유대류(Marsupial)

과학(Science)/생태계 (Ecosystem)

유대류(Marsupial)

SURPRISER - Tistory 2023. 2. 19. 23:45

새끼가 발육이 불완전 상태로 태어나, 어미의 배에 있는 육아낭 속에서 젖을 먹고 자라는 동물을 '유대류(Marsupial)'라고 한다. 대표적인 유대류로는 '오스트레일리아 대륙'에 있는 코알라나 캥거루 등이 있다. 실은 남아메리카에도 '주머니쥐'라고 불리는 유대류가 서식하고 있다. 유대류는 주로 오스트레일리아 대륙과 '남아메리카 대륙'이라는 멀리 떨어진 두 지역에만 서식한다. 유대류는 어떻게 두 대륙에 정착하게 되었을까? 유대류가 걸어온 '진화 과정'과 '유대류만이 가진 육아낭을 사용한 육아'까지 유대류의 생태에 대해서 알아보자.

0. 목차

육아낭에서 새끼를 기르면서, 그다음 새끼를 준비한다.
남아메리카 대륙에서 남극을 거쳐 오스트레일리아 대륙까지
유대류는 왜 진수류에게 패했는가?
유대류의 '적응 방산'
현재 많은 유대류가 멸종 위기해 처해 있다.
유대류의 계통
유대류 갤러리

1. 육아낭에서 새끼를 기르면서, 그다음 새끼를 준비한다.

인간은 임신하며 자궁안에 태아와 모체를 연결하는 '태반'이 만들어지고, 태반을 통해 영양분과 산소가 태아에게 공급된다. 하지만 캥거루와 코알라로 대표되는 '유대류'는 인간과 마찬가지로 포유류이지만, 임신을 해도 태반이 만들어지지 않는다. 그래서 유대류는 미숙한 새끼를 낳고, '육아낭(배에 있는 주머니)'에서 새끼를 키운다. 육아낭 안에는 유두가 있어, 새끼는 이 유두를 빨아 모유를 먹으며 자란다. 육아낭은 암컷에만 있다.

1-1. 새끼의 모습은 마치 애벌레 같다.

육아낭 안에서 새끼는 어떻게 성장할까? 여기에서는 '붉은캥거루(Red Kangaroo)"를 예로 들어 유대류의 성장과 번식의 모습을 살펴보자. 붉은캥거루의 '임신 기간(착상에서 출산까지)'은 약 33일로 매우 짧다. 같은 크기의 초식 동물인 염소와 양의 임신 기간이 약 반년인 것을 감안해도 매우 짧다는 것을 알 수 있다. 따라서 붉은캥거루의 신생아가 '총배설강'에서 태어날 때는 마치 애벌래처럼 작다. 그러나 신생아는 발달한 '앞다리'를 사용해 어미의 '총배설강(Cloaca)'에서 육아낭(Marsupium)'까지 기어올라가 유두를 빨기 시작한다. 그 후 5~6개월에 걸쳐, 새끼는 육아낭에서 고개를 내밀 정도까지 성장한다.

1-2. 자궁과 육아낭에서 동시에 새끼를 기른다.

붉은 캥거루는 독특한 번식 전략을 취한다. 새끼를 출산한 직후 즉시 교미한다. 그리고 이 교미로 수정에 성공하면 수정란이 만들어지는데, 이 수정란은 어미의 자궁에 바로 착상되는 것이 아니다. 만들어진 수정란은 몇 번의 세포 분열을 거쳐 '배반포'라고 불리는 세포 집단이 된 후, 분열을 멈추고 정지 상태에 들어간다. 이 현상을 '착상 지연'이라고 부른다. 7개월 정도 지나 큰 새끼가 육아낭을 떠나는 시기가 다가오면 정지 상태에 있었던 배반포는 착상해 임신 기간에 들어간다.

그리고 큰 새끼가 육아낭을 떠날 때에 맞추어 다음 새끼가 태어나는 것이다. 이 출산 후, 어미 캥거루는 다시 교미를 하고 수정란을 얻는다. 즉, 이때 어미 캥거루는 3번의 각각 다른 교미 시기에 만들어진 새끼를 동시에 양육하는 것이다.

