(이 내용은 예전에 작성한 네안데르탈인 - 그들은 누구인가 ? 의 내용 중 일부를 수정하는 내용이 될 것 입니다. http://blog.naver.com/jjy0501/100060926525 )
(네안데르탈인의 두개골 Homo neanderthalensis. Skull discovered in 1908 at La Chapelle-aux-Saints (France) CCL 에 따라 복사 허용 저자 표시 저자 Luna04 )
멸종된 사람과의 생물 가운데서 인간에 가장 가까운 종은 바로 네안데르탈인입니다. 과거에는 인간 (Homo sapiens) 아종으로 생각해서 호모 사피엔스 네안데르탈렌시스 (Homo neanderthalensis ) 라는 명칭이 붙기도 했다가 다시 별개종으로 구별해 호모 네안데르탈렌시스 ( Homo sapiens neanderthalensis) 라고 불렸던 역사가 있었습니다. 그러나 최신의 DNA 연구 결과는 이와 같은 분류를 다시 뒤집고 있으며 네안데르탈 인을 어디에 두어야 할 지는 새롭게 논란의 대상이 되고 있습니다.
네안데르탈인은 아마도 35 만년에서 60 만년전 유럽에 등장했던 것으로 생각됩니다. 그들은 주로 빙하기의 유럽과 중앙아시아에 이르는 지역에 흩어져 살았으며 추운 환경에 잘 적응된 다부지고 건강한 체격의 호미니드 (Hominid 사람과에 속하는 동물) 로 최근의 연구에서는 인류와 비교적 최근이라고 할 수 있는 대략 3 만년전까지 유럽에서 공존했던 것으로 생각됩니다. 하지만 이들은 현재는 멸종된 상태이고 그 원인에 대해서는 아직도 논란 중입니다.
최근까지 진행되었던 네안데르탈인의 화석 및 형태학적 연구는 이들이 인류와는 다소 거리가 있는 생물체라는 믿음을 강화시켰습니다. 따라서 이들을 별개의 종으로 구분하는 것은 타당해 보였습니다. 사실 종 (species) 라는 개념은 확고 부동한 것 같아도 생각보다 분명하지 않는 개념일 수도 있는 것이 별개의 종으로 구별한 생물들이 서로 생식능력이 있거나 혹은 없는 2 세를 만드는 것이 종종 발견되기도 하기 때문입니다. 이전에 설명한 북극곰과 갈색곰의 사례는 진화와 종 분류에 대한 우리의 진보시킨 사례 중에 하나라고 하겠습니다. ( http://blog.naver.com/jjy0501/100165604487 참고)
물론 이런 경우를 포함해서 기존에는 다른 종으로 분류했다가 다시 아종으로 분류하거나 혹은 반대로 아종으로 분류하다가 다시 별개 종으로 나누는 일은 현생종을 대상으로 한 현재의 연구에서도 있을 수 가 있습니다. 따라서 네안데르탈 인이 과거에는 호모 사피엔스의 아종으로 분류되다 별개로 분류되는 것 역시 그럴 수 있는 일이라고 생각되었습니다.
그러나 여전이 이론을 제기하는 학계의 의견은 있어왔으며 21 세기에 들어와서 진행된 DNA 에 대한 연구는 현생 인류의 조상과 네안데르탈인이 종간 이종 교배 (Interbreeding) 을 했는지를 놓고 다시 한번 뜨거운 논란에 휩싸이게 만들었습니다. 즉 네안데르탈인이 사라진 건 맞지만 혹시 인류 중 일부는 네안데르탈인의 DNA 를 가지고 있는지에 대한 논란이었습니다. 자연계에서도 아종은 물론 말할 것도 없고 다른 종으로 분류되던 생물들도 2세를 만드는 일이 가능할 때가 있기 때문입니다. 이런 경우 엄밀히 말하면 별개의 종은 아닐 수도 있어 다시 아종으로 분류가 가능해 질 수 있습니다.
