1. 등판엽 가설 (Paranotal Lobe Hypothesis)
이 가설은 날개가 가슴 마디의 등판(tergum) 옆면이 옆으로 확장되면서 생겨났다고 보는 견해입니다.
- 주요 내용:
- 고대 곤충의 가슴 등판 옆부분에 평평한 돌기(등판엽)가 생겨났고, 이것이 점차 길어지면서 날개로 진화했다는 것입니다.
- 초기에는 비행이 목적이 아니라 체온 조절, 보호색, 또는 나무에서 떨어질 때 속도를 줄이는 낙하산 역할이나 활공(gliding)을 위해 사용되었을 것으로 추측합니다.
- 장점:
- 원시 비행 곤충 화석(예: 팔래오딕티오프테라)에서 앞가슴에 날개와 유사한 작은 돌기가 발견되는 점이 이 가설을 뒷받침합니다.
- 구조적으로 매우 단순하고 직관적인 전이 과정을 보여줍니다.
- 단점:
- 등판엽은 몸의 일부분이 튀어나온 것이므로, 처음부터 근육과 관절이 연결되어 움직일 수 있는 구조를 설명하기 어렵습니다. 즉, "어떻게 고정된 판이 자유자재로 움직이는 날개가 되었는가"에 대한 설명이 부족합니다.
2. 기문덮개판 가설 (Exit-gill / Branchial Hypothesis)
이 가설은 날개가 수중 생활을 하던 조상 곤충의 아가미(또는 다리 기부의 부속지)에서 유래했다는 견해입니다. '기문덮개판'은 아가미를 덮거나 움직이던 판을 의미합니다.
- 주요 내용:
- 곤충의 조상이 물속에 살 때 호흡을 위해 다리 윗부분에 달고 있던 외부 아가미(exite)가 날개로 변했다는 것입니다.
- 이 아가미는 물속에서 산소를 효율적으로 흡수하기 위해 이미 근육과 관절이 발달해 있어 스스로 움직일 수 있는 상태였습니다. 곤충이 육상으로 올라오면서 이 아가미가 비행 기관으로 전용되었다고 봅니다.
- 장점:
- 날개가 왜 처음부터 복잡한 근육과 신경, 관절을 가지고 있는지 잘 설명해 줍니다.
- 발생학적 연구에 따르면, 곤충의 날개를 만드는 유전자와 갑각류(게, 새우 등)의 다리 부속지를 만드는 유전자가 매우 유사하다는 점이 강력한 근거가 됩니다.
- 단점:
- 곤충의 조상이 반드시 수중 생활을 거쳤어야 한다는 전제가 필요하며, 초기 육상 곤충 화석에서 이러한 전이 단계를 명확히 찾아내기 어렵다는 비판이 있습니다.
3. 요약 및 현대적 관점 (복합 기원 가설)
오늘날 많은 학자들은 이 두 가설 중 하나만 맞는 것이 아니라, 두 가지 요소가 결합되었다는 '복합 기원 가설(Dual Origin Hypothesis)'을 지지합니다.
- 결론: 곤충의 날개는 가슴 등판(등판엽 가설)의 구조적 성분과 다리 기부의 부속지(기문덮개판 가설)의 유전적·근육적 성분이 진화 과정에서 하나로 합쳐지며 탄생했다는 시각이 지배적입니다.
즉, 날개의 '판' 자체는 몸벽(등판)에서 왔을지라도, 그것을 움직이게 하는 '관절과 근육'은 다리 부속지에서 유래했을 가능성이 높다는 것입니다.