1-3. 새끼가 죽어도 바로 그다음 새끼를 출산한다.

왜 유대류는 이러한 번식 전략을 취하는 것일까? 유대류의 번식 전략은 육아를 할 때, 어미의 부담을 적당히 억제할 수 있다는 장점이 있다. 생물은 종에 따라 다양한 번식 전략을 가지고 있다. 예컨대 염소와 양은 출산 직후부터 새끼가 거의 자립할 수 있도록 새끼를 장기간 어미 몸속에서 키움으로써 새끼의 사망률을 낮추는 전략을 취한다.

그러나 임신 기간이 길다는 것은 그만큼 어미가 많은 에너지와 시간을 새끼에게 쏟는다는 뜻이다. 만약 새끼가 육식 동물에게 잡아먹히거나 병으로 죽으면, 어미의 상실감이 매우 크다. 한편 붉은캥거루의 경우에는 짧은 임신 기간에 새끼를 낳고, 또 다음 새끼가 될 예정 수정란까지 확보하고 있다. 따라서 첫 번째 새끼가 죽는다 해도 바로 다음 새끼를 낳을 수 있다. 어미가 번식에 사용하는 기간을 몇 마리의 새끼에게 어떻게 할당하는가를 생각해 보면, 유대류의 번식 전략은 매우 효율적이라고 할 수 있다.

2. 남아메리카 대륙에서 남극을 거쳐 오스트레일리아 대륙까지

유대류의 화석은 전 세계에서 발견되어, 과거의 유대류는 전 세계의 넓은 지역에 서식했다고 알려져 있다. 그러면 왜 현재의 유대류는 오스트레일리아와 그곳에서 멀리 떨어진 남·북아메리카에만 서식하고 있는 걸까? 여기에는 '대륙의 이동'이 깊이 관련되어 있다.

가장 오래된 포유류가 등장: 2억 5000만 년 전 무렵 지구에는 '판게아 대륙'이라는 하나의 큰 대륙이 있었고, 거기에서 가장 오래된 포유류인 '아델로바실레우스'가 탄생했다. '아델로바실레우스'는 '난생(알이 모체의 몸 밖에서 발육하는 형태)'으로, 쥐와 같은 모습을 하고 있었다고 생각된다.
가장 오래된 유대류가 등장: 1억 2500만 년 전 무렵, 포유류는 유대류와 진수류로 나누어졌다. '진수류'란 인간처럼 태반을 만드는 포유류이다. 현재 포유류는 '유대류(캥거루, 코알라 등)', '단공류(오리너구리, 가시두더지 등)', '진수류(인간 등)' 세 가지로 이루어져 있다. 가장 오래된 유대류인 '알파돈'은 현재의 주머니쥐와 같은 모습을 하고 있었으며, 과일이나 작은 동물을 먹었다고 생각된다.
유대류가 남아메리카로 진출: '백악기 중기~후기(1억 2500만 년 전~6600만 년 전)' 무렵, 북아메리카 대륙에 서식하던 유대류는 북아메리카 대륙에서 남아메리카 대륙과 유라시아로 진출했다. 또 같은 시기에 발굽을 가진 원시적인 진수류도 남아메리카로 건너가 진화했다.
유대류는 남극을 거쳐 오스트레일리아 대륙까지 분포: 백악기 후기~팔레오세(6600만 년 전~5600만 년 전)' 무렵, 유대류는 육지가 이어져 있던 남아메리카 대륙에서 남극으로, 그리고 오스트레일리아 대륙으로 건너갔다. 이때 왜 진수류가 유대류처럼 오스트레일리아 대륙으로 진출하지 않았는지는 불분명하다. 이 무렵, 북아메리카 대륙과 남아메리카 대륙은 분리되어 있었다. 이에 따라 진수류가 거의 진출하지 않았던 남아메리카 대륙과 뉴기니에서는 유대류가 번영했다. 한편, 북아메리카와 유라시아 대륙 등 북반구에서 서식하던 유대류는 진수류와의 경쟁에서 패해 멸종되었다.
남아메리카와 남극의 유대류가 대량 멸종: 약 1500만 년 전 이후, 남극 대륙은 얼음으로 뒤덮인 대륙이 되었다. 그 결과, 남극 대륙의 유대류는 모두 멸종되었다. 한편, 약 300만 년 전, 북아메리카 대륙과 남아메리카 대륙은 다시 육지가 연결되었다. 이에 따라 북아메리카에 있었던 진수류가 대량으로 남아메리카로 침입했다. 그 결과, 남아메리카 대륙에 있던 유대류의 극히 일부분을 제외하고 대부분은 멸종되었다. 남아메리카에 서식하던 대형 육식 유대류인 '틸라코스밀루스'도 이 시기에 멸종되었다. 같은 이유로 원래 남아메리카에 서식했던 진수류도 멸종되었다.
현재, 유대류는 주로 오스트레일리아 대륙에만 서식: 오스트레일리아 대륙은 남극 대륙에서 분리된 약 5000만 년 전부터 현재까지 어느 대륙과도 붙어 있지 않다. 따라서 진수류의 침입도 거의 없었고, 현재도 오스트레일리아와 뉴기니에는 유대류가 계속해서 번영하고 있다. 그러나 1936년에 주머니늑대가 멸종되는 등 현재, 유대류 수는 감소하고 있다. 한편, 남아메리카에 서식하던 주머니쥐류는 북아메리카 대륙까지 진출했다.

