[고래 이야기] 고래의 이빨과 수염

고래의 수염과 이빨

고래는 수염이 있는 종류와 이빨이 있는 종류로 나뉜다. 우리로 따지면 입 안에 이빨이 있는 인류와 수염이 인류로 나뉘는 형국이다. 호모 사피엔스에게 이빨은 생식에서 화식으로, 초식에서 육식으로의 전환 과정에서 더욱 정교해진 도구로 음식 섭취에도 도움이 될 뿐만 아니라 혀와 함께 입놀림을 만들어 발음에도 큰 영향을 미쳤다. 고래 입 속의 이런 큰 차이는 언제 왜 나타나게 되었을까? 수염이 먼저인가 이빨이 먼저인가? 이런 차이는 고래에 대해, 더 나아가 진화에 대해 어떤 생각거리를 제공할까?

일단 수염고래는 큰 입으로 물을 들이키는 가운데 그 안에 들어 있는 크릴이나 작은 물고기떼를 섭취한다. 수염으로 이들을 걸러 먹는다. 대왕고래, 혹등고래, 귀신고래 등이 여기에 속한다. 이빨고래는 이빨이 대단히 날카로운데 보다 큰 물고기, 오징어를 한 마리씩 잡아 먹는다. 인문세종의 상징인 범고래, 돌고래, 향고래가 여기에 속한다. 진화적으로 보면 이빨고래로부터 수염고래로 진화했다고 할 수 있는데 수염고래의 태아에 이빨이 있기 때문이다. 《국립서천해양생물자원관》3층에는 고래의 진화에 대한 설명이 있는데, 고래는 하마와 조상이 같다. 이 공통조상에 해당하는 포유동물이 5300만 년 전 바다로 다시 되돌아와 고래가 되었다. 이때 고래에게 이빨이 있었다.

이빨고래가 수염고래가 되는 중간 단계의 고래도 있을까? 지금은 남아 있지 않지만 수염고래의 조상으로 2500만 년 전에 살았던 원시고래(아에티오세투스 웰토니)는 수염과 이빨을 모두 갖고 있었을 것이라고 연구되고 있다. 원시고래의 화석을 엑스선으로 단층촬영했더니 수염과 이빨의 흔적이 모두 발견되었다. 이 화석 고래의 입천장에 작은 구멍과 홈이 촘촘히 나있는데 수염고래의 수염처럼 이들이 모두 혈관으로 연결되어 있다는 것이다. 연구자들은 이 원시고래를 연구하여, 이들의 이빨에 혈액을 공급하는 구조가 있다는 것을 발견했는데 이 조직이 수염이 자라도록 했을 것이라고 주장한다. 그리고 수염고래라고 해서 부드러운 털이 입안에 가득 자라 있을 것 같지만, 《장생포 고래 박물관》에서 살펴봤더니 딱딱했다. 수염고래의 ‘수염’은 우리 손톱처럼 케라틴 성분이라고 한다.

그럼 아에티오세투스 웰토니의 경우처럼 이빨도 있고 수염도 있는 고래가 왜 두 종류로 나뉘게 되었을까? 두 종류로 나뉘게 되었을 뿐만 아니라. 지금 남아 있는 수염고래들이 기본적으로 이빨고래들보다 훨씬 몸집이 크고 심지어 대왕고래(《국립해양생물자원관》의 모형은 25m, 130t)의 경우 압도적인 크기를 자랑하는데 이런 형태 과대화의 이유는 무엇일까? 역시 이빨고래로의 진화와 연결되어 있다고 할 수 있다.

이 분화에 가속도를 가한 원인은 빙하기다. 300만 년 전 빙하기가 시작되었을 때 거대해진 빙하가 심해에 뭉쳐 있던 고밀도 플랑크톤을 해수면으로 말어 놀리게 되었다. 또 빙하기라고 해도 계속 기온이 내려가기만 하는 것이 아니라 올라갔다 내려가기를 반복하며 전반적으로 내려가는 추이를 보이기 때문에, 이 과정에서 심해 심층수의 용승이 반복적으로 일어나게 된다. 해수면에 식물성 플랑크톤이 많아지고, 그것을 먹는 크릴도 많아지는 일이 가속되었다. 열대 아열대 지방에서는 기온이 하강하여 중대형 물고기의 개체수가 감소했지만 극지방은 오히려 빙하기를 맞아 먹이가 풍부해졌다. 열대에 있는 물고기들은 대부분 변온동물이라 열대라는 조건을 벗어나기가 어려웠다. 하지만 고래는 포유류이고 정온동물이라 기온과 관계 없이 일정한 체온을 유지할 수 있으므로 점점 더 북쪽으로 이동하여 살 수 있었다. 극지방으로 올라간 고래는 체온을 유지하기 위해 신진대사량이 높아야 했고 더 많은 먹이가 필요했다. 수염고래들은 극지방에서 크릴과 같은 작은 생물들을 엄청나게 먹으면서 몸집을 키워갔을 것이다.

사람의 키는 작았다가 커진다. 플랑크톤은 작고 고래는 크다. 진화의 선분은 작음에서 큼으로 향하는 것 같다. 하지만 지구상에서 가장 큰 동물인 대왕고래는 고래 중에서도 가장 늦게 진화했다. 가장 크지만 가장 어리다고도 할 수 있는 종적 진화의 세계! 압도적으로 큰 그 몸은 세계에서 가장 작은 생물들을 먹어서 가능했다고도!!