네안데르탈인(7) : 포유류 등장(3)

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<인간이 되는 길고 긴 여정>

인간은 침팬지나 고릴라 등의 유인원, 일본원숭이나 개코원숭이 등과 같은 영장류다. 영장류는 여우원숭이 등의 원원류와 그 밖의 진원류로 크게 나눌 수 있다. 진원류는 또 신세계 원숭이인 광비류와 협비류로 불리는 구세계 원숭이, 유인원, 인간 등으로 나누어진다. 신세계 원숭이는 중앙아메리카나 남아메리카에 분포하는 원숭이 등을 말하며 구세계 원숭이는 아프리카나 유라시아에 분포하고 있는 일본원숭이나 망토개코원숭이 등을 말한다. 협비류에서 유인원과 인간의 계통이 갈라지고 그 계통에서 인간이 갈라져 나온 것이다.

학자들은 인간의 계통도를 그릴 때 원인(猿人)에서 원인(原人), 신인(新人)으로 진화했다고 그린다. 이런 계통도로 인간이 진화되는 이유는 DNA가 복제될 때 다음 세대로 완벽하게 복제 되지 않기 때문이다. DNA 염기배열은 복제 때의 실수 등으로 인해 변화되어 염기 배열의 일부가 바뀌어 들어가거나 염기가 늘어선 줄이 밀려나거나 거꾸로 도중의 염기가 없어지거나 하는 경우가 있다. 또 염기만이 아니라 유전자 전체가 복제되는 ‘유전자 중복’이라는 현상도 일어난다. 이런 것들을 DNA의 ‘돌연변이’라 부르는데 이 돌연변이가 여러 차례 되풀이하여 축적되면서 생물이 진화해간다고 생각한다.

진화의 과정에서 유전자에 변화가 일어나는 경우는 다반사로, 가장 잘 알려진 것은 비타민 C를 합성할 수 있는 능력이 원원류 이외의 영장류에서는 발견되지 않는다는 점이다. 이것은 영장류가 진화하는 과정에서 체내에 비타민 C를 합성하는 효소를 만드는 유전자가 사라졌기 때문이다. 즉 인간을 포함한 원원류를 포함하는 공통의 조상으로부터 진화하는 과정에서 원원유 이외에는 유전자가 변이를 일으켜 비타민 C를 만들지 못하게 된 것이다.

비타민 C는 영장류에게 반드시 필요한데도 불구하고 어떻게 살아남을 수 있었는가가 의문이다. 이를 학자들은 다음과 같이 설명한다. 과거에 영장류의 조상이 숲에서 살았었을 때 유전자에 돌연변이가 일어나 효소를 만들지 못하는 개체가 생겼다. 그러나 삼림에는 비타민 C를 풍부하게 포함한 과일 등이 대량으로 있었기 때문에 비타민 C를 합성할 수 없다고 해도 살아가는 데 영향을 미치지 않았다. 그래서 효소를 갖춘 개체도, 효소를 갖추지 못한 개체도 생존에는 유리하거나 불리한 점이 없었다. 이 경우 어느 쪽 형태의 유전자가 살아남는가는 오직 우연에 의해서만 좌우된다. 그런데 우연히 비타민 C를 만드는 효소를 만들지 못하는 개체가 늘어나고 마침내 원원류 이외의 영장류 계통으로 이어져 나간 것이다.

유인원은 피상적으로 보면 큰 원숭이류와 닮았다고 생각하나 진화학자들은 인간에 훨씬 더 가깝다고 설명한다. 우선 유인원의 종은 그다지 많지 않다. 존 A. J. 가우레트 박사는 민첩한 기번(gibbon, 열대우림의 최상층부를 점유하고 있으며 산림의 바닥으로 거의 내려오지 않는다)과 동남아시아에 살고 있는 인간으로부터 계통상 가장 멀리 떨어진 시아망(siamang)이 있다고 설명한다. 그리고 보르네오와 수마트라에 사는 우랑우탄, 아프리카에 살고 있는 고릴라, 그리고 이들과 밀접한 관계를 가진 두 종류의 침팬지로 일반 침팬지와 피그미 침팬지가 있다. 유전자 분석에 의하면 그 중에서도 고릴라와 침팬지가 인간과 가장 가까운 친척이다.