3. 유대류는 왜 진수류에게 패했는가?

지금까지 살펴본 것처럼 '유대류'는 한때 전 세계에 퍼져 번영했음에도 불구하고, 진수류와의 경쟁에서 패함으로써, 현재는 주로 '오스트레일리아', '뉴기니', 그리고 '남아메리카'에만 서식하고 있다. 왜 유대류는 진수류에게 그 지위를 빼앗겼을까?

하나의 이유로 생각되는 것이 '뇌의 크기' 차이로, 즉 '영리함'의 차이이다. '유대류'와 '진수류' 모두 소형 동물을 잡아먹는 육식 동물이며, 체형도 비슷하지만 고양이 쪽이 뇌가 크다. 이처럼 체중 대비 뇌 용량이 작은 경향은 주머니고양이뿐만 아니라 유대류 전반에 걸쳐 나타난다. 모든 생물이 뼈와 살로 만들어져 있는 이상 육체적 능력의 한계는 존재하지만, '진수류'는 이 성능을 한계까지 끌어올리는 데 성공했다. 예컨대 순록은 시속 20km 정도의 속도라면 매우 오랜 시간 동안 계속 달릴 수 있다. 또 단시간이라면 치타처럼 시속 약 100km의 속도로 달리는 종도 있다. 이렇게 뛰어난 운동 능력을 이끌어내기 위해서는, 큰 뇌를 갖춤으로써 온몸을 적절하게 제어하는 메커니즘을 높은 수준으로 확립시켜야 한다. 즉, 더 정교한 생명 활동을 하기 위해서는 큰 뇌와 뇌 신경계로 대표되는 온몸의 '인프라'를 고도화하는 것이 필수라고 생각된다. 작은 뇌를 가졌던 유대류는 결과적으로 진수류에 대항할 수 있을 정도의 성능이 좋은 '종'이 태어나지 않았기 때문에 멸종되었다고 생각된다.

한편, '진수류'에 패하지 않고 서식지를 넓혀 나간 종이 있다. 바로 '버지니아주머니쥐'이다. '버지니아주머니쥐(Virginia Opossum)'는 원래 남아메리카 대륙에 서식했으나 현재는 북아메리카 대륙의 캐나다 남서부까지 그 서식지가 넓어졌다. 버지니아주머니쥐는 유대류 중에서는 새끼를 많이 낳는 종인데, 한 번에 수십 마리를 키울 수 있다. 또 잡식성으로 먹을 것을 가리지 않는다. 이러한 특징을 가지고 있기 때문에 진수류와의 경쟁해서 패하지 않고 현재까지 살아남았다고 생각된다. 주머니쥐과의 동물은 70종 이상으로 많으며 이것은 유대류 중에서 최대이다.

