“현존하는 늑대와 외형만 유사한 다른 종생존에 도움주는 유전적 특성 획득 못 해빙하기 끝나면서 멸종 피하지 못했을 것”미국 판타지 작가 조지 R R 마틴이 쓴 장편소설 ‘얼음과 불의 노래’는 8부작 드라마 ‘왕좌의 게임’으로 만들어져 큰 인기를 끌었다. 이야기를 이끌어 가는 스타크 가문의 상징이 바로 ‘다이어 울프’이다. 다이어 울프는 판타지 소설에서 자주 등장해 상상의 동물로 생각하는 이들이 많다. 그러나 약 1만년 전까지 북미 대륙을 중심으로 실존했던 동물이다. 현존하는 회색 늑대와 마찬가지로 개과 개속에 속하고 외모도 비슷하게 생겼다. 하지만 중간 크기 다이어 울프의 신장이 150㎝, 몸무게는 50~79㎏으로 회색 늑대보다 덩치가 훨씬 크다. 현재 늑대보다 무는 힘도 1.5배 정도 강하고 이빨도 커서 매머드같이 몸집이 큰 동물들을 주로 사냥했던 초(超)육식동물로 알려져 있다. 중생대 백악기 말 공룡을 포함해 지구상 존재했던 전체 생물종 중 75%가 사라지는 제5차 대멸종 이후 시대인 신생대 3기 플라이스토세에 살았던 다이어 울프는 지구 기온이 상승하면서 매머드, 스밀로돈, 땅늘보 같은 거대 포유류들이 사라질 때 함께 멸종했다. 이런 이유로 당시 가장 흔한 육식동물이었던 다이어 울프가 회색 늑대의 친척인지, 그리고 멸종 원인이 기후변화 때문인지 인간의 사냥 때문인지는 여전히 고생물학 분야 수수께끼이다. 이런 가운데 영국 더럼대 고고학과, 호주 애들레이드대 생명과학부 고대DNA연구센터, 미국 캘리포니아 로스앤젤레스대(UCLA) 생태·진화생물학과 연구진을 중심으로 영국, 호주, 미국, 러시아, 스페인, 덴마크, 캐나다, 프랑스, 그린란드, 노르웨이, 독일 등 11개국 43개 연구기관이 참여한 국제공동연구팀은 다이어 울프가 현존하는 늑대들과 외형만 비슷할 뿐 사실상 다른 종의 동물이라는 사실을 밝혀냈다. 이 같은 연구 결과는 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 14일자에 실렸다.연구팀은 미국 와이오밍, 아이다호, 오하이오, 테네시주 등에서 발견된 약 5만~1만 2900년 전에 살았던 것으로 보이는 다이어 울프 5마리의 뼈 화석, 고대 개 3마리의 뼈 화석에서 채취한 DNA, 북미 지역에서 서식 중인 회색 늑대와 코요테 22마리에서 추출한 DNA를 비교 분석했다. 그 결과 다이어 울프는 약 570만년 전에 회색 늑대와 갈라졌으며 약 510만년 전에는 아프리카 자칼에서 갈라져 진화해 온 것으로 확인됐다. 또 현재 늑대와 코요테, 고대 개와는 유전자 공유가 전혀 없었던 것으로도 밝혀졌다. 회색 늑대, 아프리카 늑대, 개, 코요테, 자칼 등은 이종교배 사례가 있어 서로의 DNA를 공유하기도 하지만 다이어 울프는 다른 늑대 종들과 형태학적으로만 유사할 뿐 전혀 교배가 없이 북미 지역에서 단독 진화해 왔다는 것이다. 결국 이 같은 진화적 고립이 혈통의 순수성은 지켰을지 모르지만 생존에 도움을 줄 수 있는 다른 유전적 특성을 획득하지 못해 빙하기가 끝나면서 생긴 거대 포유류 멸종의 운명에서 벗어나지 못했을 것이라고 연구팀은 설명했다. 이번 연구를 이끈 앤절라 페리 영국 더럼대 박사는 “‘왕좌의 게임’ 덕분에 대중에게 많이 알려진 다이어 울프는 외형 때문에 회색 늑대나 코요테와 가까운 혈연관계가 있을 것이라고 생각돼 왔지만 이번 연구로 다이어 울프와 현존 늑대들의 관계는 마치 네안데르탈인과 현생인류와 비슷한 관계라는 사실을 알게 됐다”고 설명했다. 이어 “특정 종의 진화의 비밀을 푸는 동시에 빙하기와 함께 사라진 거대 포유동물들의 멸종 원인에 대한 힌트를 얻은 게 의의”라고 덧붙였다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

코로나19가 7개월 넘게 전 세계를 휩쓰는 이유는 숙주를 쉽게 옮겨 간다는 바이러스 특성도 있지만, 이전과 달리 사람들이 세계 곳곳으로 빠르게 이동할 수 있다는 특성도 한몫하고 있다. 바이러스뿐만 아니라 수많은 물류와 문화 등도 운송수단과 미디어의 발달 덕분에 지구 반대쪽에 있는 나라까지도 빠르게 확산되는 경향이 있다. 지금과 달리 운송수단이 발달하지 않고 미디어라는 것도 없을 때는 한 지역에서 다른 지역으로 문화가 확산될 수 있었을까. 프랑스 국립과학연구센터(CNRS) 고고학연구센터(Inrap), 미국 오하이오주립대 고고학과, 독일 막스플랑크 인류사연구소 공동연구팀은 예멘과 오만 같은 아랍 지역 국가들에서 ‘플루팅 포인트’가 새겨진 화살촉과 창 같은 석기 유물을 발견하고 미국공공과학도서관에서 발행하는 국제학술지 ‘플로스 원’ 8월 6일자에 발표했다.플루팅 포인트는 돌로 화살촉이나 창을 만들 때 날카롭게 만들기 위해 가운데 부분을 불룩하게 만드는 기술로 고고학계에서는 석기 제작의 정교함을 보여 주는 사례로 제시되고 있다. 지금까지 플로팅 포인트 방식은 미국 원주민(아메리칸 인디언)들의 석기에서만 발견됐던 독특한 문양과 제작 방식으로 알려져 있었다.사실 미국 원주민들이 동아시아인의 후예라는 사실은 유전자 분석을 이용한 DNA고고학을 통해 밝혀진 바 있다. 2018년 미국 알래스카대 인류학과, 덴마크 코펜하겐대 지리유전학센터 공동연구팀은 알래스카에서 발견된 1만 1500년 전 어린이 유골 화석에서 DNA를 추출해 분석한 뒤 아시아, 유럽, 아메리카 대륙의 현생인류 167명의 유전자와 비교한 결과 미국 원주민의 조상은 3만 6000여년 전 동아시아인이라는 사실을 밝혀내고 세계적인 과학저널 ‘네이처’에 발표한 바 있다. 당시 분석에 따르면 이들 동아시아인은 빙하기시대에 걸어서 시베리아와 알래스카를 거쳐 북미 지역으로 진출했고 이후 캘리포니아 북쪽 해안을 따라 수천 년 동안 이동해 남미로 진출한 것으로 확인됐다. 이번 연구팀에 따르면 중동 지역에서 발굴된 유물의 플루팅 포인트는 7000~8000년 전에 만들어진 것으로 미국 원주민들의 기술보다는 2000년 정도 늦은 것으로 나타났다. 이 때문에 미국 원주민들 고유의 기술이 멀리 떨어져 있는 중동 지역에서 어떻게 발견됐는지에 대해 관심이 집중됐다. 연구팀은 중동 지역과 북미 지역에서 발견된 플루팅 포인트 유물을 정밀 분석한 결과 북미 지역에서는 화살과 창을 날카롭게 하기 위한 기능성에 초점을 맞췄다면 중동 지역의 플루팅 포인트 유물은 기능성보다는 화려함 같은 미적인 부분과 기술의 정교함을 보여 주는 것이 주목적이었다고 추정했다. 실제로 연구팀은 석기시대 사용됐던 것과 비슷한 형태의 도구를 이용해 중동식과 북미식 플루팅 포인트 창과 화살촉 제작을 시도했다. 그 결과 중동식 플루팅 포인트 화살촉과 창을 만드는 데 훨씬 오랜 시간이 걸린 것으로 나타났다. 연구를 이끈 독일 막스플랑크 인류사연구소의 마이클 페트라글리아 교수는 “중동과 미국이 수천㎞ 떨어져 있다는 지리적 측면에서나 유물의 세부적인 부분을 볼 때 이번 연구는 비슷한 문화나 기술이 다른 지역에서 독자적으로 나타난 대표적인 ‘독립적 발명’의 좋은 사례”라고 설명했다. 페트라글리아 교수는 “비슷한 형태나 기능의 유물이 지리적으로 동떨어진 곳에서 나왔다고 해서 무조건 한 지역에서 다른 지역으로 전파됐다고 설명해서는 안 되는 이유를 보여 주고 있다”고 덧붙였다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

