스는 전혀 단순한 색깔이 아니었다. 머리 꼭대기의 크레스트는 붉은색(페오멜라노솜 다수), 얼굴은 검은 반점이 있는 흰색, 몸통과 날개는 검정, 날개 끝의 일부 깃털에는 흰 반점 패턴이 있었다. 1억 5,000만 년 전 공룡이 현생 딱따구리나 까치처럼 화려한 대비 패턴을 가졌다는 것이다.
| 카이홍 — 무지개빛 공룡
2018년 발표된 카이홍(Caihong juji, 중국어로 "아름다운 무지개"라는 뜻)은 더욱 화려했다. 약 1억 6,100만 년 전 쥐라기 중기에 살았던 이 소형 공룡의 머리와 목 부위 깃털에서 편평하고 넓은 판 모양 멜라노솜이 발견됐다. 이 구조는 현생 벌새의 구조색 깃털에서 나타나는 것과 동일한 형태다. 즉 카이홍의 머리는 빛의 각도에 따라 색이 바뀌는 무지개빛 광택을 냈을 것이다. 공룡 시대에 이미 벌새 같은 화려함이 존재했다.
| 시노사우롭테릭스 — 너구리 같은 줄무늬
깃털이 최초로 확인된 공룡 시노사우롭테릭스(Sinosauropteryx)의 색깔도 2010년 복원됐다. 분석 결과 시노사우롭테릭스는 등 쪽은 진한 갈색(유멜라노솜 우세), 배 쪽은 밝은 크림색이었으며 꼬리에는 진한 갈색과 흰색이 교대로 나타나는 줄무늬가 있었다. 너구리의 꼬리 줄무늬와 유사한 패턴이다. 이 패턴은 포식자로부터 숨거나 동종에게 신호를 보내는 기능을 했을 것으로 보인다.
| 비행하지 않는 대형 공룡의 색깔은?
아쉽게도 티라노사우루스, 트리케라톱스 같은 대형 공룡의 색깔은 아직 복원되지 않았다. 현재 멜라노솜 분석 기술은 깃털이나 매우 얇은 피부에서만 색소 구조를 읽어낼 수 있기 때문이다. 두꺼운 비늘 피부를 가진 대형 공룡은 다른 접근법이 필요하다. 그러나 현생 동물 연구에서 힌트를 얻을 수 있다. 대형 동물들은 일반적으로 체온 조절과 위장을 위해 단순한 색깔(갈색, 회색, 올리브색)을 가지는 경향이 있다. 코끼리, 코뿔소, 하마가 대표적이다.
흥미로운 예외도 있다. 현생 코뿔소새, 큰부리새, 공작은 매우 큰 몸에도 화려한 색깔을 가진다. 따라서 트리케라톱스의 프릴이나 스테고사우루스의 등판에 색소가 있어 화려한 색깔 과시 기능을 했을 가능성은 충분히 열려 있다.
| 위장 패턴 — 포식자와 피식자의 색깔 전략
2016년 발표된 연구는 프시타코사우루스(Psittacosaurus)의 피부 화석에서 색소 분포 패턴을 분석했다. 결과는 놀랍게도 현재의 많은 초식동물처럼 등 쪽이 어둡고 배 쪽이 밝은 역음영(countershading) 패턴이었다. 역음영은 빛이 위에서 아래로 비추는 환경에서 동물의 입체감을 지워 포식자의 눈에 덜 띄게 만드는 전략이다. 이는 프시타코사우루스가 밀림보다는 개방된 삼림 환경에서 살았을 가능성과도 일치한다.
| 최신 기술 동향 — 2022년 이후
2022년 이후로는 질량 분석법(mass spectrometry)과 싱크로트론 X선 분석을 결합해 더 정밀하게 색소 분자 자체를 감지하는 연구들이 발표되고 있다. 이 방법을 이용하면 멜라노솜 형태뿐 아니라 카로티노이드(주황, 노랑 색소)나 포르피린(붉은색 일부) 같은 다른 색소 분자의 흔적도 찾을 수 있다. 향후 10년 안에 색깔이 복원되는 공룡 표본이 지금보다 훨씬 늘어날 것이 확실하다.
공룡 복원도가 모두 화려한 깃털과 선명한 색깔로 바뀌어가는 건 단순한 유행이 아니다. 화석 과학이 직접 내린 결론이다. 먼 미래에는 주요 공룡들의 색깔 지도가 완성될지도 모른다. 그때 우리가 상상해온 칙칙한 회색 공룡의 이미지는 완전히 다른 모습으로 대체될 것이다.