4. 유대류의 '적응 방산'

아래의 사진을 보자. '주머니하늘다람쥐'와 '일본하늘다람쥐'의 체형이 매우 비슷함을 알 수 있다. 체형이 비슷한 종은 '계통적(유전적)'으로 가깝다고 생각할 수도 있다. 그러나 주머니하늘다람쥐는 유대류인 반면 일본산 하늘다람쥐'는 진수류로, 계통적으로 멀리 떨어진 종이다. 이처럼 계통적으로 전혀 다른 그룹의 종임에도 불구하고 비슷한 형태로 진화하는 것을 '수렴 진화(Convergent Evolution)'라고 한다.

'수렴 진화'는 어떻게 일어날까? 예컨대 어류인 상어와 포유류인 돌고래는 모두 몸통이 유선형이며, 비슷한 체형을 하고 있다. 이는 물속에서 헤엄치기 위해서는 물의 저항을 잘 받지 않는 유선형 몸체가 생존에 적합하기 때문이다. 결과적으로 그런 특징을 가진 개체가 많은 자손을 남기고 번영한다. 이처럼 주변의 자연환경에 적응한 생물이 더 많은 자손을 남기고, 적응하지 못한 생물이 멸종해 가는 것을 '자연 선택'이라고 한다. '자연 선택'은 어류이든 포유류이든 마찬가지로 일어난다. 따라서 비록 계통적으로 먼 종이라고 해도 서식 환경이나 생활 양식이 비슷한 경우 비슷한 체형이 되는 것이다.

유대류가 오스트레일리아 대륙에 진출했을 때 다른 포유류는 존재하지 않았다고 한다. 따라서 유대류는 아주 다양한 환경으로 퍼져 나갔다. 예컨대 땅속을 거처로 삼은 유대류는 세대를 거듭함에 따라 흙을 파는 데 적합한 형태의 앞발이 발달했고, 빛을 필요로 하지 않는 눈은 퇴화되어 갔다. 결과적으로 이 종은 진수류의 두더지와 비슷한 체형이 되었다. 이 종은 현재 '주머니 두더지'라고 불린다.

이러한 예가 다른 환경에서도 대량으로 일어난 결과, 유대류의 다양성은 진수류의 다양성에 견줄 만큼의 규모가 되었다. 환경에 적응하는 중에 유대류가 진화하지 못한 그룹은 고래처럼 '고도로 헤엄칠 수 있는 그룹'과, 박쥐처럼 '자유롭게 날 수 있는 그룹' 정도라고 한다. 이처럼 적은 조상으로부터 다양한 특성을 가진 자손으로 분화하는 현상을 '적응 방산(Adaptive Radiation)'이라고 부른다. 오스트레일리아는 '유대류의 적응 방산'이 일어난 대표적인 곳이다.

5. 현재 많은 유대류가 멸종 위기해 처해 있다.

약 500만 년 동안 외부와 완전히 격리되었던 오스트레일리아 대륙은 말하자면 거대한 '진화의 실험실'이라고 할 수 있다. 그러나 현재 많은 유대류가 멸종 위기에 처해 있다. 예컨대 '태즈메이니아 섬(Tasmania Island)'에 사는 '태즈메니아니아데빌(Tasmanian Devil)' 사이에서는 1996년부터 치명적인 전염성 악성 종양이 유행하고 있다. 2009년 시점에서 개체수는 1996년과 비교해 70%나 감소했고, 조치를 취하지 않는다면 향후 50년 동안 야생의 태즈메이니아데빌은 멸종될 우려가 있다고 한다.

인간에 의한 삼림 파괴도 영향이 크다. 예를 들어, 숲에서 숲으로 이어지는 나무를 자르는 것만으로도 주머니하늘다람쥐나 그 밖의 다양한 나무 위에서 사는 종은 숲을 왕래할 수가 없게 되어 단번에 개체 수가 줄어드는 원인이 된다.