오리 같은 새를 직접 사냥하거나 말 같이 커다란 동물을 한쪽으로 몰아 사냥하는 데 쓴 30만 년 된 던지기용 막대가 독일에서 발견됐다. 독일 튀빙겐대 연구진은 북부 니더작센주(州) 쇠닝엔에 있는 한 광산에서 고고학 발굴 조사를 수행하다가 이 사냥용 무기를 발견했다고 밝혔다.‘레빗 스틱’ 또는 ‘킬링 스틱’으로도 불리는 이 던지기용 막대는 빙하기였던 전기 구석기 말 당시 현생인류와 근연관계에 있는 멸종인류 호모 하이델베르겐시스가 사용한 도구다. 연구진에 따르면, 당시 북유럽에 살던 호미닌(분류학상 인간의 조상으로 분류되는 종족)들은 오늘날까지 거의 보존되지 않는 다양한 목재 무기를 지닌 탁월한 사냥꾼들이었다. 특히 이번에 발견된 사냥용 무기는 소나뭇과의 상록 침엽 교목으로 재질이 부드러워 주로 작은 물건을 제작할 때 쓰는 스프루스라는 나무를 가지고 석기로 자르고 표면을 매끄럽게 해서 제작한 것으로 확인됐다.또한 이들 연구자는 길이는 64.5㎝, 지름은 2.9㎝를 조금 넘으며 무게는 264g으로 측정된 이 막대를 가지고 일련의 실험을 진행했다. 그 결과, 이 무기는 던졌을 때 최대 속도가 시속 108㎞에 달할 수 있는 것으로 나타났다. 이에 따라 이들은 한쪽은 날카로운 편이고 다른 한쪽은 납작한 이 사냥용 막대를 던지면 부메랑처럼 힘차게 회전하지만, 비행 중에 이를 투척한 사람에게 되돌아가지는 않는다는 것을 알아냈다. 그 대신 이 무기의 회전력은 표적을 향해 직진으로 정확한 궤적을 유지하는 데 도움을 줘 먹잇감을 강타할 확률을 높이는 것으로 확인됐다. 또 이 무기는 기존 비슷한 연구 사례에서 발견된 흔적과 일치하는 균열과 손상이 있는 것으로 나타났다. 이는 이런 무기의 기능에 관한 명확한 증거를 최초로 제공한다고 연구진은 덧붙였다.연구에 참여한 조르디 세란젤린 교수는 “이 무기는 특히 서로 다른 거리에 있는 물새를 사냥할 때 효과적이었다. 이 인공물이 발굴된 지층에서는 고니와 오리의 뼈들도 나왔다”면서 “게다가 쇠닝엔 호숫가에서 자주 사냥당하던 말 등 대형 포유류는 던져진 이 막대에 깜짝 놀라 일정한 방향으로 몰렸을 가능성이 높다”고 설명했다.연구를 주도한 니콜라스 코나르트 교수도 “30만 년 전 사냥꾼들은 던지기용 막대와 투창 그리고 찌르기용 장창 같이 서로 다른 고품질의 무기를 조합해서 사용했다. 목재로 만든 구석기 인공물을 발견할 가능성은 보통 제로다”면서 “쇠닝엔의 수(水) 포화 상태의 호숫가 퇴적물에서 매우 좋은 보존 상태 덕분에 우리는 사냥의 진화와 목재 도구의 사용을 기록할 수 있었다”고 말했다. 자세한 연구 결과는 국제학술지 ‘네이처 생태와 진화’(Nature Ecology & Evolution) 최신호(20일자)에 실렸다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

성인 아파렌시스 뇌 침팬지보다 20% 커 인간처럼 오랜시간 양육 찰스 다윈의 진화론은 자연과학과 인문사회학, 예술, 정치 등 다양한 분야에 강력한 영향을 미쳐 단순한 과학이론이 아닌 인류사를 뒤바꾼 혁명적 사상으로 받아들여지고 있다. 진화론을 바탕으로 한 고인류학은 화석과 유전자 분석을 통해 최초의 인간은 언제 유인원과 분리됐는지를 밝혀내고 인간의 특성을 찾아내 ‘인간이란 무엇인가’를 과학적으로 규명하려는 학문이다. 이번 주에는 주목할 만한 고인류학적 성과들이 ‘네이처’를 비롯해 ‘사이언스 어드밴시즈’, 미국공공과학도서관에서 발행하는 국제학술지 ‘플로스 원’ 등에 앞다퉈 실렸다. 우선 독일 막스플랑크 진화인류학연구소와 미국 플로리다주립대, 산타페 고등연구소, 애리조나주립대, 시카고대, 유럽 싱크트론방사선연구소(ESRF), 호주 그리핀대, 영국 런던자연사박물관, 런던대(UCL) 공동연구팀은 약 318만년 전에 살았던 인류의 조상 ‘오스트랄로피테쿠스 아파렌시스’의 뇌가 유인원과 비슷한 형태를 갖고 있지만 발달 과정은 현대인과 비슷했다는 사실을 밝혀내고 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시즈’ 2일자에 발표했다.현대인의 뇌는 오랑우탄, 침팬지, 고릴라 같은 유인원들보다 크고 형태도 다르며 완전히 뇌가 자라기까지 시간이 오래 걸린다는 특징이 있다. 사람 뇌의 이런 독특한 특성이 언제부터 시작됐는지 명확히 밝혀지지 않은 상태였다. 연구팀은 ‘싱크로트론 마이크로토그래피’라는 장치를 활용해 최초의 인류 화석인 ‘루시’와 최초의 아이 ‘디키카’ 화석이 발견된 바 있는 에티오피아 디키카와 하다르 지역에서 발굴된 8개의 서로 다른 아파렌시스 두개골에 대한 정밀 분석을 실시했다. 싱크로트론 마이크로토그래피는 컴퓨터단층촬영(CT)과 비슷하지만 사용하는 엑스선 강도가 더 강하기 때문에 미세한 부분까지도 입체적으로 표현해 낼 수 있는 기술이다. 아파렌시스 아이의 뇌는 사람보다 유인원에 더 가까운 것으로 나타났지만 성장에 따른 뇌 발달과정은 현대인과 비슷한 것으로 확인됐다. 성인 아파렌시스는 침팬지보다 뇌가 20% 정도 더 큰 것으로 미뤄 봤을 때 아파렌시스 아이가 성인의 뇌를 갖기까지는 오늘날 인간처럼 오랜 시간 양육자의 보호를 받았을 것이라고 연구팀은 분석했다.이날 국제학술지 플로스 원에는 남아프리카공화국 비트바테르스란트대, 미국 위스콘신 메디슨대 고인류학자들이 ‘호모 날레디’의 청소년 화석을 분석한 결과 성인과 같은 체격구조를 갖추는 데 유인원보다 오랜 15년 정도가 걸렸을 것이라는 분석 결과를 발표했다. 호모 날레디는 2013년 남아공 수도 요하네스버그에서 북서쪽 50㎞ 위치의 ‘라이징 스타’라는 이름의 동굴 속 디날레디라는 부분에서 발견된 현생인류의 직접 조상인 호모족의 새로운 종이다. 오스트랄로피테쿠스보다는 늦은 약 300만년 전에 등장한 것으로 알려진 호모 날레디는 오스트랄로피테쿠스와 현생인류의 특징을 모두 갖고 있어 고인류학자들이 주목하고 있다. 연구팀은 ‘DH7’으로 이름 붙여진 호모 날레디의 팔, 다리, 턱뼈 일부를 분석한 결과 사망 당시 나이는 8~11세였으며 다른 호모 날레디 화석과 비교했을 때 성장단계에 있는 청소년인 것으로 확인했다. 호모 날레디의 성장 속도가 현대인과 비슷하다고 가정하면 완전한 성인 체형을 갖는 나이는 15세 전후였을 것으로 분석했다. 한편 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 2일자에도 두 편의 고인류학 연구논문이 실렸다. 그중 덴마크 코펜하겐대와 독일 막스플랑크 생화학연구소를 중심으로 한 스페인, 미국, 영국, 조지아 6개국 21개 연구기관으로 구성된 국제공동연구팀은 약 120만년 전에서 80만년 전에 유럽에 살았던 것으로 알려진 ‘호모 안테세소르’의 치아 화석을 분석 비교한 결과 현생인류와 친척뻘인 네안데르탈인, 데니소바인의 안면 골격구조를 동시에 갖고 있다는 사실을 밝혀내기도 했다. 필립 건즈 독일 막스플랑크 진화인류학연구소 박사(형질인류학)는 “이번 연구 성과들은 유인원과 인류의 차이점과 분기점을 더 명확하게 확인할 수 있게 해주고 있다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

