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2013년 12월 19일 목요일

네안데르탈인과 현생 인류와의 이종 교배 정도는 ?



 호모 네안데르탈시스 (Homo neanderthalensis) 는 현생인류 (Homo sapiens) 와의 유사성 때문에 과거부터 그 진화적 분류를 어떻게 할 것인지를 두고 많은 논란이 있어왔습니다. 이들이 더 오래된 호모 하이델베르겐시스 (Homo heidelbergensis) 에서 진화되었고 더 오래된 조상인 호모 에렉투스 (Homo erectus) 의 후손들인 점은 확실하지만 일부 학자들은 네안데르탈인이 현생인류의 조상과 이종 교배가 가능했을 것으로 생각했고 다른 학자들은 사실상 이 둘의 유전자 풀이 완전히 분리된 것으로 생각했습니다. 


 이 문제에 있어서 최근 혁신적인 진전이 있었는데 그것은 오래된 호모 네안데르탈시스의 뼈에 보존된 DNA 를 추출하는데 성공했기 때문입니다. 이 DNA 를 이용해서 영화 쥐라기 공원처럼 호모 네안데르탈시스를 복원할 수는 없지만 DNA 가 아니라면 절대 알 수 없는 귀중한 정보를 알아낼 수 있습니다. 이 DNA 정보 분석 결과는 매우 놀라운 것으로 과학계에 큰 파장을 불러일으켰습니다. 왜냐하면 네안데르탈인과 네안데르탈인의 한 그룹인 데니소바인의 DNA 의 일부가 현생 인류에서 발견되었기 때문입니다. 즉 현생인류의 조상 가운데는 소수지만 네안데르탈인이 있었다는 것이죠. 이 내용에 대해서 이전 포스트들을 참조해 주시기 바랍니다. 



 네안데르탈인 그들은 누구인가 : http://jjy0501.blogspot.kr/2012/11/part-ii.html



 물론 호모 사피엔스 자체는 대략 20 만년전 동아프리카에서 진화한 호미니드인 점은 확실합니다. 다만 호모 네안데르탈시스와 유전적으로 완전한 종분화 (즉 둘 사이에 이종교배 (interbreeding) 가 불가능한 수준으로 분화되는 것) 가 일어나기 전 네안데르탈인과 데니소바인의 유전자가 일부 현생 인류의 조상에 섞인 것으로 생각되고 있습니다. 그렇다면 선사시대에 국경은 말할 것도 없고 종 (Species) 마저 뛰어넘는 로맨스가 있었다는 이야기인데 엄밀한 종의 정의에 따르면 이들이 완전히 별개의 종은 아니었던 것으로 봐야겠죠.


 캘리포니아 대학 (University of California, Berkeley) 의 과학자들은 5 만년전에 살았던 네안데르탈인 여성의 발가락 뼈에서 추출한 DNA 로 부터 가장 완전한 상태의 네안데르탈인 DNA 염기쌍을 해독하는데 성공했습니다. 이들은 이 결과를 네이처에 보고했는데 이에 의하면 아프리카인이 아닌 현생 인류의 DNA 중 1.5 - 2.1 % 가 네안데르탈인에서 비롯된 것이라고 합니다. 


 즉 아프리카에서 발생한 현생인류 중 아프리카에 남았던 아프리카 토박이들은 네안데르탈인과 유전자 교환을 할 기회가 없었으며 네안데르탈인이 주로 살았던 유럽과 중앙 - 서아시아 지역을 건너서 퍼져나갔던 유럽인 및 아시아, 오세아니아인들은 네안데르탈인과 유전자를 교환했던 것으로 나타난 것입니다. (아래 그림 참조) 



(현생인류, 네안데르탈인, 데니소바인의 유전자 교환   Family tree of the four groups of early humans living in Eurasia 50,000 years ago and the lingering genetic heritage due to interbreeding. (Credit: Image courtesy of University of California - Berkeley) )


 특히 흥미로운 점은 데니소바인에서 유래한 DNA 가 아시아계 (중국의 한족을 포함) 에서는 0.2% 정도로 나타난 반면 오세아니아인 (호주 원주민과 뉴기니인, 그리고 태평양 섬 주민들) 에서는 3-6% 로 매우 높게 나타났다는 것입니다. 네안데르탈인은 유럽에서 중앙아시아까지 넓게 살았기 때문에 이들은 아프리카인을 제외한 유럽, 아시아, 오세아니아인들의 조상과 이종 교배가 이뤄졌을 것입니다. 데니소바인은 유럽이 아닌 아시아쪽에 살았던 그룹이기 때문에 이들은 아시아인 및 오세아니아인의 조상과 이종 교배를 했던 것 같습니다. 