(네안데르탈인의 복원된 골격. 현생 인류와 비교하면 약간 땅딸막한 체구이면서 힘이 현생 인류보다 더 강했을 것으로 추정됨. Claire Houck from New York City, USA )
네안데르탈인의 연구에서 한 획을 그은 사건은 1997 년 Matthias Krings 등의 과학자들이 처음으로 네안데르탈인의 mtDNA 를 확보하는데 성공하면서 부터 입니다. 그들은 이 연구 결과를 권위있는 학술지인 Cell 에 보고했으며 여기에서는 현생 인류의 DNA 를 형성하는데 네안데르탈인이 전혀 기여한 바가 없는 것으로 조사되었습니다. (1)
미토콘드리아 DNA (mtDNA) 는 세포내 소기관인 미토콘드리아에 존재하는 DNA 로 이 DNA 는 추출하기가 쉬울 뿐 아니라 어머니에게서 자식으로만 전수되기 때문에 유전학 연구등에서 여러가지로 유용합니다. 하지만 3 만년이나 된 mtDNA 를 추출해 낸 것은 극도로 저온에서 잘 보존된 화석과 현대의 매우 진보된 DNA 증폭 및 시퀀싱 기술이 없었다면 불가능 했을 것입니다.
당시 이 연구 결과는 네안데르탈인과 현생 인류가 별개의 종이며 비슷한 시기에 유럽에서 살았다고 해도 네안데르탈인이 현생 인류에게 어떤 유전자도 전달하지 않았다는 믿음을 강화시키는 역할을 했습니다. 이어 2000 년에는 다시 Igor Ovchinnikov 를 비롯한 연구자들이 다른 표본에서 대략 3만년전의 네안데르탈인의 mtDNA 를 추출하는데 성공했으나 여기에서도 같은 결론이 얻어져 결국 현생 인류와 네안데르탈인은 별개의 종으로 생각되었습니다. (2)
아무튼 이렇게 잘 보존된 네안데르탈인의 화석과 현대의 DNA 기술이 결합되어 네안데르탈인의 유전자가 하나씩 추출되자 막스 플랑크 진화 인류학 연구소 ( Max Planck Institute for Evolutionary Anthropology) 과 454 Life Sciences 는 공동으로 네안데르탈인의 유전자를 복원하는 과업에 나서겠다고 발표했습니다. 즉 네안데르탈 게놈 프로젝트가 ( The Neanderthal genome project ) 시작된 것이죠.
(네안데르탈인의 유골을 조사하는 막스 플랑크 진화 인류학 연구소의 과학자. 이들이 이렇게 클린 상태에서 연구를 하는 이유는 DNA 추출시 오염을 막기 위한 것. Source : Max Planck Institute for Evolutionary Anthropology )
이들은 놀라운 속도로 작업을 진행해 2009 년에 네안데르탈인의 게놈 전체를 일단 추출하는데 성공합니다. 이후 mtDNA 가 아닌 네안데르탈인의 DNA 와 현생 인류의 DNA 가 본격적으로 비교 연구에 오르게 됩니다. 연구팀은 이를 통해서 오랜 논란이 되었던 현생 인류의 DNA 에 네안데르탈인의 DNA 가 존재하는 것인지 아닌지에 대해서 확실한 해답을 찾을 수 있다고 생각했습니다.
또 네안데르탈인의 DNA 를 확보하므로써 인류 진화에 대한 화석 이외에 매우 결정적인 정보를 구할 수 있다고 생각했습니다. 수만년전에 멸종된 생물의 DNA 를 확보했다는 것은 최근에 일어난 진화적 사실에 대한 매우 결정적인 자료를 제공하는 것이며 특히 인간과 매우 가까운 근연종이기 때문에 의학적으로도 많은 기여를 할 가능성도 있다고 하겠습니다.
리처드 그린 (Richard Green) 등의 연구자들은 2006 년 네이처에 보고한 논문에서 100 만쌍의 염기를 분석한 결과 네안데르탈인과 현생 인류가 분리된 것이 생각보다 좀 더 오래된 50 만년 전이라고 결론을 내렸습니다. (3)
이후 일부 연구들은 현생 인류와 네안데르탈인의 분리가 이보다 더 오래되었거나 혹은 최근에 분리되었다고 보고하는 등 아직은 100% 결론이 나지는 않은 상태입니다. 결국 시간이 지나면 대략적으로 수렴하는 값이 나올 것으로 보긴 하지만 말이죠.
한편 최근에 발견된 새로운 호미니드인 데니소바인 ( http://blog.naver.com/jjy0501/100170684065 참고) 과의 비교 연구는 현생 인류, 네안데르탈인, 데니소바인의 공통조상에서 먼저 현생 인류가 갈라지고 다시 네안데르탈인과 데니소바인이 다시 갈라졌던 것으로 생각됩니다. (4) 네안데르탈인은 물론이고 데니소바인과 같은 새로운 호미니드가 발견됨에 따라 우리는 지난 100 만년 사이 인류진화에서 구체적으로 어떤 일이 우리의 조상과 근연종 사이에 있었는지를 더 잘 구성할 수 있게 되었습니다.
