형태분석학의 최근 연구과제4 (Current Topics 4)
- 기하학적 형태분석을 통한 변형된 형태의 원형복구(Retrodeformation) -
| 생물이 화석화되는 과정에서 그 생물의 형태가 변하고, 심지어 현존하는 생물의 형태도 외부 충격 또는 발달과정 중에 생기는 기형으로 인해 그 형태가 변하기도 한다. 따라서 형태분석을 할 때는 항상 가능한 형태의 변화를 고려해야 한다. 그러한 형태변화를 측정할 수 있는 방법 중 하나가 바로 기하학적 형태분석 (Geometric Morphometrics, GM) 방법이다. 뒤틀린 형태는 warp analyses를 통해 인지될 수 있으며, 그 원인이 화석생성과정에 의한 것인지, 종내 또는 종간변화에 의한 것인지를 밝혀낼 수 있다. 랜드마크를 이용한 형태분석 방법도 형태가 어떻게 변형되었는지 알아낼 수 있는 방법 중 하나이다. 변형된 형태를 정량분석한 후에, 어느 부분의 형태가 얼마만큼 변형되었는지를 알아낸다면 변형되기 전의 원래 형태로 복원할 수 있게 된다. 화석 생물의 형태가 변하게 되는 주된 이유는 그 위로 계속 쌓이는 퇴적물의 무게에 의해 모양이 뒤틀어지게 되는 압밀(壓密)작용 (compaction) 때문이다. Webster & Hughes (1999)는 캠브리아기의 olenelloid에 속하는 삼엽충 2종의 형태가 압밀작용에 의해 어떻게 변화되었는지를 연구하였다. 랜드마크를 이용한 기하학적 형태분석을 통해 형태가 변형된 화석과 변형안된 화석의 형태를 비교 분석하여 얼마만큼 어느 방향으로 변형이 되었는지 연구하였다. 어떻게 얼마만큼 형태가 변형이 되었는지 파악한 후에 GM을 이용하여 원래의 형태로 복원한 후에 하고자 하던 형태분석을 할 수있게 되었다. 그러나 어떤 방법으로 형태를 복원하였는지 그리고 복원된 형태로 분석한 결과가 얼마나 신빙성이 있는지는 문제가 될 수 있다. Angielczyk & Sheets (2007)는 이러한 문제점을 현생하는 거북이의 변형되지 않은 복갑(腹甲)을 이용하였다. 우선 거북이 복갑에서 19개의 랜드마크를 정한 후에, 변형되지 않은 762개 복갑의 형태를 측정하였다. 그 형태들을 인위적으로 수학적 방법을 통하여 변형시킨 형태를 만든 후, 다시 변형된 형태들을 복원시키는 방법을 이용하여 복원시켰다. 그리고 원래 변형되지 않은 형태와 복원된 형태를 비교하였다. 그들은 3가지 방법으로 변형된 형태를 복원하였는데 모두 원래 형태로 정확하게 복원시키는 데는 문제가 있음을 알게 되었다. 하지만 새로운 형태를 만드는 방법 (shape modeling)과 simulated deformation을 이용하는 다른 형태복원방법을 쓴다면 정확하게 복원시킬 가능성도 있다고 하였다. References
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