깃털발달성

깃털의 발달은 새의 피부의 표피층에서 일어난다. 그것은 많은 단계를 수반하는 복잡한 과정이다. 깃털이 완전히 발달하면 등고선, 비행선, 하강선, 섬광선, 반모양, 뻣뻣한 깃털 등 6가지 종류의 깃털이 있다. 깃털은 원래 날기 위한 것이 아니었다. 깃털이 진화한 정확한 이유는 아직 알려지지 않았다. 새들은 공룡의 후손이라고 생각되고 공룡 화석들에서 발견된 멜라노솜을 이용한 새로운 기술은 날지 못하는 특정 공룡들이 깃털을 가지고 있다는 것을 보여주었다.

깃털 해부학

깃털은 표피와 각질화 시스템의 산물이다. 그것들은 혈관외와 신경외선이다. 그들은 라치스라고 불리는 관 모양의 중심축을 가지고 있다; 라치스의 양쪽에서 나오는 것은 정맥이며, 이 정맥들은 바브스라고 불리는 연동 연결을 가진 일련의 막대기를 가지고 있다. 라치스와 붙어 있는 정맥이 주걱을 이룬다. 라치스의 반대는 깃털을 몸에 고정시키고 부착된 피부근육에 의해 움직이는 칼하무스다. 진화적 필요에 따른 변형이 거의 없는 이 기본 설계를 대부분 따르는 깃털에는 여러 종류가 있다.^[1]

깃털의 진화

새들이 자신의 범주 대신 파충류의 하위집합으로 보이듯이 깃털은 때로 "파충류 비늘"로 언급되기도 한다. 비록 이것은 단순하지만 파충류와의 새의 호몰로지로부터 유래한다. 새들은 빠른 두발 달린 공룡으로부터 진화했지만 깃털은 그들보다 먼저 진화했고, 원래 생각처럼 날기 위한 것은 아니었다. 비행을 위해 진화하는 깃털 이론은 1970년대에 테로포드 공룡(일부 흔한 테로포드 공룡은 티라노사우루스 렉스와 벨로시랍토르)이 깃털을 가진 것으로 밝혀지면서 밝혀졌다. 과학자들은 공룡 화석 속에서 빛이 어떻게 반사되는지를 결정하는 구조인 멜라노솜을 관찰함으로써 공룡이 실제로 대담한 깃털을 가지고 있다는 것을 발견했다. 구체적으로 야콥 빈터와 그의 동료들은 안치오르니스 헉슬리의 멜라노솜을 분석했는데, 이 멜라노솜은 A. 헉슬리가 살았던 1억 5천만년 전 매화지가 어떻게 생겼을지 재구성할 수 있었다.^[2]

1861년 독일의 한 채석장 일꾼들이 현대 조류와 같은 깃털을 가지고 있었지만 입안에 이빨이 있고 길고 뼈만 남은 날개와 파충류처럼 날개에 발톱이 달린 아크로옵테릭스의 화석을 발견했다. 고세동물은 파충류에서 새로 이행하는 동물로 보인다. 하지만, 아크로옵테릭스는 이미 깃털을 개발했는데, 그것은 애초에 깃털이 어떻게 진화했는지를 보여주는 데 도움이 되지 않았다. 1996년 깃털의 진화를 보여주는 데 도움이 되는 사라진 화석이 발견되었다. 시노사우롭테릭스는 등과 꼬리를 덮는 얇고 속이 빈 필라멘트로 덮여 있었다. 이제 원시적인 깃털을 가진 많은 공룡을 발견한 후 깃털은 얇고 속이 빈 필라멘트로 시작되었고, 결국 현대 조류에서 볼 수 있는 솜털 같은 깃털 코트로 진화했다고 믿어진다.^[3]

깃털이 비행을 위해서가 아니더라도 애초에 진화한 이유에는 몇 가지 이론이 있다. 첫째는 절연이라는 목적을 달성했다는 것이다. 새끼들을 보호하고 있는 것으로 생각되는, 그들의 앞다리로 그들의 둥지를 덮고 있는 것이 발견되었다. 테로포드에서 발견되는 깃털은 절연에 중요한 역할을 했을 것이다. 또 다른 일반적인 이론은 빠른 두발 달린 공룡들이 더 빨리 뛰기 위해 그들의 깃털을 사용했다는 것이다. 깃털이 공룡들이 경사를 따라 오르는데 도움을 줬을 가능성이 있고, 이러한 속도의 이점은 결국 비행으로 이어진다. 수목 이론은 나무에 살았던 동물들이 나무를 뛰어 내려가지 않고 나무에서 나무로 뛰어내려 땅을 가로질러 다른 나무로 뛰어내려 새로운 나무를 백업하는 것이 더 빠르고 더 에너지 효율적이라는 것을 발견했다고 제안한다. 이러한 도약은 결국 활공과 비행으로 이어진다.^[1]

또 다른 새로운 이론은 깃털이 성적으로 선택되었다는 것이다.^[2] 문양과 색채, 심지어 무지개빛까지 가진 그들의 대담한 깃털은 오늘날 현대 조류에서 매우 흔하게 나타나는 이성을 끌어들이기 위한 것이었다. 과학자들은 잘 보존된 멜라노솜을 보고 분석하는 새로운 기술을 발견함으로써 화석화된 공룡의 깃털이 어떻게 생겼을지 재구성할 수 있으며, 그것들은 다소 화려해 보인다.

