Morphological novelties from additional specimens of the Middle Miocene Proteropithecia neuquenensis (Primates, Platyrrhini), and new absolute age of its type locality in Argentine Patagonia

인류가 지구를 걷기 훨씬 전, 남미는 현재 파타고니아로 알려진 대륙의 남쪽 지역에 서식하던 다양한 종류의 원숭이들의 고향이었습니다. 이 고대 영장류들은 약 2,000만 년에서 1,500만 년 전인 중 미오세 시기의 따뜻한 시기에 번성했던 플라티리니(platyrrhines) 종들입니다. 이들 종 중 상당수는 뼈와 치아의 파편으로만 알려져 있지만, 특히 피테키인(pitheciines)이라 불리는 특정 집단은 독특한 식습 Behavior로 눈에 띕니다. 부드러운 과일이나 잎에 의존하는 대부분의 원숭이와 달리, 피테키인은 단단한 씨앗과 견과류를 깨뜨려 먹도록 진화했으며, 이는 특화된 치아와 강한 턱을 필요로 했습니다. 오늘날 이 집단에는 사키(saki)나 우아카리(uakari) 같은 현생 원숭이들이 포함되어 있지만, 남미에서의 깊은 역사는, 특히 이들이 언제, 어떻게 저 먼 남쪽에서 이러한 단단한 껍질 음식을 먹기 위한 적응 방식을 처음 발달시켰는지에 관해 다소 미스터리로 남아 있습니다.

수십 년 동안 과학자들은 아르헨티나의 콜론 쿠라(Collón Curá) 지층에서 발견된 프로테로피테키아 네우켄엔시스(Proteropithecia neuquenensis)라는 화석 원숭이에 대해 알고 있었습니다. 이 종은 파타고니아에서 발견된 가장 젊은 연대의 영장류 화석이라는 점에서 중요한 의미를 지니며, 이 지역에서 이 동물들의 시대가 끝났음을 알리는 이정표 역할을 합니다. 그러나 이 생명체에 대한 그림은 불완전했습니다. 화석 기록은 주로 고립된 치아들로 구성되어 있어, 그 턱이 어떻게 작동했는지 또는 현대 원숭들의 계통도에서 정확히 어디에 위치하는지 확인하기 어려웠습니다. 연구자들은 이들이 피테키인 가족의 초기 구성원일 것이라고 추측했지만, 더 완전한 표본이 없었기에 증거는 빈약했습니다. 이제 한 연구팀이 동일한 지점에서 하악골(아래턱뼈)과 치아가 붙어 있는 형태를 포함하여 일곱 개의 새로운 표본을 발견했습니다. 여기에는 최초의 완전한 송곳니와 이 속(genus)에서 처음 발견된 상악 대구치도 포함되어 있습니다. 이 새로운 발견들은 동일한 지층에서 발견된 신선하고 정밀한 층서 측정과 결합되어, 퍼즐의 잃어버린 조각들을 채워 넣었습니다.

이 발견의 여정은 아르헨티나 네우켄 주에 있는 카냐돈 델 토르딜로(Cañadón del Tordillo)라는 협곡에서 시작되었습니다. 이곳은 화산암과 고대 강床(riverbeds)으로 이루어진 거친 풍경을 가진 곳입니다. 화석의 연대를 이해하기 위해 연구팀은 먼저 암석층의 타임라인을 확정해야 했습니다. 그들은 원숭이 화석이 포함된 층 바로 아래에 놓인 필카니에우 이그님브라이트(Pilcaniyeu Ignimbrite)라고 알려진 두꺼운 화산재 층에서 샘가을을 채취했습니다. 첨단 레이저 기술을 사용하여 이 화산재 속의 작은 지르콘 결정을 분석함으로써, 그들은 이 화산재가 약 1,500만 년 전에 퇴적되었다는 것을 밝혀냈습니다. 이 새로운 날짜는 이전의 추정치보다 약간 더 젊은 것으로, 이 원숭이들이 살았던 시기에 대해 더 좁고 정확한 창을 제공합니다. 이는 이들을 중 미오세에 확실히 위치시키며, 기후가 냉각되고 건조해지기 직전, 즉 영장류가 이 남쪽 위도로서 사라지게 된 시점을 가리킵니다.