요컨대 이들 셋의 공통 조상으로부터 우선 고릴라 계통과 사람․침팬지의 계통으로 갈라지고 후자의 계통에서 사람과 침팬지가 나누어졌다는 것이다. 사람과 침팬지가 나누어진 연대는 500〜600만 년 전으로, 고릴라의 계통이 갈라진 것은 그보다 약 100만 년 전으로 추정한다. 고릴라의 계통은 분기 후에 동․서 아프리카의 두 그룹으로 크게 갈라지고 동아프리카 그룹은 마운틴고릴라와 로랜드고릴라, 침팬지 계통은 침팬지와 보노보로 분기한다. 사람의 계통도 과거에 갈라졌을 것으로 여기지만 현재 남아 있는 것은 사람뿐이다.

이들이 인간과 가까운 것은 골격으로도 알 수 있다. 유인원은 꼬리가 없고 인간과 유인원과는 단지 크기와 모양이 다소 다를 뿐 뼈가 똑같다. 대부분의 원숭이는 개처럼 좁고 깊은 가슴인 반면 유인원과 인간은 가슴이 납작하고 주걱뼈가 몸통의 등판에서 움직인다.

이것은 과거 어느 시점에 이들의 공동 조상이 현대의 기번이 움직일 때처럼 나무에서 팔과 팔을 바꾸면서 움직였음을 나타낸다. 또한 모든 큰 유인원은 땅에서 일정한 시간을 보내며, 그들의 체적 때문에 나무에서는 조심스럽게 움직여야 한다. 그래서 어깨와 가슴이 나무를 오르내리는 데 적합하도록 발달했다. 혈액형도 놀라울 정도로 유사한데 약간 내용이 다르기는 하지만 ABO구조가 침팬지에서는 분명히 나타난다.

더구나 고릴라와 침팬지는 인간과 유사한 사회성도 보여준다. 고릴라 집단에서는 한 마리의 수컷이 지배하며 다른 수컷들은 성숙하면 무리를 떠나는 것이 보통이다. 침팬지의 수컷들은 무리 속에서 보다 성공적으로 공존한다. 낯선 수컷이 무리에 합류하는 것을 허용하지는 않지만 암컷은 보통 받아들인다. 침팬지는 흔히 어미와 평생 동안 가까운 유대 관계를 지속하고 어미를 잃으면 오랫동안 슬퍼하기도 한다. 물론 이러한 특성의 어떤 것도 인간의 행위와 똑같다고 할 수는 없으나 밀접하게 관련되어 있는 것만은 틀림없다.

여하튼 DNA만으로 유연성(類緣性)을 따지면 만물의 영장이라는 인류도 큰소리 칠 처지가 못 된다. 인간의 유전자 98.4%가 침팬지와 같다는 연구결과가 오래 전에 나왔기 때문이다. 자료에 따라 사람과 침팬지의 게놈을 비교하면 그들의 차이는 1.23% 즉 1%에 지나지 않는다. 이는 같은 진화를 겪은 얼룩말과 말사이의 차이보다 훨씬 작다. 게놈 전체를 약 30억 개의 염기로 추정하는데 단순 계산을 하면 약 3,700만 염기의 차이라는 셈이다.

이 숫자는 사람의 계통과 침팬지의 계통에서 염기가 변화한 개수를 합계한 것으로 각각의 계통으로 생각하면 약 0.6% 즉 1,850만 개의 염기가 변화한 것이다. 유전 정보를 지니고 있는 것은 전체의 약 5%인데 그 중에서도 실제로 진화에 영향을 미치게 하는 변화는 더욱 적다. 일본의 사이토 교수는 무언가 의미 있는 아미노산의 변화는 약 1만 개 정도로 이것이 2족보행이나 대뇌의 거대화 등을 초래했다고 추정한다. 또한 그 동안 우리가 서로 사촌쯤으로 알았던 고릴라와 우랑우탄(성성이)은 그 유연관계가 인간과 침팬지간의 관계보다 훨씬 더 멀다는 점이다.

