약 100만년 전 인류는 1300명까지 줄어 '멸종 직전'이었다.

약 100만년 전 인류는 1300명까지 줄어 '멸종 직전'이었다.

2023년 현재 세계 인구는 80억 명을 웃돌아 지구환경과 사회에 대한 압박이 날로 커지고 있습니다.

하지만 지금은 계속 늘어나는 인류지만 뉴욕시 마운트사이나이 의과대학(Ican School of Medicine at Mount Sinai:ISMMS)의 왕지 후 등 국제연구팀은 약 100만 년 전 인류는 멸종위기에 처해 10만 년 이상 동안 세계 인구는 불과 1300여 명 수준에서 움직였을 가능성이 있다고 밝혔습니다.

또한 이 멸종 위기는 우리 현생 인류뿐만 아니라 멸종된 네안데르탈인이나 데니소바인의 진화에도 영향을 미쳤을 가능성이 있는 것 같습니다.

도대체 당시 인류에게 무슨 일이 있었을까요?

이번 연구의 자세한 내용은 2023년 8월 31일자로 과학지 『Science』에 공개되어 있습니다.

◆ 인류 조상들은 극심한 생물학적 '병목' 상태를 겪었습니다
현생 인류는 약 30만 년 전 아프리카에서 탄생한 것으로 알려져 있습니다.

그러나 현생 인류 출현 이전에 인류 조상들이 어떤 과정을 거쳐 왔는지에 대해서는 화석 기록이 거의 없기 때문에 대부분 수수께끼에 싸여 있습니다.

그래서 이번 연구팀은 인류 자신 속에 남아 있는 진화 기록인 게놈에 착안해 아프리카 내 10개 집단과 아프리카 이외 40개 집단에서 샘플을 모아 조사했습니다.

이 연구에서는 후손인 우리 유전자 배열의 다양성을 바탕으로 현생 인류 조상을 구성하던 집단이 어느 정도 규모를 가졌는지 추정하는 방법을 개발하고 있습니다.

이에 따르면 약 93만 년 전부터 약 81만 3000년 전까지 현생 인류 조상들은 극심한 병목현상을 겪었을 가능성이 높은 것으로 나타났습니다.

이에 해당하는 기간 동안 인류 조상 집단은 약 98.7%가 소실되어 멸종위기에 처해 있었음을 시사한 것입니다.

◆ 이 병목 현상은 어떤 상태일까요?

병목효과란
생물학적 맥락에서 이야기되는 병목현상은 생물의 집단이 일시적으로 현저하게 적어지는 현상입니다.

이 과정에서 집단 내 유전자의 종류는 극단적으로 적어집니다.

그 후 생물 개체 수가 회복되더라도 처음 잃어버린 많은 유전자는 돌아오지 않기 때문에 새로운 집단은 유전적으로 비슷한 개체만 남게 됩니다.

이 효과를 병목 효과, 다른 말로 병수 효과라고 부르기도 합니다.

◆ 약 11만 7000년 동안 인류는 약 1280명이었다
거의 백만 년 전에 발생한 병목 현상을 추측하기 위해 연구자들이 사용한 공식이 있습니다.

100만 년 가까이 전에 발생한 병목 현상을 추측하기 위해 연구자들이 사용한 공식 / Credit: Shanghai Institute of Nutrition and Health, CAS

연구팀의 왕지 후는 "우리 조상들은 오랫동안 어려운 상황에 직면해 있었습니다. 인구가 일시적으로 급감해 멸종 직전이었습니다"라고 말했습니다.

이번 연구에 따르면 약 11만 7000년 동안 번식 가능한 인류의 개체수는 약 1,280명이었을 것으로 추측하고 있습니다.

그런데 왜 이렇게 인구가 감소했을까요?

연구자들은 이 인구 급감 시기는 빙하가 출현하고 해수온이 저하되어 아프리카와 유라시아 대륙에 장기간 가뭄이 일어난 심각한 한랭화 시기와 일치한다고 말합니다.

따라서 극심한 기후변화가 인류 조상의 개체수를 크게 감소시킨 원인일 가능성이 높다고 추측합니다.

다만 기후변화가 어떻게 인류조상에게 영향을 미쳤는지에 대해서는 명확하게 알려져 있지 않습니다. 왜냐하면 인구가 극단적으로 적었기 때문에 당시 인류의 화석이나 유물이 거의 발견되지 않았기 때문입니다.

지금까지의 연구에서 현생인류, 네안데르탈인, 데니소바인 등이 분기한 것은 약 76만5000년에서 약 55만년 전의 시기였다고 생각됩니다.

이 연구에는 참여하지 않은 런던자연사박물관의 고인류학자 크리스 스트링거는 만약 이들 옛 인류의 분기가 병목현상 직후였다면 현생 인류, 네안데르탈인, 데니소바인 등 다른 집단으로 나뉘는 계기가 이 인구 급감에 있었을 가능성이 높다고 밝혔습니다.

즉, 이 병목현상이 일어난 후 인류는 몇 개의 작은 집단으로 나뉘었고, 그 후 각각의 집단이 독자적인 진화를 이루었을 가능성이 있습니다.

염색체의 융합은 인구가 급격히 감소한 시기와 일치합니다.

염색체의 융합은 인구가 급격히 감소한 시기와 일치

과거 연구에서는 약 90만 년 전부터 74만 년 전까지 두 염색체가 하나로 결합하여 현재 인류가 가진 '2번 염색체'가 형성되었음을 보여줍니다.

이 염색체의 융합은 앞서 설명한 인류의 병목현상, 즉 인구가 급격히 감소한 시기와 일치하기 때문에 이 두 사건이 어떤 형태로든 관련이 있을 가능성이 있다고 연구자들은 보고 있습니다.

"네안데르탈인과 데니소바인도 이 염색체의 융합을 가지고 있기 때문에 이 현상은 현생인류와 이들 집단이 분기하기 전에 일어난 것으로 생각됩니다"라고 스트링거는 지적했습니다.

스트링거는 이어 이번 연구에서 개발된 새로운 분석 기법이 미래에 네안데르탈인이나 데니소바인의 게놈 조사에도 적용될 수 있을지도 모른다고 기대했습니다.

그렇게 되면 네안데르탈인이나 데니소바인의 게놈을 통해 이번에 발견된 인류 조상의 급격한 인구 감소를 조사할 수 있고, 이 시기에 무슨 일이 있었는지 다른 각도에서 밝힐 수 있을 것으로 보입니다.

이번 연구는 인류의 기원과 진화에 대해 새로운 장을 열었다고 할 수 있을 것입니다.

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Humans faced a ‘close call with extinction’ nearly a million years ago
https://www.livescience.com/archaeology/humans-faced-a-close-call-with-extinction-nearly-a-million-years-ago

Genomic inference of a severe human bottleneck during the Early to Middle Pleistocene transition
https://www.science.org/doi/10.1126/science.abq7487

Humans faced a 'close call with extinction' nearly a million years ago