화석과 DNA분석, 영장류와 인간

생물학의 많은 주제들 중에 가장 인기 있는 논쟁 중에 하나는 인간의 진화입니다. 인간의 화석에 대한 분자 생물학적 연구는 인류의 조상에 관한 연구 중에서 가장 선두를 차지하고 있습니다. 그러나 화석의 구조를 비교하는 전통적인 연구 또한 우리의 유산을 이해하는 데 있어서 매우 중요합니다. 

 

인간의 화석과 DNA 분석

1991년 가을, 이탈리아 북부지방의 알프스 산맥을 오르던 두 사람은 손으로 짠 가죽옷을 입은 채 빙하 속에 묻혀 있는 한 남자를 발견했습니다. 그 남자의 옆에는 활과 화살, 나무로 짜인 가방과 쇠도끼가 놓여 있었습니다. 그 가방 안에 있는 여러 도구로 미루어보아 그 사람이 석기시대에 살았던 사람임을 알 수 있었습니다. 

 

그가 발견되자 그가 어느 지역에서 살았는지에 대하여 여러 의견이 제기되었습니다. 초기 유럽 사람이었을 가능성, 그리고 이집트나 남아메리카 사람으로 빙하가 들어 올려지면서 미라가 발견되었을 가능성 등 논쟁이 매우 뜨거웠습니다. 마침내 1994년, 연구자들은 그 얼음에서 발견된 그 미라의 미토콘드리아 DNA를 수집해서 그가 중북부 유럽 사람의 미토콘드리아 DNA와 일치하는 것을 밝혀냈습니다. 이럴 통해 그가 살았던 지리적 위치를 확인했으며, 그 미라의 DNA를 계속 분석하여 인간의 진화에 있어서 그의 위치를 알 수 있었습니다.

 

이렇듯 화석에서 추출한 DNA를 분석하면 멸종 생물에 대하여 이해할 수 있을 뿐 아니라, 현존하는 생물의 원시 유전자 형태를 추측할 수 있습니다. 과학자들은 4000만 년 전에 호박에 보존된 곤충과 6500만 년 전의 공룡, 그리고 인간의 계통수에서 사라진 3만년전의 인간의 화석(북유럽에서 발견된 네안데르탈인)의 팔 뼈 등 많은 화석에서 고대 생물의 DNA 조각을 발견했다고 보고했습니다. 

 

화석의 DNA 연구는 가설 제안, 예측, 검증 및 결과 평가로 이루어지는 과학의 이러한 중요한 측면을 잘 설명해줍니다. 화석에서 오염되지 않은 표본을 얻는 것으로 매운 어려운 일로 화석 DNA 연구는 아직도 극복해야 할 일이 많이 남아있는 분야입니다. 

 

화석에서 고대 DNA의 분리에 성공했다는 연구 및 보고들은 박테리아 등 다른 생물들의 DNA에 오염되지 않았다는 확신이 들 때까지는 연구 결과에 대해서 회의적입니다. DNA는 매우 춥거나 건조한 기후가 아니면 완전하게 보존되기 어렵습니다. 이상적인 조건에서조차 오염에 대한 위험이 잠재적으로 내포되어있습니다. 위에서 언급한 알프스 산맥 빙하 속에서 발견된 미라의 경우에도 표본을 채취하기 전에 많은 사람들이 만졌기 때문에 오염되었을 가능성이 높았습니다. DNA는 사람들이 떨어뜨린 피부에도 남아 있을 수 있습니다. 공룡을 포함한 원시 DNA에 대한 연구 내용을 면밀하게 다시 조사해보면 대부분이 오염된 것이었습니다. 그러나 호박에 들어있는 표본이나 위에서 발견된 알프스 산맥 빙하 속 미라의 표본과 네안데르탈인의 팔 뼈 표본은 반복된 검증에 의해 오염되지 않았음이 밝혀졌습니다. 

 

영장류로부터 물려받은 인류의 유산

인간, 유인원, 원숭이 등은 영장목에 속하는 포유류입니다. 영장류는 나무 위에서 살며, 자연선택에 의해 나무 위에서 살아가는데 적합한 신체적 특징들을 많이 갖게 되었습니다. 인간은 나무 위에서 살았던 좃아에서 진화되어 왔으므로 그 조상의 특징을 많이 가지고 있습니다.

 

그중 다람쥐만 한 크기의 날씬한 늘보원숭이는 영장류의 기본적인 특징을 잘 나타냅니다. 유연한 어깨와 엉덩이 관절은 나무에 쉽게 기어오르고 나무에서 유연하게 움직일 수 있도록 해줍니다. 또한 다섯 개로 나누어진 손가락과 발가락은 매우 자유롭게 움직이며 나무에 매달릴 수 있습니다. 뿐만 아니라 여우원숭이는 주둥이가 짧고 두 눈이 앞으로 모여 있어 시야를 겹쳐 더 깊이 볼 수 있고 나무 위에서 움직일 수 있도록 알맞은 특징을 가지고 있습니다. 우리 인간은 긴 발끝을 제외하고 늘보원숭이의 어깨와 같은 기본적인 영장류의 특징을 가지고 있습니다. 

 

침팬지의 사례도 살펴보겠습니다. 우리가 가지고 있는 굳은 믿음 중 하나는 인간만이 사고할 수 있으며 자신을 인식할 수 있는 유일한 동물이라는 것입니다. 그러나 거울 앞에 서 있는 침팬지의 행동은 이러한 믿음이 틀렸을지도 모른다고 생각하게 합니다. 처음 거울을 보여주면 다른 동물들이 거울 앞에서 보였던 행동과 같은 마치 자기와 같은 종류의 다른 동물을 본 것처럼 반응을 보입니다. 그러나 며칠이 지나면, 침팬지는 거울에 비치는 모습이 자신이라는 것을 인식하고 거울을 사용할 수 있게 되었다는 것이 보고되었습니다.

 

밝혀진 바에 따르면 침팬지와 고릴라는 다른 유인원들보다 인간과 매우 가깝다고 합니다. 특히 인간과 침팬지는 매우 가까운데 인간의 DNA는 침팬지의 DNA와 97% 이상 동일합니다. 침팬지 연구의 권위자로 잘 알려진 제인 구달(Jane Goodale)은 침팬지 연구의 가장 중요한 영향력은 아마도 연구를 하는 인강을 겸허하게 만든다고 말하기도 했습니다. 결국 인간만이 이 지구상에서 가장 유일한 이성적 존재가 아닐 수도 있다는 점을 생각해보아야 할 것입니다.