네안데르탈인, 데니소바인과 현생인류, 외형변화 보이는 유전자 숫자나 특성 달라 “무언가를 길들이지 않고서는 그것을 잘 알 수 없지…친구를 가지고 싶다면 나를 길들여줘…길들인다는 게 뭐지?…네가 나에게 이 세상에서 단 하나뿐인 존재가 되는거지. 나도 너에게 세상에 하나뿐인 유일한 존재가 되는거야.” 프랑스의 작가 생텍쥐페리의 대표작 ‘어린왕자’에서 나오는 여우의 유명한 대사 중 하나이다. 길들인다거나 익숙해진다는 단어와 가장 가까운 생물학적 용어를 찾는다면 ‘가축화’(domesticated)라고 할 수 있을 것이다. 인간이 나무 위에서 내려와 걷기 시작하고 사회를 이루면서 개, 고양이, 양, 소, 말 등 다양한 야생 동물들을 길들여 가축화시켜왔다. 그런데 그런 길들이기, 가축화의 가장 오래된 대상은 다름 아닌 ‘인간’이었다는 것을 증명하는 연구결과가 나왔다. 이탈리아 밀라노대 종양학·혈액종양학과, 유럽종양연구소 줄기세포 후성유전학연구소, 임상보건의료과학연구재단(IRCCS) 산하 고통완화요양병원, 스페인 바르셀로나대, 바르셀로나 복잡계연구소, 칸타브리아대 의생명과학기술연구소, 카탈로니아고등과학연구소(ICREA), 신경유전학센터, 독일 쾰른대 분자의학센터(CMMC), 쾰른대병원 인간유전학연구소, 하이델베르크대병원 인간유전학연구소, 스위스 취리히연방공과대(ETH) 신경과학연구소 공동연구팀은 현생인류인 호모사피엔스가 네안데르탈인이나 데니소바인 같은 친척들과 유전학적으로 갈라진 뒤 공격성을 줄이는 방향으로 스스로를 가축화시켰다고 6일 밝혔다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시즈’ 5일자에 실렸다. ‘현생인류가 이전 영장류 조상과 완전히 다른 것은 자기 길들이기(self-domestication) 때문’이라는 주장이 생물학계에서는 끊임없이 나왔었다. 자기길들이기, 또는 자기사육화는 인간이 스스로 동물적 본능을 억제하고 사회에 맞춰 가는 과정을 이야기한다. 현생인류가 인류의 조상들보다 덜 공격적이고 더 협동적이며 사회적이라는 것이 자기길들이기의 대표적 증거라는 설명이다. 가축화는 생물학적으로 나타나기도 하는데 반려견이나 고양이, 길들여진 여우 같은 경우는 이빨과 두개골이 작아지고 짧아진 꼬리, 접힌 귀 등의 신체적 변화와 함께 야생상태에 있는 것들보다 신경능줄기세포(neural crest stem cell)가 적다는 점이다. 사람도 진화과정을 거치면서 두개골이 작아지고 눈두덩이가 덜 튀어나오도록 변화됐다. 연구팀은 ‘BAZ1B’라는 유전자가 신경능줄기세포를 조절하는데 중요한 역할을 한다는 점에 착안해 연구를 실시했다. 여러 종류의 유전자가 자기길들이기에 관여했겠지만 외모 변화를 가져오는 대표적인 유전자 하나를 집중 분석한 것이다.일반적으로 사람들은 BAZ1B 유전자를 2개 갖고 있지만 윌리엄스-보이렌 증후군(WBS)을 갖고 있는 사람은 BAZ1B 유전가가 1개 밖에 없다. WBS를 앓는 사람들은 지적능력은 일반인과 큰 차이가 없지만 두개골이 작고, 얼굴도 작고 어리고 약해보이는 특징이 있으며 처음 보는 사람과도 오랫동안 눈을 마주치는 것을 피하지 않고 낯을 별로 가리지 않는 등 매우 사교적이고 상냥하다. 약간 지적 능력이 떨어지더라도 가벼운 학습장애나 불안증상만 보이는 것으로 알려져 있다. 연구팀은 BAZ1B 유전자가 자기길들이기의 대표적인 특징인 외모 변화에 영향을 미치는지 확인하기 위해 11개의 신경능줄기세포를 배양했다. 4개는 일반인, 4개는 WBS 환자, 3개는 WBS와는 다르지만 다른 유전적 장애를 갖고 있는 환자의 것이었다. 이렇게 배양된 세포를 이용해 BAZ1B 활성도를 변화시킨 뒤 관찰했다. 그 결과 BAZ1B 활성 변화가 안면이나 두개골 발달에 관여하는 것으로 알려진 다른 수 백개의 유전자에 영향을 미친다는 사실을 확인했다. 연구팀은 또 현생인류와 2명의 네인데르탈인 유전자, 1명의 데니소바인 유전자를 이용해 BAZ1B 유전자 여부를 분석했다. 그 결과 현생인류는 네인데르탈인이나 데니소바인에 비해 BAZ1B 유전자나 이에 영향을 받는 유전자들이 적은 것으로 확인됐다. 이번 연구를 주도한 주세페 테스타 이탈리아 밀라노대 교수(분자생물학)는 “동물의 가축화와 인간의 자기가축화는 비슷해보이지만 전혀 다른 개념”이라며 “인류가 협동사회를 유지하면서 외부에 대응하기 위해서 사회를 와해시키는 공격성을 없애려는 방향으로 진화를 해왔지만 동물의 가축화에서 볼 수 있듯이 인간의 공격성을 완전히 없애지는 못한 것 같다”라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

‘루시’와 같은 현생인류의 먼 직계 조상이 침팬지와 같은 오늘날 유인원보다 지능이 낮았음을 시사하는 연구 결과가 나왔다. 루시는 원시인류인 ‘오스트랄로피테쿠스 아파렌시스’를 쉽게 지칭하는 별명인데 기존 연구에서는 이런 원시인류는 유인원과 지능이 비슷한 것으로 추정됐다. 이유는 이들의 뇌 크기는 모두 비슷하기 때문이다. 하지만 호주 애들레이드대 진화생물학자 로저 시모어 교수가 이끄는 국제 연구진은 루시와 같은 원시인류는 뇌로 흘러 들어가는 혈액의 속도가 유인원의 경우보다 느리다는 것을 알아냈다. 연구진에 따르면, 뇌의 인지 능력은 뇌로 들어가는 혈류량을 측정해 추정할 수 있다. 이를 위해 연구진은 뇌에 혈액을 공급하는 동맥이 지나가는 두개골 구멍의 크기를 바탕으로 혈류량을 측정했다. 이 기술은 인간과 다른 포유류들에 관한 측정을 통해 보정해 정확성을 높였다. 연구진은 고릴라와 침팬지 그리고 오랑우탄 등 유인원 총 96마리의 뇌를 촬영하는 방식으로 혈류량을 측정했다. 그리고 300만여 년 전에 살았던 루시와 같은 오스트랄로피테쿠스 속 원시인류, 호모 사피엔스와 같은 현생인류의 경우 두개골 화석 총 11점을 자세히 분석해 혈류량을 추정할 수 있었다. 이를 비교 분석한 결과, 유인원 중 가장 뇌가 큰 고릴라는 오스트랄로피테쿠스 속과 뇌 크기가 비슷하지만 혈류량이 두 배 많은 것으로 나타났다. 침팬지, 오랑우탄과 같이 뇌가 더 작은 유인원들도 오스트랄로피테쿠스 속보다 혈류량이 많은 것으로 확인됐다. 이는 결국 루시와 같은 오스트랄로피테쿠스가 오늘날 고릴라와 침팬지 그리고 오랑우탄보다 덜 똑똑하다는 점을 의미한다. 이에 대해 연구진은 이번 발견은 원시인류 이후 현생인류부터 사회적 복잡성의 증가에 맞춰 지능이 급격히 발달했다는 것을 시사한다고 설명했다. 자세한 연구 결과는 영국왕립학회 생명과학 저널인 ‘영국왕립학회보 B’(Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences) 최신호에 실렸다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

국내 연구진이 포함된 국제 공동연구팀이 ‘호모사피엔스’(현생인류)가 아프리카 칼라하리 지역에 처음 나타났으며, 첫 번째 인류 대이동의 원인은 기후변화였다는 사실을 밝혀냈다. 호주의 가반의학연구소와 뉴사우스웨일스대, 한국의 기초과학연구원(IBS) 기후물리연구단, 남아프리카공화국 로즈대, 나미비아 빈트후크중앙병원 등 10개 기관 연구진으로 구성된 국제공동연구팀은 현생인류가 20만년 전 아프리카 칼라하리 지역에서 처음 나타났고 13만년 전 기후변화 때문에 인류 대이동이 있었다는 연구 결과를 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 10월 29일자에 발표했다. 현생인류가 아프리카 대륙에서 출현했다는 것은 이미 알려져 있는 사실이지만 정확한 발상지와 전 세계로 퍼지게 된 원인에 대해서는 명확히 밝혀지지 않았었는데 이번 연구는 이를 규명해 냄으로써 과학계의 주목을 받고 있다. 연구팀은 남아프리카 일대에 거주하고 있으며, 최초의 어머니에게서 갈라져 나온 현생인류의 가장 오래된 혈통으로 알려진 ‘L0’ 유전자를 지닌 후손 198명의 혈액을 채취해 미토콘드리아 DNA를 정밀 분석한 뒤 새로운 인류 출현 계통지도를 만들었다. 그 결과 최초 인류는 현재 나미비아와 짐바브웨 국경에 이르는 보츠나와 북부 지역인 칼라하라 지역에서 나타났으며, L0 혈통이 처음 출현한 시점은 지금까지 알려진 15만~17만 5000년 전이 아니라 20만년 전이라는 사실을 밝혀냈다. 연구팀은 또 해양 퇴적물 같은 고(古)기후 및 지질학적 데이터와 슈퍼컴퓨터를 이용한 기후 모델을 분석한 결과 약 13만년 전 지구 자전축의 움직임이 변해 남반구의 일사량이 변하고 강수량이 이전과 달라지면서 현생인류가 발상지에서 벗어나 이주를 시작했다고 분석했다. 연구팀에 따르면 최초 인류는 13만년 전 칼라하리 북쪽 잠비아와 탄자니아 지역으로, 11만년 전에는 발상지 남서쪽인 나미비아와 남아공 지역의 녹지를 찾아 이동했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