비행의 원래 목적/장점에 대한 보다 최신 이론은 이러한 이론들 중 하나 이상을 서로 결합하여 포함한다. 몬태나-미술라 대학의 비행연구원인 켄 다이얼은 어떻게 병아리들이 종종 깃털을 이용해 급경사로 포식자로부터 달려올 때 힘을 얻는지를 보여주지만, 이 펄럭이는 또한 병아리들이 다시 내려갈 때 깃털을 안정시키는 것을 돕는다.^[2] 깃털이 비행 전에 먼저 여러 가지 유용한 기능을 가지고 있었을 가능성이 매우 높다.

깃털발달단계

깃털은 진피에서 발달한다. 깃털은 깃털 모낭에서 형성되기 시작하는데, 깃털 모낭은 표피에서 진피까지 이어지는 발상이다. 모낭과 과육이 깃털을 형성하기 시작하는 것은 진피 속에 있다. 펄프 공동은 깃털 모낭을 포함하는 공간이다. 깃털 필라멘트는 곧 모낭에서 자라난다; 이것은 모낭 베이스에서 세포의 성장과 분열의 결과로서 증가된 세포의 수인 세포의 증식 때문이다. 이 새로운 세포들은 두 개의 다른 조직을 형성한다. 주 깃털 조직과 펄프 캡인 칼집이 있다. 칼집은 깃털을 감싸고 있는 지지층으로, 깃털이 자라면서 떨어진다. 마찬가지로 피부코어를 보호하는 펄프캡도 깃털이 자라면서 떨어진다. 주 깃털 조직은 나중에 펴지는데, 이것은 그 기능적 형태를 가정할 때 피복과 펄프 캡을 폐기하게 한다. 깃털이 자라면서, 그것의 주걱은, 라치스와 베인이 붙어 있는, 계속해서 형성된다. 주걱이 발달을 마치면 주걱의 밑부분 안에서 칼륨이 형성되기 시작한다. 칼리무스는 깃털의 퀼로 주로 펄프 캐비티 안에 머물러 있는 밑부분이다. 거기서 깃털이 완전히 발달하여 털갈이가 일어날 때까지 그대로 남아 떨어져 나가게 된다. 깃털은 털갈이하는 동안 떨어져 나가는데, 털갈이는 새의 종류에 따라 연중 다른 시기에 발생한다. 새들은 계절, 생식, 그리고 다른 많은 이유로 털을 털 수 있다.

깃털의 종류

깃털에는 등고선, 비행선, 하강선, 섬광선, 반연발, 뻣뻣한 깃털 등 6가지 종류가 있다. 흔히 등고선 깃털로 더 잘 알려진 펜니피드 깃털은 두 그룹으로 나뉜다; 한 그룹은 대칭을 이루고 몸을 덮고 다른 그룹은 비행깃털이다. 등고선 깃털은 원소로부터 보호한다. 비행깃털은 길고 비대칭적이어서 라치스를 뻣뻣하게 만들 수 있어 비행 중 강한 안정감을 주는 깃털이 가능하다. 또한 비행깃털은 펄프 캐비티 안에서 라치스를 비틀어 깃털의 바블이 다운 스트로크에 연동할 수 있게 하여 깃털 사이의 공기 흐름량을 감소시켜 보다 효율적인 리프트를 만들어 낸다. 날개의 비행깃털은 리미그이고, 꼬리 위에 있는 것은 정류장이다. 비행깃털은 1차, 2차, 3차 세 그룹으로 분리된다. 프라이머리는 날개 끝에 있으며 이륙과 비행 중에 전진 추력을 제공한다. 제2차관은 가운데 날개의 과반수를 형성한다. 몸에 가장 가까운 곳에 위치한 깃털은 테르티오르이다. 깃털 아래라고 알려진 깃털은 상호작용을 하는 라치스와 막대기가 부족하다. 보통 솜털이 보송보송해서 단열재로 쓰인다. 분해되면 케라틴 가루가 형성되어 깃털을 방수하는 데 사용될 수 있는 특수한 형태의 다운 깃털이 있다. 새들은 다양한 이유로 이 능력을 사용할 수 있지만, 주된 이유는 추위와 물, 특히 물에 뛰어들거나 앉아 있는 새들을 위한 단열 때문이다. 필로폼은 매우 얇고 머리카락 같은 깃털로, 막대기가 거의 없다. 그들은 감각 기능을 가지고 있는 것으로 생각되며, 다른 세부 사항들은 대부분 알려져 있지 않다. 반플럼은 매우 큰 중심 라키와 느슨한 정맥을 가지고 있다. 이 구조는 그들을 절연과 공기역학에서 사용할 수 있게 한다. 뻣뻣한 깃털은 매우 단단한 라치스를 가지고 있지만, 거의 굴곡이 없다. 그들은 눈과 입 주위에 위치해 있다; 그들은 보호와 감각 기능을 가지고 있다고 여겨진다. 하지만 깃털을 가진 모든 새들이 그것들을 날기 위해 사용하는 것은 아니다. 펭귄들은 공기와 물의 추위에 대항하는 단열재로 그것들을 사용한다. 반면 타조는 자신의 깃털을 짝짓기와 솜털에 활용하는데, 이를 통해 열을 방출하고 열을 식힐 수 있다.^[4]

참조