소녀의 양친은 네안데르탈인과 데니소와인

소녀의 양친은 네안데르탈인과 데니소와인

--사람족의 교잡을 뒷받침하는 직접적인 증거가 발견되어 네이처지에 발표되었다.--2018. 08. 24

 

<있을 수 없다.>--고유전학자인 비안 스론(Vivian Slon) 씨는 당초 뼈의 DNA분석결과를 믿을 수 없었다.

그 뼈는 네안데르탈인의 DNA와 데니소와인의 DNA를 거의 동량을 가지고 있었던 것이다.

그녀는 무엇인가 틀린 것이라고 생각했다. 스론 씨는 독일에 있는 막스프랭크진화인류학연구소(Max Planck Institute for Evolutionary Anthropology）의 박사연구원이다.

분석결과에 따르면 약 9만 년 전의 골편은 10대 소녀의 것으로 모친은 네안데르탈인, 부친은 데니소와인이라는 것이었다. 과학자들은 수종의 사람족이 있던 시대, 교잡이 있었다고 생각하고 있다. 고대나 현대의 사람 게놈 중에 그들의 유전자 흔적이 발견되었기 때문이다. 단지 교잡에 의하여 태어난 아이의 존재가 실제로 확인된 것은 이번이 처음이다.

스론 씨는 골편의 다른 부위에서도 샘플을 채집하여 새로 분석하였는데 결과는 변하지 않았다. 그래도 의심은 불식시키지 못한다. 최종적으로 6개의 샘플을 분석해 보았는데 분석결과는 변함이 없었다.

이 발견은 2018년 8월 22일에 과학지 <네이처>에 발표되었다. 2종의 사람족의 교잡에 의하여 태어난 아이의 처음의 결정적 증거이고 고대의 사람족끼리의 관계의 이해를 진행시키는 힌트이다.

미국 하버드대학의 유전학자 데이비드 라이크(David Reich) 씨는 <대단한 발견이다.>고 말한다. <교잡의 제1세대의 아이 등 발견되지 않으리라 생각했기 때문이다.> 그는 이번 연구에는 관여하고 있지 않다.

모친이 네안데르탈인, 부친이 데니소와인인 그녀는 어떤 소녀였을까? 그녀의 화석은 인류의 걸음(진화) 연구에 금후 어떤 영향을 끼칠 것인가?

 

데니소와인은 어떤 사람인가?

 

데니소와인 상상 복원도

인류의 계보에 데니소와인이 더해진 것은 2010년 극히 최근의 일이다. 그런 때문에 데니소와인에 대해서 알고 있는 것은 적다.

2010년 막스프랭크진화인류학연구소의 스반테 페보(Svante Paabo) 씨가 이끄는 국제 팀이 시베리아의 알타이산맥의 데니소와동굴에서 발굴된 사람족의 작은 손가락뼈와 어미도 모르는 이빨에서 미지의 사람족의 DNA가 발견되었다고 발표했다. 새로 발견된 사람족은 동굴의 명칭에 따라 데니소와인이라고 명명하였다.(참고기사=인류 3종이 수만 년이나 공존, 데니소와인 연구에서 판명)

그 후의 연구에 따라 데니소와인이 네안데르탈인과 근연으로 약 39만 년 전에 공통의 조상으로부터 갈라진 것이 밝혀졌다. 그들은 네안데르탈인이 절멸로 향하기 시작한 4만 년 전 경까지 살아있었던 것 같다.

그러면 데니소와인은 어떤 사람이었을까? 외모는? 몇 명이나 있었는가? 발견된 시베리아의 동굴 주위에만 살았던가? 의문은 끝이 없다. 제1의 문제는 데니소와인의 화석이 매우 작다는 것이다. 과학자가 데니소와인에 대하여 알기 위해서는 같은 동굴에서 발견된 4인의 데니소와인의 3개의 이빨과 1개의 뼈라고 한다. 극히 적은 근거에 의지할 수밖에 없는 것이다.

 

 

동물의 뼈에 섞여 방치되었던 소녀의 골편

　

이번 연구에 쓰인 뼈는 2012년에 데니소와 동굴에서 발견된 것이다. 분석결과 약 9만 년 전에 13세 전후로 사망한 소녀의 팔인지 다리의 뼈 파편임을 알았다.

폭이 5미리정도밖에 없는 이 골편은 보기에는 사람족의 것인지 아닌지도 모른다. 실은 같은 동굴에서 발견된 사자나 곰, 하이에나 등의 수 천 개의 골편과 함께 방치된 것이었다.

수년 후 옥스퍼드대학의 사만사 브라운(Samantha Brown) 씨가 방치되어 있던 수 천 개의 골편에 포함된 콜라겐펩티드(collagen peptide)를 조사하여 각각의 뼈가 어떤 동물의 것인지를 분류하였다. 그 과정에서 이번 조사된 사람족의 골편이 발견된 것이다.