6. 유대류의 계통

현재 유대류는 250종 정도가 서식한다고 알려져 있다. 포유류 전체가 4500종 정도이므로, 유대류는 포유류 전체의 5% 정도라고 할 수 있다. 이렇게 들으면 종수가 적은 것처럼 보이지만, 유대류에는 초식성에서 육식성, 심지어 꽃가루나 꿀만 먹고사는 것 등 매우 다양한 종이 존재한다. 유대류 250종 가운데 남·북아메리카 대륙에 사는 주머니쥐과에는 70종 이상이 있으며, 유대류의 약 30%를 차지한다. 이는 유대류 중에서도 최대 그룹이다. 나머지 180종은 오스트레일리아 대륙과 그 주변에만 산다.

유대류는 먼저 '오스트레일리아 유대상목'과 '아메리카 유대상목'으로 분류된다. 그 이름대로 '오스트레일리아 유대상목'은 오스트레일리아와 뉴기니에서 서식하고, '아메리카 유대상목'은 남북아메리카 대륙에서 서식한다. 그러나 신기하게도 '칠레주머니쥐목'이라는 그룹만은 오스트레일리아 유대상목에 속하지만 남아메리카에서만 서식한다. 이들 2개의 유대상목은 약 7000만 년 전에 나누어졌다고 생각된다.

또 '오스트레일리아 유대상목'은 코알라와 캥거루를 포함한 '캥거루목'과 그 밖의 4개의 목으로 나누어진다. 캥거루목은 아래턱의 1쌍의 앞니가 크게 발달했다는 특징이 있다. 캥거루목은 주로 식물을 먹는 것이 많으며, 오스트레일리아 대륙과 그 주변에 서식하는 유대류의 다수를 차지하고 있다. 한편 캥거루목 이외의 4개의 목은 종 수는 적지만, 육식을 하거나 곤충을 먹는 것 등 다양한 생태학적 특징을 가지고 있다.

7. 유대류 갤러리

7-1. 붉은캥거루

계통: 캥거루과

'붉은캥거루(Red Kangaroo)'는 오스트레일리아의 건조한 초원에 널리 분포한다. 캥거루과는 쥐캥거루과와 함께 오스트레일리아에서 서식하는 유대류의 3분의 1에 해당하는 약 60종을 차지한다.

7-2. 꿀주머니쥐

계통: 꿀주머니과

'꿀주머니쥐(Tarsipes Rostratus)' 오스트레일리아 남서부에 분포한다. 포유류로는 드물게 꿀과 꽃가루만을 먹고사는 종이다. 성체가 되어도 체중은 10g 정도이다.

7-3. 얼룩쿠스쿠스

계통: 쿠스쿠스과

'얼룩쿠스쿠스(Spilocuscus Maculatus)'는 오스트레일리아 북단에서 뉴기니에 걸쳐 분포한다. 하루의 대부분을 나무 위에서 보내며 나뭇잎이나 곤충 등을 먹는다. 꼬리는 길고 가지 등을 감을 수 있다.

7-4. 애기웜뱃

계통: 웜뱃과
학명: Vombatus ursinus

'애기웜뱃(Common Wombat)'는 오스트레일리아 남동부와 '태즈메이니아 섬(Tasmania Island)'에 분포하며, '유칼립투스 나무(Gum Tree)' 숲 등에 서식한다. 몸길이는 80~130cm, 몸무게는 17~40kg 정도이다. 몸 빛깔은 '연한 노란색', '회색',' 은갈색', '검은색', '어두운 갈색' 등 다양하다. 머리는 크고 눈은 작으며 귀는 뾰족하며, 네 다리는 짧고 짤막하다. 앞다리의 튼튼한 발톱을 이용해 땅을 파고 둥지를 만들어, 복잡하고 매우 긴 굴속에서 산다. 단독생활을 하며 야행성이어서 낮에는 구멍에 숨어 지낸다. 먹이는 딱딱한 풀이나, 풀뿌리, 식물줄기, 나무껍질 등을 먹고산다. 짝짓기는 오스트레일리아 봄과 여름 시기에 이루어져 11월과 3월에 출산한다. 암컷은 1~2년마다 1개리의 새끼를 낳으며, 임신기간은 약 20~30일이다.