한때 현생인류인 호모 사피엔스와 이에밀려 멸종한 네안데르탈인과 오랜시간 공존한 인류의 사촌뻘이 있다. 바로 데니소바인(Denisovan)이다. 시베리아와 동남아시아 지역 등지에 살았을 것으로 추정되는 데니소바인은 손가락뼈와 턱뼈, 치아 등만 남긴 채 3만년 전 멸종해 알려진 바가 많지 않다. 최근 이스라엘 예루살렘 히브리대학교 연구팀이 DNA 정보를 바탕으로 사상 처음으로 데니소바인의 얼굴을 복원해 관심을 끌고있다. 그림으로 드러난 데니소바인의 얼굴은 턱이 견고하고 낮은 이마에 큰 갈비뼈, 넓은 골반의 특징을 보여준다. 특히 데니소바인은 현생인류와 네안데르탈인의 얼굴보다 넓은 것이 특징이지만 얼굴의 돌출은 그 중간 정도다.연구를 이끈 리란 카르멜 박사는 "데니소바인은 물론 네안데르탈인, 침팬지 등의 DNA 데이터를 사용해 이들의 얼굴을 복원하는데 성공했다"면서 "여러가지 면에서 데니소바인은 네안데르탈인을 닮았지만 어떤 특징에서는 우리를 또 어떤 면에서는 독특했다"고 설명했다. 이어 "우리의 복원 방법이 85%의 정확도를 보였으며 향후 유사한 연구에 도움을 줄 것"이라고 내다봤다. 이제는 예상 그림으로나마 모습을 드러낸 데니소바인은 지난 2008년 시베리아 남부 데니소바 동굴에서 처음 뼈가 발견되면서 그 존재가 확인됐다. 약 8만 년 전 출현해 현생인류, 네안데르탈인과 오랜시간 공존했을 것으로 추정되며 서로 간의 교배가 있었는지 등의 여부는 인류의 진화사를 밝히는데 매우 중요하다. 명확한 멸종이유는 밝혀지지 않았으나 데니소바인은 오늘날의 일부 아시아인의 DNA 속에 남아있을 것으로 추정된다. 　 이번 연구결과는 유명 과학저널 셀 프레스(Cell Press) 최신호에 발표됐다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

미국 클리블랜드 자연사박물관이 28일(현지시간) 네이처에 430만~390만년 전 활동했던 ‘오스트랄로피테쿠스 아나멘시스’인 ‘MRD’의 두개골 화석을 복원해 공개했다. 에티오피아 아파르주에서 2016년 발견된 MRD는 형성 시기가 약 380만년 전으로 추정된다. 이를 토대로 ‘오스트랄로피테쿠스 아나멘시스’는 ‘루시’로 알려진 현생인류의 먼 직계 조상인 오스트랄로피테쿠스 아파렌시스와 10만년 정도 공존했을 가능성이 제기됐다. 클리블랜드 자연사박물관 제공

인류의 ‘가장 오랜 직계조상’이 과학자들 덕분에 얼굴을 되찾았다. 미국과 독일 그리고 이탈리아 공동 연구진은 약 380만 년 전, 지금의 에티오피아에서 생존한 원시인류 ‘오스트랄로피테쿠스 아나멘시스’(A. anamensis)의 두개골 화석이 비교적 온전하게 발굴돼 얼굴을 복원할 수 있었다고 세계적 학술지 ‘네이처’ 최신호(28일자)에 발표했다.A. 아나멘시스는 원래 약 420만 년 전부터 약 390만 년 전까지 지구상에 생존한 것으로 알려졌다. 하지만 2016년 에티오피아 아파르주 워란소-마일 화석지에서 발굴돼 ‘MRD’로 불리는 A. 아나멘시스의 두개골 화석은 생존 시기가 약 380만 년 전으로 확인돼 연구진을 놀라게 했다. 이 원시인류가 약 390만 년 전부터 약 290만 년 전까지 생존했으며 ‘루시’로 알려진 원시인류 ‘오스트랄로피테쿠스 아파렌시스’(A. afarensis)와 적어도 약 10만 년 동안 공존한 사실이 입증됐기 때문이다. A. 아나멘시스는 오스트랄로피테쿠스류 중에서 가장 오래된 종으로, 그중 일부가 아파렌시스로 진화한 것으로 추정된다. 그리고 이런 오스트랄로피테쿠스는 호모(Homo)로 분류되는 현생인류의 조상으로 생각된다.특히 A. 아나멘시스는 이번에 MRD가 발굴되기 전까지 얼굴이나 두개골 잔해가 거의 남아있지 않았다. 기껏해야 귀 부위 근처에 해당하는 작은 파편뿐이었다고 연구진은 설명했다. 따라서 MRD의 발굴은 연구진은 물론 고인류학자들에게 그야말로 놀라운 일이었다.연구진은 MRD의 턱과 송곳니 등의 특징을 분석해 두개골 화석의 주인이 성인 남성임을 추정할 수 있었다. 연구진에 따르면, A. 아나멘시스는 성인 남성의 경우 키 약 152.4㎝, 몸무게 약 45.3㎏이며 성인 여성은 키 약 104.1㎝, 몸무게 약 28.1㎏이었다. 또한 MRD 두개골이 발굴된 화석지는 당시 커다란 호수였다. 이는 이들 종이 건조한 지역의 넓은 호수 근처에서 살았던 것을 보여준다고 연구진은 설명했다. 이뿐만 아니라 연구진은 MRD의 얼굴 돌출 부위를 후대 루시와 비교해 이 종이 더 오래된 원시인류임을 확인할 수 있었다.이에 대해 연구 공동저자인 독일 막스플랑크 진화인류학연구소 소속 스테파니 멜릴로 박사는 “마침내 MRD의 얼굴을 볼 수 있어 기뻤다”고 말했다. 또한 연구 주저자인 미국 클리블랜드 자연사박물관의 자연인류학 큐레이터인 요하네스 하일레-셀라시에 박사는 “이번 성과는 플라이오세(선신세)의 인류 진화에 관한 우리의 생각을 획기적으로 바꿔놓을 것”이라고 덧붙였다. 사진=클리블랜드 자연사박물관 제공 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

'네안데르탈인'의 삶을 자처한 남성이 원시 생존법을 전파하고 있다. 귀도 카미아(37)는 이탈리아 알프스에서 곤충을 먹고, 부싯돌로 불을 지피고, 동굴에 피난처를 짓는 등 구석기 시대 원시인의 생활 양식을 따르며 생활했다. 맨발로 들판을 누비며 손으로 물고기를 잡고, 옷은 동물 가죽으로 대신했다. 국제생존연맹 이탈리아 지부의 감독 아래 이 같은 원시 생존법을 터득한 카미아는 네안데르탈인데 대한 남다른 애정을 가지고 있다. 네안데르탈인은 현생인류인 호모 사피엔스의 등장에 앞서 약 40만 년 전~4만여 년 전까지 유라시아 지역에 살다 멸종한 인류다. 최초의 네안데르탈인은 35만 년 전 유럽에서 나타났으며, 13만 년 전에 이르러 완전한 형태의 네안데르탈인이 출현했다. 아시아에서는 5만 년 전 자취를 감췄으나 유럽에서는 3만 3000년에서 2만 4000년 전까지 생존했다. 1856년 독일에서 발견된 화석을 통해 그 존재가 처음 알려졌으며, 화석이 발견된 장소인 네안데르계곡의 이름을 따 네안데르탈인이라고 명명됐다.카미아는 네안데르탈인이 우리가 알고 있는 것보다 훨씬 총명했다고 말한다. 그는 “네안데르탈인은 불을 사용할 줄 알았으며 날씨에 적응을 잘했다. 주로 동굴에 거주했으며 자주 이동하는 유목민이었다”고 설명했다. 실제로 지난해 네덜란드 라이덴대학 앤드루 소렌슨 교수팀은 약 5만 년 전 유적인 무스테리안 등 프랑스에서 출토된 네안데르탈인의 구석기 유물들을 정밀 분석한 결과, 네안데르탈인도 호모 사피엔스처럼 부싯돌 같은 도구를 이용해 스스로 불을 피워 사용했음을 밝혀냈다. 카미아는 이 같은 네안데르탈인의 생존 방식이 앞으로 다가올 기후 변화에 대처하는 데 도움이 될 거라고 생각한다. 그는 “문명의 붕괴를 믿는 것은 아니다. 그러나 기후 변화에 따라 식생활도 크게 달라질 수 있다. 여기에 대응하려면 삶의 방식을 바꿀 줄도 알아야 한다”고 역설했다. 또 네안데르탈인의 삶을 공부하는 것은 앞으로 무엇이 어떻게 달라질지 모르는 환경에 적응하는데 큰 도움이 될 거라고 주장했다.네안데르탈인 생존수업에서 카미아는 네안데르탈인이 어떻게 살았는지, 무엇을 먹었는지, 먹이는 어디서 구했는지, 불은 어떻게 붙였는지 등을 알려준다. 수업에 참여하는 사람들은 코스에 따라 며칠에 걸쳐 직접 식재료를 구하는 경험을 하기도 한다. 카미아는 이 과정이 음식 없이 사람이 얼마나 버틸 수 있는지 직접 체험할 수 있는 기회가 될 것이라고 설명했다.　 권윤희 기자 heeya@seoul.co.kr