여하튼 인간과 침팬지의 공통 조상과 원인과의 차이는 주로 직립 2족보행의 유무와 송곳니의 차이다. 이는 송곳니와 작은 어금니의 맞물림이 사람과 유인원이 다르다는 것을 의미한다.

이는 인간에게는 이빨 사이에 틈이 없다는 것으로 설명된다.

즉 인간과 유인원이 특별하게 다른 것은 둘 다 똑같은 배열을 갖고 있지만 유독 인간에게만 전문가들의 귀에는 익숙한 ‘디아스테마타’ 즉 이빨의 틈새가 없다. 동물들은 아래 어금니가 길게 비스듬히 튀어나오기 때문에 위의 어금니와 인접하는 앞니와의 사이에는 일정한 틈이 생긴다. 이 틈새 때문에 먹이를 잡아먹는 데 결정적으로 필요한 어금니가 충분히 자랄 수 있다. 즉 모양과 씹는 방식은 엄청나게 다르므로 이빨의 상아질도 인간의 것이 유인원보다 훨씬 두껍다.

일부 인류학자들은 뇌의 용량이 커짐에 따라 인류의 식생활 즉 부분적으로 음식과 관계가 있다고 추정한다. 반면에 인간에게서 송곳니가 작아진 것은 두뇌와 선구조(腺構造)의 변화에 기인한 행동의 변화 때문으로 추정하는 학자들도 있다. 원숭이나 유인원은 싸우거나 상대를 위협할 때 송곳니가 중요한 역할을 하지만 인간은 무기 등 물건을 손으로 집어서 위협할 수 있으므로 송곳니의 역할을 효과적으로 축소할 수 있었다는 설명이다.

인간과 영장류가 다르다는 것에 대해 학자들이 유전자 연구로 도전했다.

어떤 유전적 차이가 인간과 침팬지 사이에 관찰되는 표현형의 차이를 만들어내는가 이다. 이를 위해 학자들은 큰 틀에서 세 가지 추론을 만들어 연구하고 있다.

첫째는 서로 다른 염기서열로 어떻게 같은 단백질을 만드는가이다. DNA 상의 염기는 3개가 하나로 묶여 한 개의 아미노산을 지정하는데, 같은 아미노산이라도 이를 지정하는 염기서열(코돈)은 여러 종류가 있다. 즉 다른 염기서열일지라도 같은 아미노산을 지정할 수 있다는 뜻이다.

둘째는 인간과 침팬지에서 만들어지는 단백질의 차이점이다. 단백질은 DNA에서 만들어진 후 성숙과정이나 변모과정을 거쳐야 비로소 기능을 가진 단백질로 만들어진다. 그런데 같은 단백질일지라도 인간과 침팬지에서는 이를 가공하는 패턴에 미묘한 차이가 있고, 이 차이가 표현형 차이를 만들어내는 것이다.

마지막으로 중요한 추론 하나는 인간과 침팬지에서 단백질이 발현되는 양상과 시기의 차이다. 이 차이는 게놈 내 유전자의 중복과 소실, 의미 없는 유전자의 반복적인 삽입과 중복 등의 차이로 발생한다. 이런 추론에 대한 확인은 인간을 포함한 침팬지, 고릴라 등의 게놈을 정밀히 분석하고 비교함으로써 이들의 계통관계를 확인하면 어느 정도 가능하다는 것이다.

유전자 분야에서 비약적인 발전이 진행되고 있으므로 이들에 대한 연구는 계속 우리들의 과거를 알차게 만들어 줄 것으로 생각된다.

 

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