갈비뼈 부러진 티라노사우루스, 6600만 년 된 의학적 기적이 되다

지금까지 발견된 티라노사우루스 렉스 골격 중 가장 큰 '스코티'는 약 6600만 년 전에 죽었다. 보통 그 정도 시간이면 연조직이 흔적도 없이 사라지기에 충분하다. 그런데 이 유명 육식공룡의 금이 간 갈비뼈가 연구자들에게 거의 전례 없는 선물을 안겼다. 뼈 안에 화석화된 혈관이 보존된 것이다. 스코티가 죽었을 당시 아직 치유 중이던 부상의 증거다.

과학자들은 미국 에너지부 오크리지 국립연구소(ORNL)에서 중성자 영상법으로 화석을 조사해, 보존된 연조직을 손상시키지 않고 갈비뼈 내부의 정교한 3D 이미지를 만들었다. 캐나다 서스캐처원주 리자이나 대학교(U of R) 물리학과 교수 마우리시오 바르비는 "로또에 당첨된 기분"이라며 "스코티의 갈비뼈에는 지금까지 화석에서 관찰된 적 없는 거대한 광물화 혈관 네트워크가 들어 있다"고 말했다.

혈관 같은 연조직은 보통 화석화가 끝나기 훨씬 전에 분해되면서 사라진다. 스코티의 갈비뼈는 그래서 희귀한 예외다. 갈비뼈가 부러진 뒤 철분이 풍부한 혈액이 손상 부위로 몰려들었고, 치유 과정의 일환으로 새 혈관이 형성됐다. 스코티는 골절이 완전히 아물기 전에 죽었고, 이후 염분이 많은 습지에 묻혀 분해가 느려지면서 연약한 혈관 네트워크가 보존되는 데 도움을 받았다. 바르비 교수의 지도 아래 이 프로젝트를 이끄는 리자이나 대학교 물리학과 박사과정생 제리트 미첼은 "모든 화석은 과거의 작은 스냅샷"이라고 말했다.

스코티의 유해는 서스캐처원주 프렌치맨 리버 밸리에서 왕립 서스캐처원 박물관 팀이 발견했다. 이곳은 북미에서 공룡 화석이 가장 풍부한 지역 중 하나다. 이곳의 암석은 비조류 공룡의 시대를 끝낸 대멸종 직전 공룡 생활상을 보여주는 중요한 기록을 보존하고 있다. 연구자들은 화석화된 호박, 공룡 비늘, 다른 공룡들의 뼈도 함께 연구하고 있다. 리자이나 대학교 물리학과 조교수이자 전 ORNL 박사후연구원인 마르셀라 베르크는 "단서들을 맞춰 나가면 과거와 미래에 일이 어떻게 진화할 수 있는지 이해하게 된다"고 말했다.

중성자 영상법과 X선 영상법은 물질 내부를 들여다보는 상호 보완적인 방법이다. 중성자는 가벼운 원소, 특히 수소를 탐지하는 데 뛰어나고, X선은 무거운 원소를 드러내는 데 매우 효과적이다. 그 대비는 근육 같은 연조직을 강조하는 MRI와 뼈처럼 밀도 높은 구조를 보는 데 특히 유용한 X선의 차이와 어느 정도 비슷하다. 연구자들은 조사하려는 물질에 따라 서로 다른 중성자 및 X선 기법을 고른다.

이 연구는 2020년으로 거슬러 올라간다. 당시 리자이나 대학교 학부생이던 미첼이 스코티의 갈비뼈 안에서 혈관의 증거를 탐지했다. 그는 캐나다 광원(Canadian Light Source)에서 비침습적 X선 영상법인 마이크로 CT 스캔을 처음 사용했다. 스캔은 갈비뼈 절단면에서 화석화된 연조직을 확인해 줬다. 조사가 확대되면서 연구자들은 캐나다 광원의 방사광을 포함한 다른 X선 방법들과 현미경법을 결합해, 치유 중이던 부상과 보존된 화석 조직을 세포 수준에서 함께 연구할 수 있었다. X선 영상이 화석화된 혈관의 증거를 드러내자, 연구자들은 추가 단서를 찾아 중성자로 눈을 돌렸다.

2026년 4월, 연구팀은 ORNL의 고속중성자로(HFIR)에 있는 다중모드 첨단 방사선 촬영 장치(MARS)와 ORNL에 있는 미국 에너지부 산하 산란중성자원(SNS)의 중성자과학 가상환경(VENUS) 장비를 사용했다. 중성자 영상은 이전 관찰을 확인해 주고, 연구팀이 스코티의 갈비뼈를 포함한 큰 뼈를 손상 없이 조사할 수 있게 했으며, 다른 방법들을 보완하는 추가 영상 대비를 제공했다. 베르크는 "중성자는 스코티의 갈비뼈에서 혈관을 발견하게 한 방사광 기법으로 찾은 내용을 뒷받침했을 뿐 아니라, 화석에서 연조직 보존을 찾는 현재 연구에 매우 귀중한 추가 수단임을 입증했다"며 "이것은 우리에게 믿기 힘든"이라고 말했다.