10만 년 전 지구에 살았던 멸종 인류가 남긴 예술작품이 발견돼 학계의 관심이 쏠리고 있다. 뉴사이언티스트 등 해외 과학전문매체의 19일 보도에 따르면 중국 허난성에서 발견된 이것은 약 12만 5000년 전 시베리아와 우랄 알타이 산맥, 동남아시아 등지에서 생존했을 것으로 추정되는 데니소반인(Denisovan)이 남긴 것으로 추정됐다. 데니소반인이 남긴 작품은 사냥한 동물의 뼈를 바탕으로 제작됐다. 눈에 띄도록 하기 위해 붉은색 염료로 코팅한 흔적이 있으며, 이러한 코팅 작업은 추상적인 선들을 보다 강조해서 새기기 위한 것으로 추정된다. 데니소반인은 동아시아 지역 대부분에 거주했던 것으로 알려져 있지만, 이들이 남긴 유물이 발견된 일은 극히 드물다. 특히 이번 유물이 발견된 중국 허난성 쉬창시 지역에서 이러한 고대 인류의 유물이 발견된 것은 처음이다. 연구를 이끈 프랑스 보르도대학 연구진은 현미경으로 관찰한 결과 당시 데니소반인이 매우 뾰족한 물체로 직접 이것을 조각해 판화형태로 만들었다는 사실을 확인했다. 특히 전반에 보이는 규칙적이고 가느다란 선들은 단순히 동물을 도살하고 이를 손질할 때 생긴 것이라고 보기 어려우며, 붉은 염료로 문지른 것 역시 추상적인 선들을 더욱 눈에 띄게 하기 위한 작업인 것으로 추정됐다. 연구진은 “해당 유물이 데니소반인의 것이라고 100% 확신할 수 없다. 그러나 동시대의 것으로 보이는 뼈가 같은 지층에서 발견됐다”면서 “이를 만든 이는 침팬지와 같은 동물이 아니며, 추상적인 이미지를 표현하기 위한 기술을 가지고 있었을 것”이라고 설명했다. 한편 데니소반인은 유럽과 아시아 지역에서 생존흔적이 발견된 고대 인류로, 현생인류의 출현과 함께 4만 년 전에 사라진 것으로 알려져 있다. 자세한 연구 결과는 학술지인 ‘저널 앤티쿼티’(Journal Antiquity) 최신호에 실렸다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

佛연구팀, 환경·인구 조건으로 계산 ‘개체군 모델’ 개발“전쟁·기후 아닌 출산율 저하·영유아 사망이 원인일 수도”“이 우주에 인간만 있다면 이 얼마나 엄청난 공간 낭비인가.” 천문학자 칼 세이건은 19세기 살았던 영국의 비평가 토머스 칼라일이 ‘여러 세계들에 관하여’라는 글에 남긴 문장을 인용해 자신의 다큐멘터리이자 저서인 ‘코스모스’에서 이렇게 말했습니다. 수많은 SF에서 외계인을 찾아나서는 이야기가 나오고 실제 천문학계에서도 외계 행성과 외계 생명체의 존재를 찾아 나서는 것도 이런 이유 때문인지도 모릅니다. 지구상에는 수많은 생명체가 살고 있습니다. 우리 눈에는 똑같아 보이는 동식물이라도 서로 다른 종(種)으로 나뉘어 있습니다. 그런데 사람은 ‘호모 사피엔스’(현생인류)라는 하나의 종만 살아남아 있습니다. 지금으로부터 10만년 전까지만 해도 현생인류뿐만 아니라 네안데르탈인, 데니소바인 등 최소 6종의 인간이 살고 있었다는데 지금은 호모 사피엔스를 제외한 다른 종들이 모두 멸종한 이유는 뭘까요. 현생인류와의 전쟁에서 패배해 절멸했다는 주장도 있고 갑작스러운 기후변화에 적응하지 못해 사라졌다는 주장도 있습니다. 기록으로 남아 있지 않기 때문에 과학자들은 고고학적 유물과 고지구의 환경데이터 등을 바탕으로 타당한 설명을 찾아내기 위해 고군분투하고 있습니다. 프랑스 엑스마르세유대, 클로드 베르나르 리옹1대학의 진화생물학자, 생물통계학자, 고인류학자로 구성된 공동연구팀은 개체군 모델링이라는 수학적 기법을 통해 네안데르탈인 멸종에 대한 새로운 가설을 미국공공과학도서관에서 발행하는 국제학술지 ‘플로스 원’ 30일자에 발표했습니다. 연구팀은 다양한 환경조건과 인구통계학적 조건을 바탕으로 해 4000~1만년에 걸쳐 종이 사라질 수 있는 ‘네안데르탈인 개체군 모델’을 개발했습니다. 이 수학 모델은 이주, 출산율, 질병, 기후변화 등을 변수로 하고 인구가 5000명 이하로 떨어지면 멸종에 임박한 것이라고 정의했습니다. 분석 결과 20세 미만 네안데르탈인 여성의 출산율이 2.7% 감소됐을 경우 멸종까지 걸리는 시간은 1만년, 출산율이 8% 감소될 경우는 4000년 이내에 멸종이 일어나는 것으로 확인됐습니다. 네안데르탈인 집단의 생식력 감소에 1세 미만 영유아의 사망률이 높아지면 멸종까지 걸리는 시간은 더 짧아질 수 있는 것으로 나타났습니다. 안나 드조애니 엑스마르세유대 생물인류학 박사는 “이전에 가정했던 것처럼 현생인류와 전쟁이나 기후변화 같은 외적 요인이 아닌 출산율 감소나 영아사망률 증가 같은 집단 내부의 인구통계학적 변화가 네안데르탈인 멸종이라는 엄청난 결과를 가져왔을 수 있음을 보여 준 첫 번째 연구”라고 설명했습니다. 출산율은 집단의 문제이기도 하지만 개개인의 결정이 합쳐져 나타나는 지표입니다. 한국은 ‘하나만 낳아 잘 키우자’는 산아제한 정책을 30년 가까이 유지해 온 데다가 1990년대 말 금융위기 이후 나타난 불안정한 경제사회적 상황이 결합돼 단순한 정책적 지원으로만 저출산 문제를 개선하기는 쉽지 않을 것입니다. 먼 미래의 일이겠지만 결국 한국은 네안데르탈인들의 운명을 따르게 될까요. edmondy@seoul.co.kr

저산소 환경 적응 돕는 EPAS1 보유 호모사피엔스와 교배로 유전자 전수 히말라야 원주민 원활한 활동에 기반 20세기 초 북극점과 남극점이 미국과 노르웨이 탐험가들에게 차례로 정복됐다. 탐험가들이 다음으로 관심을 가진 곳은 세계에서 가장 높은 산(약 8848m)인 에베레스트였다. 특히 ‘해가 지지 않는 나라’ 영국은 북극점과 남극점 첫 정복을 다른 나라들에 빼앗기자 가장 높은 산 최초 정복으로 눈을 돌렸다. 1920년대부터 도전했지만 쉽게 열리지 않았던 최정상 정복은 1953년 존 헌트가 이끄는 9차 원정대에 의해 이뤄졌다. 에베레스트 정상에 첫 발을 내디딘 사람은 에드먼드 힐러리경과 셰르파 텐징 노르가이였다. 그 이후 셰르파는 히말라야 등반에는 없어서는 안 될 등산 안내자로 자리매김하게 됐다. 과학자들은 셰르파들이 고산 지역에서 쉽게 적응하게 된 이유를 찾아나섰지만 명쾌한 답을 내놓지는 못해 왔다. 그런데 다양한 국적의 인류학자와 생물학자들이 셰르파들의 고산 지역 생존 열쇠는 고(古)인류에게 물려받은 유전자 덕분이라는 사실을 밝혀냈다. 중국 과학원, 독일 막스플랑크 진화인류학연구소와 함께 덴마크, 대만, 미국, 영국, 오스트리아, 프랑스 8개국 14개 대학 및 연구기관이 참여한 국제공동연구팀은 티베트 고원에 있는 한 동굴에서 최초로 데니소바인의 턱뼈를 발견하고 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 5월 2일자에 분석 결과를 발표했다.현존하는 인류는 호모사피엔스 1종뿐이지만 5만~6만년 전까지만 해도 유럽과 서아시아 지역에는 네안데르탈인, 시베리아와 동남아시아 지역에는 데니소바인 등 최소 3종의 인류(호미닌)가 함께 살았다. 그러다 네안데르탈인은 5만년 전부터, 데니소바인은 4만년 전부터 서서히 사라져 멸종했다. 인류 진화 연구에서 가장 앞선 막스플랑크 진화인류학연구소 연구팀은 약 10만년 전 네안데르탈인과 현생인류의 교배가 있었음을 2016년에 밝혀냈고, 지난해에는 약 39만년 전 네안데르탈인과 데니소바인 사이에서도 교배가 있었다는 증거를 찾아냈다. 이번에는 중국 과학원 고산생태학연구소와 함께 티베트 고원에서 16만년 전 살았던 데니소바인 턱뼈를 발견한 것이다. 이번 분석에 사용된 턱뼈는 1980년 티베트 불교 승려가 중국 란저우대 인류학과에 기증한 것으로 박물관에 보관돼 있다가 2016년이 돼서야 방사선 동위원소 연대 측정과 단백질 분석 등 본격적인 연구가 시작돼 이번에 데니소바인의 뼈로 확인된 것이다. 데니소바인은 2008년 러시아와 몽골 국경 근처 시베리아 남부 데니소바 동굴에서 처음 발견된 새끼손가락뼈를 DNA 분석으로 발견해 낸 인류다. 데니소바 동굴은 고도 700m에 위치했지만 이번에 새로 확인된 데니소바인은 중국 샤허현에 있는 고도 3280m의 바이시야 카르스트 동굴에서 발견됐다. 이번처럼 높은 고도에서 고인류 종의 흔적이 발견된 것은 처음이라고 연구팀은 밝혔다.연구팀은 단백질 분석을 통해 티베트 데니소바인이 시베리아 데니소바인과 유전적으로 매우 밀접한 것으로도 확인했다. 셰르파, 티베트인 같은 히말라야 고산 지역에 거주하는 현대인들의 게놈에는 저산소 환경에서 적응을 돕는 EPAS1이 발견됐는데, 이는 데니소바인에게서 유전된 것이라고 연구팀은 설명했다. 막스플랑크 진화인류학연구소 장 자크 후블랑 인류진화학 교수는 “이번 연구를 통해 데니소바인이 시베리아 지역에서 남하해 티베트 고원 지역에 자리잡은 다음 뒤늦게 이 지역으로 진출한 현생 인류인 호모사피엔스와의 교배를 통해 고산 지역의 저산소 환경에 적응할 수 있는 유전자를 남겼다고 봐야 할 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

