화석 기록에서는 확인되지 않았지만 현대 인류의 DNA에 남아 있는 미지의 조상 계통 두 개가 새롭게 확인됐다.

 

과학자들은 그동안 호모 사피엔스가 네안데르탈인과 데니소바인을 비롯한 멸종 인류와 이종교배했다는 사실을 밝혀왔다. 그러나 일부 조상 계통은 관련 화석에서 DNA가 확인되지 않아 존재와 기원을 추적하기 어려웠다.

 

이른바 ‘유령 계통’으로 불리는 이들 조상에 대한 흔적은 이전 연구에서도 발견됐지만, 정확히 언제 이종교배가 이뤄졌는지, 현대 인류의 조상과 얼마나 오래전에 갈라졌는지는 확인되지 않았다.

 

최근 연구진은 현대 인류의 게놈을 분석해 DNA의 기원을 역추적하는 새로운 방법을 개발했고, 이를 통해 기존에 알려지지 않았던 두 개의 조상 계통에 대한 증거를 찾아냈다. 연구 결과는 7월 30일 과학 저널 사이언스(Science)에 발표됐다.

 

연구진에 따르면 한 계통은 약 5만 년 전 아프리카에서 호모 사피엔스와 직접 이종교배한 것으로 보인다. 다른 한 계통은 훨씬 오래된 집단으로, 데니소바인과의 이종교배를 거쳐 그 DNA 일부가 현대 인류에게 전달된 것으로 추정된다.

 

이번 연구에 사용된 방법은 DNA가 어디에서 왔고 어떤 경로를 통해 전달됐는지를 보여주는 계통도를 재구성해 인류 진화 과정에서 알려지지 않았던 가지를 찾아내는 방식이다.

 

이번 연구의 공동 저자인 캘리포니아대학교 버클리 캠퍼스 분자세포생물학과 부교수 프리야 무르자니는 이러한 계통 연구를 통해 과거 인류의 역사를 이전보다 자세히 살펴볼 수 있게 됐다고 설명했다.

 

그는 이번 발견이 어떤 호미닌 집단은 살아남고 다른 집단은 사라졌는지를 이해하는 데 도움이 될 수 있으며, 조상들의 유전적 기여를 통해 인류가 환경에 적응한 과정과 오늘날 특정 질병이 영향을 미치는 이유를 연구하는 데도 활용될 수 있다고 덧붙였다.

 

아프리카에서 이종교배한 ‘유령 계통’

현생 인류는 약 5만 년 전 아프리카를 떠나 유라시아로 이동했고, 이 과정에서 네안데르탈인과 데니소바인과 이종교배했다.

 

그러나 이번 연구에서는 이보다 앞선 시기에 현대 인류의 조상에게 DNA를 전달한 또 다른 계통이 있었을 가능성이 제기됐다.

 

연구진은 이 계통에서 유래한 DNA가 현재 살아 있는 사람들의 게놈 가운데 약 **0.5~1%**를 차지하는 것으로 추정했다. 이는 현재 많은 현대인에게서 발견되는 네안데르탈인 DNA 비율과 비슷한 수준이다.

 

두 번째 계통은 훨씬 더 오래된 것으로 나타났다. 연구진은 이를 ‘초고대’ 조상이라고 부른다.

 

이 계통은 약 180만 년 전 인류 계통에서 갈라진 가지에서 비롯된 것으로 추정된다. 이후 이 호미닌은 20만 년도 더 전에 유라시아에서 데니소바인과 이종교배했고, 그 DNA 일부가 데니소바인을 통해 현대 인류에게 전달된 것으로 보인다.

 

현대인 500명 이상의 게놈 분석

연구진은 이러한 숨겨진 조상 계통을 찾기 위해 TRACE라는 컴퓨터 기반 분석 방법을 개발했다.

 

인간의 게놈에는 여러 조상에게서 물려받은 작은 DNA 조각들이 섞여 있어 유전체 곳곳에 서로 다른 계통도가 존재한다. TRACE는 이 가운데 훨씬 오래된 계통을 찾아내 기존에 알려지지 않았던 인구 집단의 흔적을 추적하는 방식이다.