 다만 연구팀은 실제로 이종교배 자체가 호모속의 각 그룹사이에서 그렇게 빈번하게 일어난 것 같지는 않다고 분석했습니다. 현생 인류와 네안데르탈인이 공존했던 시기는 아시아와 유럽에서 최대 3 만년 정도로 매우 길다는 것이 현재의 연구 결과입니다. 그런 점을 감안하면 사실 둘이 유전자를 스스럼없이 섞었던 사이는 아니었던 것으로 보이며 이종 교배는 매우 드물게 일어났던 것으로 생각되고 있습니다. 따라서 대개는 몇 % 수준의 DNA 교환만 가능했던 것으로 생각할 수 있겠죠. 


 따라서 네안데르탈인과 그 근연 그룹인 데니소바인이 현생 인류에 섞여든 것은 아니고 뭔가 다른 이유 때문에 멸종된 것으로 보이는데 그 원인에 대해서는 아직도 논란이 계속되고 있습니다. 어찌 되었든 간에 최근의 연구로 인해 네안데르탈인이 우리와 무관한 호모속의 사촌이 아니었다는 점은 점차로 확실해 지는 것 같습니다. 최소한 유럽/아시아/오세아니아계는 조상 중 일부가 네안데르탈인이라는 증거가 있으니 말이죠. 


 또 한가지 비슷한 시기에 발표된 연구는 네안데르탈인의 3번 염색체에서 기원한 자외선 적응에 관련한 유전자 (Hyal2 gene 을 포함) 가 일본인의 49% 와 남부 중국인의 66% 에서 발견된다고 발표했습니다. 이 유전자가 네안데르탈인 조상에서 부터 이들에게 전해졌고 뭔가 생존에 유리한 부분이 있어 지금도 널리 분포하고 있다는 증거가 될 수 있는데 흥미로운 소식입니다. 그렇다면 아마 한국인의 DNA 중 일부 역시 네안데르탈인 조상에서 유래한 것일 수도 있다는 이야기인데 꽤 충격적인 (?) 출생의 비밀인 셈입니다. 


 (엉뚱한 생각인데 이를 한국식 드라마의 소재로 삼으면 어떻게 될까요....  음.... )  



 참고 


Journal Reference:

  1. Kay Prüfer, Fernando Racimo, Nick Patterson, Flora Jay, Sriram Sankararaman, Susanna Sawyer, Anja Heinze, Gabriel Renaud, Peter H. Sudmant, Cesare de Filippo, Heng Li, Swapan Mallick, Michael Dannemann, Qiaomei Fu, Martin Kircher, Martin Kuhlwilm, Michael Lachmann, Matthias Meyer, Matthias Ongyerth, Michael Siebauer, Christoph Theunert, Arti Tandon, Priya Moorjani, Joseph Pickrell, James C. Mullikin, Samuel H. Vohr, Richard E. Green, Ines Hellmann, Philip L. F. Johnson, Hélène Blanche, Howard Cann, Jacob O. Kitzman, Jay Shendure, Evan E. Eichler, Ed S. Lein, Trygve E. Bakken, Liubov V. Golovanova, Vladimir B. Doronichev, Michael V. Shunkov, Anatoli P. Derevianko, Bence Viola, Montgomery Slatkin, David Reich, Janet Kelso, Svante Pääbo. The complete genome sequence of a Neanderthal from the Altai Mountains. Nature, 2013; DOI:10.1038/nature12886
  2. Q. Ding, Y. Hu, S. Xu, J. Wang, L. Jin. Neanderthal Introgression at Chromosome 3p21.31 was Under Positive Natural Selection in East Asians. Molecular Biology and Evolution, 2013; DOI: 10.1093/molbev/mst260


http://www.sciencedaily.com/releases/2013/12/131218100229.htm

http://www.sciencedaily.com/releases/2013/12/131218133658.htm

http://phys.org/news/2013-12-neanderthal-genome-early-human-interbreeding.html



댓글 1개:

  1. 왜 이전 포스트는 구글분점으로 오는 거죠? 어쨌든 놀라운 사실을 참으로 재미있게 쓰셨네요. 추천 누르고 다시 네이버로 갈게요...

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