스론 씨는 발견된 사람족의 골편의 미토콘드리아DNA를 조사하였다. 미토콘드리아DNA의 유전물질은 모친에게서만 이어진다. 이미 이때의 분석결과는 2016년에 <네이쳐>에 발표되어 이 뼈가 네안데르탈인을 모친으로 가진 사람족 것이라는 것이 확인되고 있다.

<이것만으로도 대흥분한 발견이었다.>고 스론 씨는 말한다. <그러나 핵DNA를 조사하기 시작하자 흥분은 더 높아졌다.> 핵DNA는 모친과 부친 양쪽에서 받아 이어지는 것이므로 부계도 찾아올라갈 수가 있다. <그때 이 골편의 DNA에 조금 달라진 것이 있다는 것을 깨달았다.>고 스론 씨는 말한다.

먼저 부계는 데니소와인의 유전적 특징과 확실히 일치하였다. 단지 이 소녀의 게놈은 놀라울 정도로 다양성이 풍부했다. 여기서 양친의 유전족인 가까움을 조사하기 위하여 헤데로접합성을 조사하였다. 양친이 동종이라면 헤데로접합성은 작고 사람족의 다른 종이라면 헤데로접합성은 커지는 것이다.

소녀의 뼈는 <헤데로접합성이 컸다.>고 미국 캘리포니아대학 산타크로스교의 컴퓨터 생물학자인 리차드 E 그린(Richard E Green) 씨가 말하기는 교잡이라는 것을 알았다. 그는 이번 연구에 참여하지 않았다.

 

* 헤데로 접합형(接合型/ heterozygous)=이형접합체(異型接合體)라고도 한다. 유전학에서 이배체생물(二倍體生物)의 어떤 유전자좌(遺傳子座)가 Aa、Bb처럼 다른 대립유전자로 되는 상태. 이런 유전자형을 헤데로접합체라 한다. 같은 대립유전자를 가진 유전자형을 호모접합형이라 한다.)

 

고대에 교잡하고 있었던 것은 데니소와인과 네안데르탈인뿐이 아니라고 생각되고 있다. 네안데르탈인은 아마도 아프리카를 나온 직후부터 현생인류와 교잡을 시작하고 있다. 오늘날 거의 유럽인과 아시아인의 DNA의 약 2%는 네안데르탈인에서 유래하는 것이다. 이처럼 데니소와인의 흔적도 남아있어서 현대의 멜라네시아인의 게놈의 4.6%는 데니소와인으로부터 받아 이어온 것이다.(참고기사 <후로레스원인은 현대의 도민의 선조인가?>

교잡한 사람족과 우리들에게 직접적인 유연관계가 있는지 어떤지를 특정하기는 어렵다. 그리고 라이크(David Reich) 씨는 데니소와인 조상을 가진 사람은 전원 많거나 적거나 네안데르탈인의 조상을 가지고 있다고 말한다.

 

사람족의 교잡은 흔했나.

　

새로운 연구는 사람족끼리의 교잡이 이전에 생각했던 것보다 일반적이었을 가능성을 시사하고 있다. 그러나 지금까지의 염기배열이 결정된 사람족은 거의 한 줌이라는 상황으로 이번 교잡에 따른 제1세대의 아이가 발견되었기 때문이다. 스론 씨는 이 확률은 <충격적>이라고 말하고 있다.

단 그린(Richard E Green) 씨는 그 원인은 샘플링이 치우친 때문이 아닌가 하고 지적한다. 동굴에서는 뼈가 보존되기 쉽고 아마도 다양한 집단이 우연히 만나는 일도 많았을 것이다. <동굴은 갱신세 유라시아의 남녀가 어울리는 장소였는지도 모른다.>고 씨는 농담처럼 말했다.(참고기사 /네안데르탈인은 소집단으로 생활?)　

연구가 진행되어 달리도 교잡의 흔적을 알고 있다. 소녀의 데니소와인 부친에게도 네안데르탈인의 조상이 있었던 흔적이 있다.

또 2015년에는 루마니아 동굴에서 겨우 4-6세대 전에 네안데르탈인의 조상이 있었던 사람의 턱뼈가 발견되고 있다.(참고기사- 4년 전에 네안데르탈인의 어버이, 초기 인류로 판명)

이번 발견은 사람족끼리 자유로 교잡하는 고대 세계의 모습을 울타리너머로 보여준다고 데이비드 라이크 씨는 말한다. <이런 발견이 있을 때마다 인류에 대한 보는 방법이 크게 변한다. 울렁거린다.>

글= Maya Wei-Haas/ 역=미에사아코(三枝小夜子)

 

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