타임라인이 확립되자 연구자들은 해당 화산재 바로 위에 놓인 퇴적층에서 발견된 화석 자체에 주목했습니다. 가장 흥러운 발견은 부분적인 하악 결합부(symphysis), 즉 두 개의 턱이 앞쪽에서 만나는 부분인 아래턱뼈였습니다. 이 표본은 앞쪽 치아의 뿌리와 아래 앞니를 원래 위치에 보존하고 있었다는 점에서 매우 놀라웠습니다. 연구팀은 고해 resolution 3D 스캐닝을 사용하여 근처에서 발견된 완전한 아래 송곳니를 비어 있는 턱의 소켓에 완벽하게 끼워 맞출 수 있었습니다. 이를 통해 그들은 원숭이 입 앞부분의 정확한 모양과 방향을 재구성할 수 있었습니다. 그들은 앞니가 앞으로 기울어져 있는 특징인 돌출(procumbency)을 확인했으며, 아래 송곳니는 크고 돌출되어 있었습니다. 이것들은 현대 피테키인들이 단단한 껍질을 깨기 위해 앞니를 사용하는 전형적인 특징들입니다.

새로운 턱은 또한 송곳니 바로 뒤에 위치하는 치아인 첫 번째 아래 소구치를 드러냈습니다. 이 치아는 유난히 컸으며 바깥쪽으로 돌출되어 있었는데, 이는 현대의 씨앗 먹는 원숭이들에게서 보이는 특화된 특징입니다. 연구자들은 또한 이 종의 첫 번째 상악 대구치들을 발견했습니다. 이 뒷니들은 미묘하지만 중요한 세부 사항을 보여주었는데, 표면의 법랑질(enamel)이 약간 물결 모양이거나 주름진 형태(crenulated)를 띠고 있었습니다. 이러한 질감은 치아가 부서지지 않으면서 단단한 씨앗을 으깨는 데 도움을 주며, 이는 현생 피테키인들과 공유되는 특성입니다. 앞으로 기울어진 턱, 큰 송곳니, 특화된 아래 소구치, 그리고 뒷니의 물결 모양 법랑질의 조합은 프로테로피테키아가 현대의 친척들처럼 단단한 견과류와 씨앗을 먹는 식단에 적응한 씨앗 먹는 동물이었음을 강력하게 시사합니다.

이 발견은 또한 이 원숭이들의 진화적 역사에 빛을 비춰줍니다. 한동안 과학자들은 특정 고대 파타고니아 원숭이들이 오늘날의 피테키인들의 직접적인 조상인지, 아니면 별도의 진화적 가지에 있는지에 대해 논쟁해 왔습니다. 새로운 화석들은 프로테로피테키아가 소리아세부스(Soriacebus) 및 마조니세부스(Mazzonicebus)와 같은 다른 고대 파타고니아 원숭이들과 매우 구체적인 특징들을 공유하고 있음을 보여줍니다. 연구자들은 이러한 유사성이 우연이라고 하기에는 너무 복잡하다고 주장합니다. 대신, 이 증거는 이 고대 원숭이들이 오늘의 피테키인들을 탄생시킨 길고 연속적인 혈통의 일부였다는 아이디어를 뒷받침합니다. 프로테로피테키아가 매우 진보된 특징을 가진 채 화석 기록의 아주 늦은 시기에 등장한다는 사실은, 이 그룹이 이미 수백만 년 전에 자신들만의 독특한 삶의 방식을 확립했으며 미오세가 끝날 때까지 파타고니아에서 지속적으로 생존했음을 시사합니다.

암석에 대한 정밀한 연대 측정과 동물의 해부학적 구조에 대한 훨씬 더 완전한 그림을 결합함으로써, 이 연구는 파타고니아 영장류에 대한 우리의 이해를 변화시킵니다. 이는 단단한 씨앗을 먹기 위한 특화된 적응이 생각했던 것보다 훨씬 더 일찍, 그리고 더 오랜 기간 동안 남미에 존재했음을 확인해 줍니다. 새로운 화석들은 단순히 수집품에 몇 개의 치아를 추가하는 것이 아닙니다. 그것들은 동물의 턱 앞부분이 어떻게 만들어졌고 치아들이 어떻게 맞물리는지에 대한 첫 번째 명확한 시야를 제공합니다. 이를 통해 과학자들은 동물을 단순히 고립된 부품들의 집합이 아니라, 변화하는 세상 속에서 가장 단단한 씨앗을 깰 수 있는 기능적인 전체로서 볼 수 있게 해줍니다. 프로테로피테키아의 이야기는 이제 더 명확해졌습니다. 그는 중 미오세의 남쪽 숲에서 번성하며, 오늘날까지 살아남은 혈통을 위해 진화의 횃불을 운반했던 회복력 있고 특화된 원숭이였습니다.