“마흔이 넘으면 그 사람의 인생이 얼굴에 그대로 드러난다”는 말이 있다. 100년도 못 사는 인간 개개인의 삶이 얼굴로 표출된다는 말이다. 그런데 나무에서 내려와 두 발로 걷기 시작한 인류 조상 때부터 현대인에 이르기까지 400만~500만년의 긴 진화의 역사도 얼굴에 그대로 남아있다는 연구결과가 나왔다. 국제 공동연구팀은 인간의 신체 중에서 유인원들과 가장 특징적으로 다르게 진화된 것은 서로를 인식하고 구분하며 먹고, 숨쉬고 보고 의사소통할 수 있는 얼굴이라고 18일 밝혔다. 미국 뉴욕대 치의대, 애리조나주립대 인간진화및사회변화학부, 조지워싱턴대 고인류학 고등연구센터, 영국 자연사박물관 인간진화센터, 요크대 의대, 독일 튀빙겐 베버하르트 칼스대 고등연구센터, 스페인 인간진화및행동연구센터가 참여한 이번 연구는 생물학 분야 국제학술지 ‘네이처 생태·진화’ 16일자에 실렸다. 연구팀의 분석에 따르면 약 450만년 전 현재와 같은 이족 보행의 기능적 구조를 갖추게 된 이후 계속 진화한 부분은 턱, 치아, 얼굴의 형태로 먹는 것이 가장 큰 영향을 미쳤다. 특히 두개골과 치아 형태는 진화의 과정을 추적할 수 있는 가장 좋은 데이터베이스라고 연구팀은 설명했다. 초기 인류의 조상들은 현재 유인원들처럼 질긴 식물성 음식을 섭취해야 했기 때문에 턱 주변 근육이 잘 발달해 얼굴이 넓고 깊었다. 이후 200만년이 지나면서 환경의 변화와 불의 사용으로 식생활이 변화했고, 음식을 좀 더 쉽게 분해할 수 있게 되면서 턱 근육이 이전보다 쇠퇴했다. 이는 얼굴을 더 작아지게 만들었다. 연구팀은 인류의 얼굴 변화가 단순히 씹는다는 기계적 요인 뿐만 아니라 사회적 상호작용, 의사소통을 위해 언어와 표정을 통한 비언어적 수단을 사용하면서 턱 근육 이외 얼굴 근육이 발달하게 됐다고 밝혔다. 또 크고 돌출된 눈썹 부분의 융기형태는 현재는 멸종된 다른 인간종들에게서 나타난 두드러진 특징이다. 서양인들의 경우 눈썹 윗 부분이 융기된 형태를 여전히 갖고 있다. 이런 부분은 현생인류종이 다른 인류종들과도 활발한 교류를 가졌다는 것을 보여주는 사례라고 연구팀은 설명했다. 로드리고 라크루즈 뉴욕대 치의대 교수는 “인간을 포함한 모든 생물체는 과거의 산물”이라며 “이번 연구는 얼굴 뼈대의 주요 특징을 분석하면 현대 인류로 진화하는 과정에서 빠진 부분을 설명하는 데 도움을 줄 수 있다는 것을 보여줬다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

얼마 전 한 동물보호 단체가 보호하던 개들을 불법적으로 안락사시켰다고 해 온 나라가 분노한 적이 있다. 필자도 지인의 강아지를 잃어버려 안락사까지 이르게 한 아픈 경험이 있어 공감하는 바가 컸다. 요즘 많은 가정에서 개는 인생을 함께하는 가족과 같은 대접을 받고 있다. ‘고양이 집사’로 자신을 대변하는 분들에게는 좀 죄송하지만 역시 반려동물의 으뜸은 개다. 최근 들어 ‘개냥이’(개처럼 애교만점인 고양이)들이 등장해 개의 영역을 힐끔 넘보고는 있지만, 수만 년을 유지해 온 개와 인간의 끈끈한 관계에 끼어들기는 아직은 쉽지 않아 보인다. 그렇다면 사람이 유난히 개와 친밀한 이유는 무엇일까. 최근 들어 그럴 법하면서도 재미있는 연구들이 등장하고 있다. 우선 인간과 개는 뇌 구조가 비슷하다고 한다. 울고 웃는 감정과 관련된 소리를 인식하는 방식에 대해서 개와 사람의 뇌가 어떻게 반응하는지를 비교해 보니 개와 사람의 뇌가 반응하는 방식이 매우 유사했다는 것인데 그렇다면 개와 사람은 그야말로 주파수가 딱 맞는 절친인 셈이다. 그리고 유독 사람과 개만 눈에 흰자위를 가지고 있으며 이 흰자위가 있는 커다란 눈으로 서로 의사소통을 하고 감정을 교환한다는 주장도 재미있다. 정말 그런지 개들한테 물어볼 수는 없지만, 인간과 개가 사냥감을 추격할 때 서로의 눈동자를 움직여 은밀한 신호를 주고받기 위해서 유독 개의 흰자위가 발달했다는 설명이다. 개가 사람과 함께 살기 시작한 것은 구석기시대부터이고 늑대가 이런저런 과정을 거쳐 오늘날의 개가 되었다는 것은 이제는 상식처럼 받아들여지고 있다. 지금까지 발견된 고고학 자료 중 개와 관련된 가장 오래된 기록은 시베리아와 벨기에 등지의 동굴에서 발견된 개 두개골로 약 3만 3000년 전까지 거슬러 올라간다. 최근 요르단에서는 1만 1500년 전의 초기 신석기유적에서 사람들이 던져 주는 먹이를 개가 받아먹고 배설한 것으로 추정되는 동물뼈들이 발견되었다. 발굴팀은 이 시기의 개가 토끼나 여우 같은 작은 동물을 사냥하는 데 이용됐다고 보고 있다. 한편 개의 유전자 분석 결과 사람 세계로 들어온 개들은 그동안 먹지 못했던 탄수화물에 대한 소화능력까지 키우는 놀라운 적응력으로 완전히 사람 세계에 적응할 수 있었다는 연구도 있다. 어느 날 우연히 구석기 사람들과 함께하게 된 개는 마치 스텔스 기능을 갖춘 정찰기처럼 사냥감을 찾아내 주고 맹렬히 적진을 향해 돌진해 사냥감의 숨통을 죄는 탱크와도 같은 첨단무기였다. 현생인류가 네안데르탈인과의 경쟁에서 승리할 수 있었던 것은 개를 길들여서 개와 함께 사냥을 할 수 있었기 때문이라는 주장도 있고 보니 그야말로 개와 사람 사이는 혈맹의 관계와 같다고도 하겠다. 기회가 된다면 강아지들의 흰자위가 가득한 커다란 눈동자를 지그시 쳐다보는 경험을 해 보시기 바란다. 개와 사람은 눈으로 말하는, 주파수가 통하는 그런 사이라는 것을 실감할 수 있을 것이다.