 

연구진은 아프리카와 유럽, 아시아의 현대인 500명 이상의 게놈에 TRACE를 적용했다.

 

분석 결과, 연구 대상에 포함된 모든 인구 집단에서 비교적 최근의 ‘유령 조상’ 흔적이 발견됐다. 이는 현대 인류가 대규모로 아프리카를 떠나기 전에 이미 다른 계통으로부터 DNA를 물려받았을 가능성을 보여준다.

 

무르자니는 다양한 호미닌 집단 사이의 유전자 흐름과 혼합은 흔하게 일어났지만, 과거에 살았던 인류의 DNA를 직접 추출하는 것은 최근까지 현실적으로 어려웠다고 설명했다.

 

아직 정체가 밝혀지지 않은 조상

연구진은 새롭게 확인된 계통이 정확히 어떤 인류 집단에 속했는지는 아직 밝혀내지 못했다.

 

다만 인류 계통도에서 이들이 갈라진 시기를 바탕으로 가능한 후보를 좁혀가고 있다.

 

한 계통의 분기 시점은 아프리카의 중기 플라이스토세 호모 집단과 일치하는 것으로 추정되며, 연구진은 논문에서 호모 하이델베르겐시스일 가능성을 제시했다.

 

호모 하이델베르겐시스는 약 70만 년 전부터 20만 년 전까지 아프리카와 유럽에 살았던 것으로 알려져 있다.

 

또 다른 훨씬 오래된 계통은 유라시아의 호모 에렉투스와 관련이 있을 가능성이 있다고 연구진은 추정했다. 현재까지 이 두 인류 집단에서는 DNA가 확인되지 않았다.

 

이번 연구의 공동 제1저자인 존스홉킨스대학교 박사후 연구원 아르준 비단다는 초고대 계통의 발견이 해당 집단의 DNA 염기서열을 전혀 확인하지 못한 상황에서도 백만 년 이상 전 인류 계통의 유전적 기여를 추적할 수 있다는 점에서 의미가 있다고 설명했다.

 

위스콘신-매디슨대학교 고인류학자 존 호크스 교수는 현대 인류의 게놈이 대체로 비슷하지만, 이러한 고대 조상 계통으로 인해 개인마다 작은 유전적 차이가 나타난다고 설명했다. 호크스 교수는 이번 연구에는 참여하지 않았다.

 

그는 현존 인류 사이의 겉으로 드러나는 차이에 비해, 인류가 진화해온 조상 집단 사이의 차이는 실제로 매우 미미하며 이들이 서로 상호작용하고 생존해온 과정이 우리의 유산이라고 말했다.

 

호크스 교수는 이번에 확인된 비교적 최근의 ‘유령 계통’이 네안데르탈인과의 이종교배보다 훨씬 이전에 혼혈이 이뤄졌으며, 그 영향이 현재 살아 있는 모든 인구 집단에 미쳤을 가능성을 보여준다고 덧붙였다.

 

연구진은 TRACE를 활용해 인간뿐 아니라 다른 동물에서도 지금까지 알려지지 않았던 계통을 추가로 찾아낼 수 있을 것으로 기대하고 있다.

 

다만 연구진은 가장 확실한 새로운 증거는 고대 화석에서 직접 추출한 DNA를 통해 확인될 것이라는 데 의견을 같이했다.

 

현재로서는 현대 인류의 DNA에 남아 있는 흔적이 오랫동안 사라진 조상에 접근할 수 있는 중요한 단서인 셈이다.

 

이번 연구의 공동 제1저자인 UC 버클리 계산생물학 박사과정 학생 율린 장은 서로 모르는 두 사람이 과거에는 존재를 알지 못했던 같은 조상으로부터 동일한 DNA 조각을 물려받을 수 있다며, 이번 발견을 통해 신비로운 조상과의 공통점을 또 다른 방식으로 확인할 수 있게 됐다고 설명했다.

 

 

*CTV뉴스의 글을 번역,편집한 것입니다.