하지만 진짜 본론은 이제 부터라고 할 수 있습니다. 초기 mtDNA 를 통한 연구는 상당히 단편적인 사실만을 알려줄 수 있었습니다. 만약 아주 소량의 네안데르탈인에서 기원한 DNA 가 포함된 경우 mtDNA 로는 이 사실을 확실하게 구별할 수 없었죠. 최근의 연구들을 제외하면 사실 네안데르탈인의 DNA 가 현생 인류에 살아있다는 주장은 그다지 인정을 받지는 못했습니다.
그러나 최근의 연구 결과들은 현생 인류와 네안데르탈인이 유전적으로 매우 가까울 뿐 아니라 사실 일부 비 아프리카계 인종들에서 네안데르탈인에게서 유래한 DNA 가 존재한다는 증거들이 발견되고 있습니다. (5) 현생 인류와 침팬치가 98.8 % 의 DNA 를 공유하는 반면 네안데르탈인은 이보다 훨씬 가까운 99.7% 의 DNA 를 공유하는 것으로 보여 이종 교배가 가능했을 뿐 아니라 실제 이종 교배의 증거가 존재합니다. 이에 의하면 비 아프리카계 현생 인류 유전자의 1-4% 가 네안데르탈인에서 기원했을 가능성이 있습니다. 그리고 이전 데니소바 인에서 언급했듯이 데니소바 인 역시 멜라네시아인 등의 DNA 에 그들의 흔적을 남겼습니다.
따라서 네안데르탈인과 새로 발견된 데니소바인을 비롯한 현생 인류의 진화연구에서 이제 DNA 연구를 통해 새로운 시대가 열린 셈입니다. DNA 는 화석으로는 도저히 알 수 없는 중요한 자료를 우리에게 제공할 수 있습니다. 최신의 DNA 기반 기술의 발전으로 보다 상세한 연구가 진행될 경우 과연 네안데르탈인을 인류의 아종으로 볼 것인지 그리고 데니소바인을 어디에 둘 것인지, 그리고 무엇보다 현생 인류의 조상이 어떻게 현재의 인간으로 진화했는지에 대한 새로운 사실들이 대거 발견될 것으로 예상됩니다.
사실 네안데르탈인이 발견된지 이미 150 년이 넘는 세월이 흘렀지만 이제서야 우리는 그들이 누구이고 우리가 누구인지에 대한 해답에 점차 다가가게 된 것인지도 모르겠습니다. 향후 새로운 연구 결과가 등장한다면 그 때 다시 소개해 보겠습니다.
참고
(1) Krings, M; Stone, A; Schmitz, Rw; Krainitzki, H; Stoneking, M; Paabo, S (July 1997). "Neandertal DNA sequences and the origin of modern humans". Cell 90 (1): 19–30. doi:10.1016/S0092-8674(00)80310-4. ISSN 0092-8674. PMID 9230299
(2) Ovchinnikov, Iv; Gotherstrom, A; Romanova, Gp; Kharitonov, Vm; Liden, K; Goodwin, W (March 2000). "Molecular analysis of Neanderthal DNA from the northern Caucasus". Nature 404 (6777): 490–3. doi:10.1038/35006625. ISSN 0028-0836. PMID 10761915
(3) Green RE, Krause J, Ptak SE, et al. (November 2006). "Analysis of one million base pairs of Neanderthal DNA". Nature 444 (7117): 330–6. Bibcode2006Natur.444..330G. doi:10.1038/nature05336. PMID 17108958
(4) Reich, David; Green, Richard E.; Kircher, Martin; Krause, Johannes; Patterson, Nick; Durand, Eric Y.; Viola, Bence; Briggs, Adrian W. et al. (2010), "Genetic history of an archaic hominin group from Denisova Cave in Siberia", Nature 468 (7327): 1053–1060, Bibcode 2010Natur.468.1053R, doi:10.1038/nature09710,PMID 21179161
(5) Green RE, Krause J, Briggs AW, et al. (May 2010). "A draft sequence of the Neandertal genome". Science 328 (5979): 710–22.doi:10.1126/science.1188021. PMID 20448178
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