역사상 가장 완벽한 오스트랄로피테쿠스 화석이자 인류 최고(最古) 조상 화석으로 알려진 ‘리틀 풋’(Little Foot·StW 573)에 관한 연구 성과가 속속 발표돼 관심이 쏠리고 있다. 6일(현지시간) 영국 과학전문 뉴사이언티스트 등 외신에 따르면, 리틀 풋의 최초 발견자인 고인류학자 로널드 클라크 박사(남아프리카공화국 비트바테르스탄트대)가 각각 참여한 서로 다른 네 연구팀은 리틀 풋이 오스트랄로피테쿠스 신종임을 보여주는 연구 결과를 잇달아 발표했다. 물론 이들 연구는 아직 검토가 완료되지 않았지만, 관련 연구자들을 비롯한 고인류학계는 큰 관심을 보이고 있다.리틀 풋은 지금으로부터 24년 전인 1994년 남아프리카공화국 요하네스버그 인근 스터크폰테인 동굴에서 처음 발견됐지만, 동굴이 너무 어두운 데다가 콘크리트와 유사한 각력암에 묻혀 있어 두개골 등 화석이 부서지기 쉬워 화석을 손상하지 않고 분리하는 데만 무려 20년이 넘게 걸렸다. 이들 연구팀이 공개한 연구논문에 따르면, 리틀 풋 화석에는 사람처럼 이족 보행한 것으로 보이는 가장 오래된 흔적이 남아 있다. 이는 초기인류가 나무 위에서 땅 위로 이동을 시작한 중요한 단계라는 것이다. 오스트랄로피테쿠스는 400만 년에서 200만 년 전에 존재한 것으로 추정되는 멸종한 초기인류이다. 여기에는 오스트랄로피테쿠스 아파렌시스(A. afarensis)에 속하는 ‘루시’(Lucy)도 포함된다. 리틀 풋은 지금까지 발견된 오스트랄로피테쿠스 속 화석들 중에서도 가장 온전한 화석으로도 유명하다. 왜냐하면 골격의 90%가 남아있기 때문이다. 그런데 클라크 박사는 리틀 풋이 루시처럼 오스트랄로피테쿠스 아파렌시스에 속하지 않고 별개의 종이라는 것을 발견 당시부터 확신해왔다. 그후 본격적인 연구를 통해 리틀 풋은 처음 생각했던 것보다 100만 년 더 오래된 376만 년 전쯤 생존한 것으로 밝혀졌다. 이는 320만 년 전 출현한 루시보다 약 50만 년 앞선 것으로 가장 오래 전에 출현한 오스트랄로피테쿠스인 것이다.또한 리틀 풋은 나이 든 여성으로 그 키는 약 130㎝에 달하는 것으로 나타났다. 이는 이보다 후대에 나타난 젊은 여성 루시의 키 약 107㎝보다 훨씬 큰 것이기에 놀라울 수밖에 없다. 이밖에도 리틀 풋은 루시와 달리 얼굴이 납작하다. 게다가 치아가 커 위턱의 송곳니와 앞니 사이에 큰 틈새가 있다. 이런 특징은 리틀 풋이 잡식으로 추정되는 루시와 달리 주로 채식을 했음을 시사한다. 이뿐만 아니라 리틀 풋은 손발도 특징적이며 고관절(엉덩이뼈) 구조도 루시와 크게 다른 것으로 확인됐다. 이런 분석 결과로부터 클라크 박사와 그의 동료들은 리틀 풋이 루시와 같은 아파렌시스가 아니라 좀 더 이전 세대 호모 속 아르디피테쿠스(Ardipithecus)와 좀 더 후 세대인 파란트로프스(Paranthropus) 사이 어딘가에 있는 중간 종이라고 주장한다. 리틀 풋의 특징으로 보면 이들이 나무 타기에서 이족 보행으로 넘어갈 때의 중요한 과도기에 있었다고 짐작할 수 있다. 다리가 팔보다 길고 두 발로 상당한 거리를 걸을 수 있었던 것으로 추정되기 때문이다. 하지만 리틀 풋에는 침팬지와 같은 특징도 존재한다. 예를 들어, 해부학적으로는 두 발로 걸으면서 물건을 나르기가 쉽지 않았을 가능성이 엿보인다. 이는 침팬지 역시 마찬가지다. 또 두 발로 걸을 수 있었지만, 나무 타기도 능숙했다. 이는 리틀 풋이 숲과 초원이 혼재한 환경에서 살았음을 보여준다. 이런 사실과 그 연대를 함께 생각하면, 리틀 풋은 현생인류처럼 이족 보행을 막 시작한 초기 오스트랄로피테쿠스일 가능성을 보여준다. 이들 연구팀은 리틀 풋의 새로운 학명을 고안하는 것보다 과거에 한 번 사용됐다가 1948년 오스트랄로피테쿠스 아프리카누스(A. africanus)에 묶인 이후 사용되지 않았던 오스트랄로피테쿠스 프로메테우스(A. prometheus)라는 학명으로 부르고 싶어한다. 마지막으로 다시 한 번 반복하지만 이번 논문은 아직 동료 검토를 거치지 않아 그 정확성을 학계가 보증하는 것이 아니다. 이미 반론을 제기한 학자도 있어 앞으로 그 평가가 어떻게 될지는 아직 불확실하다. 연구팀은 현재도 리틀 풋 연구를 계속하고 있으며 조만간 새로운 논문을 발표할 예정이다. 일련의 연구논문은 출판전 논문공유 사이트 ‘바이오리시브’(bioRxiv)에 게재됐다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

인류가 동아프리카에서 출현해 북아프리카를 거쳐 전 세계로 뻗어나갔다는 게 인류 기원에 대한 학계의 정설이다. 현재 에티오피아 지역에서 약 280만면 전 사람속(Homo)의 고대 인류가 처음 나타났고, 20만년 뒤 처음으로 석기를 만들어 사용하면서 현생인류로 이어졌다는 것이다. 인류의 가장 오래된 조상이 아프리카 동부에서만 생활하다가 세력을 넓혀 180만년 전쯤 아프리카 북부로 처음 진출했다는 게 기존의 정설이었다. 이 지역에서 발굴된 ‘올두바이(Oldowan)’라 불리는 가장 오래된 초기 석기가 그때쯤 제작된 것이기 때문이다. 그러나 최근 국제 고고학 발굴단이 알제리 북부에서 240만년 전으로 제작 시기가 훌쩍 거슬러 올라가는 올두바이 석기와 절단 흔적이 있는 동물 뼈 화석을 발견해 기존 학설의 대대적인 수정이 불가피하게 됐다. 스페인 인류진화연구센터(CENIEH)의 모하메드 사누니 연구교수가 이끄는 국제 발굴단은 알제리 수도 알제에서 동쪽으로 약 300㎞ 떨어진 고원지대인 세티프에서 찾아낸 250점의 원시 석기와 296점의 동물 뼈 화석에 관한 연구 결과를 과학저널 ‘사이언스(Science)’ 최신호에 발표했다. 논문에 따르면 석기들은 지금까지 동아프리카에서 주로 발견된 올두바이 석기를 많이 닮았으며, 석기 옆에는 석기를 이용해 자른 흔적이 있는 동물 뼈 화석 20여점도 발견됐다. 세티프의 앵 부셰리(Ain Boucherit) 유적 발굴지 상단에서는 약 190만년 전 유물이, 그 밑에는 240만년 전 유물이 발굴됐다. 지금까지 북아프리카에서 발굴된 석기시대 유물은 인근에서 발굴된 180만년 전 것이 가장 오래된 것이었다. 이번 발굴로 북아프리카의 석기시대 시기는 60만년 정도 더 거슬러 올라가게 됐다. 그러나 앵 부셰리 유적지에서 초기 인류의 뼈는 발굴되지 않았다. 이 때문에 누가 이 석기들을 사용했는지는 확인할 수 없었다. 연구팀은 “앵 부셰리와 인근 퇴적분지에 대한 연구 결과가 보여준 잠재력은 북아프리카 지역에서도 동아프리카에서 발굴된 것처럼 오래된 초기 인류의 화석과 석기가 발견될 수 있다는 점을 시사한다”고 밝혔다. 지난 7월에는 중국 베이징에서 남서쪽으로 1200㎞ 떨어진 황투 고원 상천의 절벽에서 약 210만~212만년 전의 석기가 발굴된 것으로 과학저널 네이처에 발표되기도 했다. 이 역시 고대 인류가 아프리카를 일찍 벗어나지 않았을 것이라는 기존의 학설을 뒤흔드는 증거로 받아들여지고 있다. 신진호 기자 sayho@seoul.co.kr

