현대의 육식동물들은 아프리카 사바나에 사는 몽구스들처럼 작은 크기부터, 늑대와 같은 중간 크기, 사자나 호랑이 같은 큰 크기까지 성체의 크기가 다양하다. 작은 육식 동물들은 종이 매우 다양하고 많고, 중간 크기의 동물 종들은 그보다 적고, 큰 크기의 동물 종들은 그보다 더 적은 식의 피라미드 구조를 갖는다. 그런데, 흥미롭게도, 공룡의 경우는 몸집이 큰 공룡들의 경우가 종 다양성이 가장 높았던 것으로 나타난다. 특히 초식하는 공룡들과 새와 비슷한 형태의 골반을 가진 조반류 공룡들의 경우 육식 공룡들보다 그 다양성이 두드러졌다.

1억 5천만 년 전이라는 시간은 가늠하기 어려운 먼 시간이다. 그때까지 지구는 다양한 공룡 종들이 번성해 살았다. 이들은 당시 지상의 지배적인 척추동물 종이었다. 물론, 남아있는 화석 기록을 통해 추론할 수 있는 사실이다. 이 화석들을 다른 척추동물 화석과 비교해 보면 특이한 점이 있는데, 척추동물로 치자면 60Kg 미만 크기의 종의 다양성이 낮은 편이라는 것이다.

물론 몸집이 크면 화석화되기가 쉬운 만큼 그 영향이 이 통계에 일부 영향을 미칠 수는 있지만, 그것만이 원인이라고 보기에는 다른 포유류 화석과 비교할 때 60Kg 미만의 공룡 종 90%가 없어진 수준의 차이라고 전문가들은 말한다. 이같이 화석에 나타나는 공룡들의 몸집 분포가 다른 멸종한 동물들과 크게 다른 것은 이들의 생물학적, 생리학적 이유 때문으로 보인다고 최근 ‘사이언스’지에 발표된 연구는 보고하고 있다.

공룡들은 알에서 태어나 자라는데, 성체가 아주 커다란 티라노사우루스와 같은 공룡들의 경우 아기 공룡은 성체보다 상대도 되지 않게 작다. 따라서 큰 공룡들에게서는 성체와 청소년기의 형태학적 차이가 크고, 그 결과 자라고 발달하는 동안의 먹이의 종류가 성체들에 비해 크게 다르게 된다. 이는 몇몇 파충류를 제외하고는 흔치 않은 일이다. 게다가, 이 공룡들은 빨리 자란 데 비해 성체가 되어 생존하는 확률은 낮아, 청소년기의 개체 수가 상대적으로 훨씬 많고, 이들이 작은 공룡이나 중간 크기의 공룡들과 먹이 경쟁을 했을 가능성에 대해 학계에서는 논의가 있었다. 그러나 그것이 직접적으로 데이터를 통해 분석된 적은 없었다.

이번 발표된 논문에서는 이를 시험했는데, 연구진은 ‘순고생물학 데이터베이스(Paleobiology Database)’에서 추출한 43개 공룡 군집에 대한 자료를 바탕으로 각 종의 출현 여부와 분류학적 유효성을 확인하고 이를 기존 논문들의 기록과 비교하는 작업을 거쳤다. 순고생물학 데이터베이스는 순고생물학적 자료를 공공을 위해 제공하기 위해 만들어진 단체로 비영리 비정부적으로 운영되며, 전 세계적으로 수집된 자료들에서 관찰된 모든 지질학적 시대의 생물체에 대한 분류학적 자료를 제공한다.

이렇게 연구진이 분석한 자료는 모두 7개 대륙에 1억 3천 6백만 년에 걸쳐 살았던 550종 이상의 공룡에 달했다. 분석을 통해 연구진은 전체적으로 각 군집 내에서의 몸체 크기의 분포는 대륙이나 분류군(taxa), 시대와 상관없이 아주 작거나 아주 큰 종들이 많은 형태로 나타났다고 보고했다. 지역별 분포와 전체 분포를 비교했을 때는, 초식 공룡과 달리 육식 공룡들에게서만 차이가 나타났는데, 연구진은 이것을 육식 공룡들에게 미친 지역별 생태학적 영향이 더 컸기 때문으로 해석했다.

육식 공룡들의 몸집 크기 분포는 여러 군집을 통틀어 100kg에서 1,000kg 사이의 중간 크기의 종이 잘 없었고, 특히 100~300kg 사이는 거의 찾아볼 수 없었다. 지금 남아프리카에 있는 크루거 국립공원에 사는 현대 육식성 포유류 군집과 비교하자면, 이것은 190kg의 아프리카 사자와 4kg의 큰 귀 여우(Bat-eared fox)의 중간 크기의 다른 종들이 모두 사라진 상황과 비슷한 관찰이라고 연구진은 설명했다.

또한, 연구진은 공룡의 종 다양성이 급격히 줄어든 이 구간은 1,000kg이 넘어가는 대형 육식 공룡들의 청소년기 개체들의 크기에 해당하는 구간이라는 데 주목했다. 그리고 이를, 대형 육식 공룡들의 새끼들이 빠르게 성장하는 과정에서 중간 크기의 육식 공룡과 먹이 경쟁을 하며 이들의 생태적 지위를 빼앗는 결과를 초래해 중형의 육식 공룡이 드물게 된 것이라고 해석했다.

육식 공룡들의 크기가 아주 작거나 크거나 한 것은 공룡 화석이 발견되는 전 시기 통틀어 같은 양상을 보였지만, 그 격차는 쥐라기 시대(약 2억~1억 4천500만 년 전)보다 백악기 시대(약 1억 4천500만~6천600만 년 전)에 더 컸던 것으로 분석되었다. 백악기는 이전 시기에 비해 공룡들의 크기가 전체적으로 커졌던 시기로, 새끼와 성체 간의 차이도 커지면서 나타난 결과로 연구진은 해석했다.

연구진은 이번 연구가 그간 논의되던 ‘어째서 중간 크기의 공룡 종은 많지 않았나’하는 문제가 화석 생성 과정이나 수집된 화석들의 치우침(bias)에 의한 영향 때문이 아니라 작게 태어나 빠르게 거대한 성체로 자라고는 금방 죽어버린 대형 공룡들의 생물학적 특징이 공룡 생태계에 미친 영향을 보여준 것이라고 설명했다.