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펭귄이 더위를 이겨내고 남쪽으로 향하는 방법

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펭귄처럼 가혹한 남극에서 살아남기 위해 진화한 동물은 거의 없습니다. 황제 펭귄과 같은 종은 단열 깃털의 겹겹이 겹겹이 겹겹이 겹겹이 쌓여 있고, 체열을 재활용하기 위해 촘촘히 채워진 정맥이 있으며, 화씨 영하 80도에 이르는 바람의 오한을 견디기에 충분한 배를 가지고 있습니다.

이러한 모든 추운 날씨 적응으로 인해 펭귄이 다른 곳에 사는 것은 상상하기 어렵습니다. 그러나 고대 펭귄의 화석이 적도를 따라 나타났고, 이 선사 시대 바닷새 중 상당수는 남극 대륙의 빙상이 형성되기 이전에 나타났습니다. 코네티컷 주 그리니치에 있는 브루스 박물관의 고생물학자인 다니엘 크셉카는 “그들은 지구 역사상 가장 더운 시기에 적도가 5도 더 따뜻했던 시절을 살았다”고 말했다. “그들은 기본적으로 얼음이 없는 상황에서 진화했습니다.”

펭귄이 어떻게 온화한 열대 바다에서 극지방 바다로 변했는지 확인하기 위해 Dr. Ksepka와 그의 동료들은 최근에 키가 큰 파란 펭귄과 같은 삐걱거리는 소리, 멸종 위기에 처한 노란 눈 펭귄과 같은 희귀종, 그리고 노란 술꼬치 펭귄과 같은 쇼스토퍼를 포함하여 살아있는 모든 펭귄의 게놈을 분석했습니다. 그러나 현대 펭귄의 유전학은 연구원들에게 그 정도만 알려줄 수 있었습니다. 대부분의 현대 혈통은 불과 200만 년 전으로 거슬러 올라가며 6천만 년에 걸친 펭귄 진화의 여정 대부분을 가리고 있습니다.

박사 Ksepka는 모든 펭귄 종의 4분의 3 이상이 “지금은 멸종되었습니다”라고 말했습니다. 그는 “화석 기록을 봐야 한다. 그렇지 않으면 이야기의 단편만 얻을 수 있다”고 덧붙였다.

현대 데이터를 보완하기 위해 연구원들은 고대 뱃사람들의 잡다한 선원들의 화석을 조사했습니다. 일부 선사 시대 펭귄은 물고기 작살에 창 모양의 부리를 사용하여 페루 앞바다의 열대 바다를 날아다녔습니다. 다른 사람들은 긴 다리를 자랑했고 가장 큰 사람들은 키가 7피트를 밀었을 수 있습니다. 일부는 녹슨 붉은 깃털 패치를 가지고있었습니다.

현대 펭귄의 게놈을 화석 펭귄과 비교함으로써 팀은 펭귄 진화를 재구성할 수 있었습니다. 화요일 네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)에 발표된 그들의 연구 결과에서, 연구원들은 펭귄이 따뜻한 물을 건너는 것에서 극지 급강하를 완성하는 단계로 전환하는 데 도움이 되는 유전자를 정확히 찾아냈습니다. 이 유전자 중 일부는 펭귄이 지방질을 하는 데 도움이 되었고, 다른 유전자는 쪼그라든 날개를 유선형 지느러미 모양으로 만들었습니다. 일부는 펭귄의 면역 체계를 강화하거나 심해 잠수 중에 낮은 산소를 견딜 수 있도록 도왔습니다.

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연구원들은 또한 펭귄의 눈이 얼음 깊은 곳을 들여다볼 수 있도록 미세 조정하는 데 도움이 되는 유전자를 확인했습니다. 대부분의 새는 눈에 4개의 색 원뿔이 있는 반면 펭귄에서는 이 중 하나가 비활성화되어 녹색과 빨간색을 보는 능력을 방해합니다. 대신, 그들의 눈은 바다의 주변 파란색에 적응하도록 적응했습니다.

일부 누락된 유전자는 연구자들을 당혹스럽게 했습니다. 현대 펭귄이 크릴 새우를 먹는 동안 팀은 조상에게 갑각류 껍질을 분해하는 데 도움이 되는 유전자가 없다는 증거를 발견했습니다. 이것은 고대 펭귄이 물고기와 오징어와 같은 더 큰 먹이를 쏘고 있었다는 증거일 수 있습니다. 펭귄은 제한된 미각을 유지합니다. 그들의 미각 수용체는 짠맛과 신맛만 감지할 수 있는데, 이는 “생선을 먹을 때 아주 좋습니다”라고 Dr. 크셉카가 말했다. “그게 아마도 그들이 정어리에 꽤 만족하는 이유일 것입니다.”

이러한 변화가 고대 펭귄에서 발생했을 때, 그들은 멈췄습니다. 유전자 분석에 따르면 펭귄은 일반적으로 모든 새 그룹 중 진화율이 가장 낮습니다. 그것들이 너무 이상해 보이기 때문에 이 빙하의 변화 속도는 놀라운 것처럼 보입니다. 그러나 그것은 펭귄의 통통하면서도 유선형의 신체 계획이 얼마나 성공적인지를 보여줍니다. 수백만 년 동안 천천히 증가했을 뿐입니다. 그러나 혹독한 남극의 겨울 동안 번식하는 황제 펭귄은 펭귄 중 진화율이 가장 높기 때문에 연구원들은 추운 온도가 어떻게 든 펭귄 진화를 가속화한다고 추론합니다.

칠레의 교황청 가톨릭 대학의 생태학자인 Juliana Vianna는 이 생각이 지구 냉각이 한창일 때 발생하는 펭귄의 남쪽 행진과 일치한다고 말합니다. “그들의 진화 역사는 역사적 기후 변화 및 빙하와 거의 관련이 있습니다.”라고 Dr. Dr. 최근 유사한 연구를 주도했지만 새로운 연구에는 참여하지 않은 Vianna.

과거에 펭귄이 어떻게 변했는지 이해하면 이 추운 날씨 전문가들이 더 더운 미래에 어떻게 지낼 수 있는지에 대한 단서를 제공할 수 있습니다. 이번 연구의 저자이자 뉴질랜드 매시 대학의 고생물학자인 다니엘 토마스는 “온난화는 펭귄이 먹이로 의존하는 종과 펭귄을 사냥하는 종인 펭귄의 생물지리학적 범위에 영향을 미칠 것”이라고 말했다.

이 연구가 펭귄 가족에 대한 포괄적인 관찰인 반면, Dr. Ksepka는 아직 한 마리의 바닷새가 실종되었다고 말했습니다. 마지막 날으는 펭귄입니다. 작은 바다오리 같은 새는 고대 뉴질랜드에 살았을 것으로 추정되지만 그 화석은 찾기 힘든 것으로 판명되었습니다. “그건 아니오일 것이다. 나에게 천재가 있다면 물어보고 싶은 것 1가지”라고 말했다.

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