유골 화석, 빅데이터로 DNA 게놈 분석 혈연 관계·집단적 이동 등 고대사 파악 네안데르탈-데니소바인 혼혈 자녀 존재 유전자 1.7% 현 인류와 일치…교류 시사‘고고학자’라는 단어를 들으면 많은 사람들은 페도라 모자를 눌러쓰고 낡은 크로스백을 맨 채 유적을 찾아 유럽, 아프리카, 아시아 등 세계 전역을 종횡무진 누비는 영화 속 주인공 ‘인디아나 존스’를 떠올린다. 19~20세기 중반까지만 해도 고고학자들은 보물 사냥꾼인 인디아나 존스까지는 아니지만 유물을 찾기 위해 먼지를 뒤집어쓰고 몸을 움직이는 현장 작업자 같은 분위기였던 것이 사실이다. 그렇지만 최근 많은 고고학자들은 현장 작업도 하고 있지만 인공위성이나 컴퓨터 프로그램, 각종 실험기구에 둘러싸여 있는 과학자의 모습에 더 가깝다. 실제로 고고학계에서는 발굴된 유물의 DNA 분석을 통해 과거를 추적하는 ‘DNA 고고학’이라는 분야가 주목받고 있다. DNA 고고학은 유적지에서 발굴되는 유기체의 DNA를 분석해 과거 유전적 특징을 과학적으로 규명함으로써 혈연, 민족 간 유연관계, 집단이나 문화의 이동에 대한 고고학적 정보를 자연과학적으로 분석하는 분야다.DNA 고고학은 고고유전학(Archaeogenetics)이나 고유전학(Paleogenetics)이라는 이름으로 불리기도 하지만 엄격하게 구분하자면 고고유전학은 고고학적 해석을 위해 분자유전학적 기술을 접목시킨 것이고 고유전학은 유전학적 입장에서 생물의 진화와 과거 생물의 특징에 대한 연구다. DNA 고고학에서는 빅데이터 처리나 시뮬레이션 같은 첨단 과학기술도 자주 활용된다. 오래된 고대인의 뼈나 유품에서 미량의 DNA 조각을 채취해 분석할 경우 방대한 게놈 정보가 나온다. 방대한 데이터를 비교, 분석해 고인류의 복잡한 관계망을 파악할 수 있게 해 주는 알고리즘과 빅데이터 처리기술은 고고학에 새로운 장을 열어 줬다. 실제로 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 23일자에 실린 독일 막스플랑크 진화인류학연구소, 인류사연구소, 캐나다 토론토대, 러시아 국립과학아카데미 고고학 및 민족지학연구소, 국립노보시비르스크대, 영국 옥스퍼드대 국제공동연구팀의 연구결과만 봐도 DNA 고고학 연구가 얼마나 활발하게 이뤄지고 있는지 알 수 있다. 연구팀은 일반인들이 보기에는 작고 길쭉한 돌맹이처럼 보이는 크기 1~2㎝의 뼛조각들에서 DNA를 추출해 유전자 시퀀스를 분석했다. 그 결과 ‘데니소바 11’로 이름 붙여진 뼛조각의 주인은 네안데르탈인 엄마와 데니소바인 아빠 사이에서 태어난 딸로 사망 시 나이는 13살쯤이라는 사실이 밝혀졌다. 현생 인류는 호모사피엔스 1종만 존재하고 있지만 5만~6만년 전까지만 해도 유럽과 서아시아 지역에 살았던 네안데르탈인, 시베리아와 동남아시아 지역에 살았던 데니소바인 등 최소 3종의 인류(호미닌)가 함께 공존했다. 그러다 네안데르탈인은 5만년 전부터, 데니소바인은 4만년 전부터 서서히 사라져 멸종하게 됐다. 이 때문에 고인류학계에서는 각 인류 종간 분리시기와 교배 여부는 인류 진화를 설명하기 위한 중요한 연구 주제였다.2016년에 막스플랑크 진화인류학연구소 연구진은 시베리아 남부 알타이산맥 동굴에서 발굴한 네안데르탈인 화석 유전자를 분석한 결과 현생인류와 네안데르탈인의 교배가 최소 10만년 전에 이뤄졌다는 사실을 ‘네이처’에 발표하기도 했다. 연구팀은 네안데르탈인과 현생인류 사이에 교배가 있었다면 네안데르탈인과 동시대를 살았던 데니소바인과의 교배도 있었을 것이라는 가정에서 연구를 시작했다. 네안데르탈인과 데니소바인은 약 39만년 전 유전적으로 분리돼 다른 종이 됐다. 연구팀은 엄마 네안데르탈인 유전자를 분석해 러시아 데니소바 동굴 부근으로 이동한 초기 네안데르탈인보다 서유럽에 살고 있었던 후기 네안데르탈인 유전자와 더 가깝다는 사실도 밝혀냈다. 데니소바 11의 미토콘드리아 DNA를 분석한 결과 이 혼혈소녀는 현생인류와 1.7% 정도의 유전적 일치도를 갖고 있는 것으로도 나타났다. 데니소바 11이 태어나기 이전 데니소바인, 네안데르탈인과 현생인류의 조상 간 교류가 있었음을 짐작하게 하는 대목이다. 스반테 파에보 독일 막스플랑크연구소 박사는 “이번 단일 게놈분석만으로도 현생인류의 친척들 간 교류가 생각보다 더 잦았다는 것을 추정할 수 있다”며 “현생인류는 호모사피엔스의 단일 순수혈통이 아니라 인류의 다양한 친척종들과 교배해 유전자가 섞여 있는 종이라는 것을 알 수 있다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

침입종 인간/팻 시프먼 지음/조은영 옮김/푸른숲/388쪽/1만 8500원 4만년 전 유라시아. 험준한 산과 광활한 초원이 교차하는 툰드라 지대에는 네안데르탈인과 동굴사자와 같은 맹수들이 각자 영역을 구축하며 최상위 포식자로 생존했다. 이들은 기후변화와 서식 환경 파괴 등의 요인뿐 아니라 자신의 땅에 침입한 단 하나의 존재로 인해 멸종한다. 그 존재는 20만년 전 아프리카에 처음 출현한 이후 경쟁 종들을 멸종시키고 유일한 지배종이 된 현생인류 ‘호모 사피엔스’다.세계적인 화석학의 대가인 고인류학자 팻 시프먼이 쓴 ‘침입종 인간’은 왜 네안데르탈인은 절멸하고 호모 사피엔스만 살아남았나라는 인류학의 오랜 의문에 대한 답을 담고 있다. 이를 위해 고대 동물들의 미토콘드리아 DNA 분석 결과부터 유전학, 고인류학, 생태기후학 분야의 최신 연구들을 총망라하며 인간 본성에 대한 통찰을 제시한다.네안데르탈인과 호모 사피엔스는 둘 다 불과 도구를 다루는 데 능숙했고 매머드와 털코뿔소 등 동일한 먹잇감을 사냥했으며 영양분이 풍부한 뼈의 골수를 즐겨 먹는 식습관까지 공통점이 적지 않았다. 시프먼은 ‘가우제의 법칙’(생태적 지위가 같은 두 종은 공존할 수 없다는 법칙)에 기반해 두 종이 치열한 생존 경쟁을 벌인 것으로 본다.그리고 미세한 몇 가지 차이는 두 종간 생존 격차를 벌려 나갔고, 시프먼이 주장하는 전략적 선택이 두 종의 운명을 극적으로 갈랐다. 몸집이 더 컸던 네안데르탈인은 에너지 필요량이 현생 인류보다 7~9% 더 높았지만 입맛은 보수적이어서 늘 먹던 것만 먹고자 했고, 추격 사냥꾼인 현생인류와 달리 식량 확보에 어려운 매복 사냥 방식을 고수했다. 저자는 이 책을 통해 새롭고 정교한 가설을 제시한다. 바로 현생인류 이전 종에서는 발견되지 않는 ‘호모 사피엔스와 늑대의 동맹’이다. 기존 연구는 늑대가 개로 가축화된 건 인류가 농작물을 재배하기 시작한 9000년 전으로 본다. 그런데 이 시점이 최근 뒤집어졌다. 벨기에 인류학자 미예제 거몽프레가 2009년 여러 유적지에서 발견된 동물의 화석 연대를 측정한 결과 최초의 구석기 시대로 판별된 개의 화석이 3만 2000년 전의 것으로 확인됐다. 늑대가 개로 탈바꿈한 건 훨씬 오래전이며 호모 사피엔스의 충실한 조력자였다는 점이다. 시프먼은 현생인류와 늑대-개(저자의 표현)의 독특한 동맹은 서로에게 이득이었다고 말한다. 늑대-개는 다른 육식동물과의 경쟁에서 자유롭게 됐고, 호모 사피엔스는 생태계를 착취하며 진화하는 데 유리한 지위를 점유하게 됐다. 현생인류가 늑대를 가축화한 시기와 네안데르탈인과 경쟁했던 시기뿐 아니라 장소까지 일치하는 건 우연이 아니다. 인간과 개가 연합하면서 네안데르탈인은 멸종했고, 늑대는 개로 진화했다. 현재의 개들이 인간을 응시하는 시간이 늑대보다 평균적으로 두 배 더 긴 건 가축화의 영향이다. 저자가 인류의 가축화를 최초로 도구를 발명한 것에 비견하며 진화의 커다란 도약으로 꼽는 건 근거가 있는 셈이다. 이 책은 경쟁자를 물리치기 위해 늑대-개와 동맹을 맺는 호모 사피엔스의 행위를 인간 본성으로 본다. 이 시각에서 보면 인류가 이제 생물이 아닌 다른 종, 인공지능(AI)과 손을 잡으려고 하는 것도 오랜 본성의 발현인 셈이다. 저자는 지난 수십만 년간 최상위 포식자로 군림해 온 인류의 다음 표적은 누구일지, 그 표적이 우리 자신이 되지 않기 위해 무엇을 해야 할지 성찰한다. 그리고 ‘우리는 멸종되지 않을 것이라고 믿는가’라는 도발적 질문을 던진다. “이제 우리는 우리 자신의 실체를 이해할 때가 되었다. 침입자. 언젠가 지구의 적과 마주쳤을 때, 그 적의 정체가 우리 자신이 아니라면 그 자체로 우리는 승리의 축배를 들어도 될 것이다.” 안동환 기자 ipsofacto@seoul.co.kr