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180만 년 된 호미닌 두개골이 완전한 형태로 발견되다.

[원제: Complete skull of 1.8-million-year-old hominin found, New Scientist]

19:00 17 October 2013 by Michael Marshall
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[그림 출처: New Scientist]

180만 년 전에 살았던 멸종한 호미닌(hominin)에 속하는 완전한 형태의 두개골이 그루지야(Gruziya, 영어로는 Georgia로 표기)에서 발견되었는데, 이제껏 발견된 화석 가운데 가장 초기의 완전한 형태며, 이 화석이 속한 종(種)인 에렉투스(Homo erectus)가 처음에 생각한 것보다 훨씬 더 외형이 다양했음이 확인되었다. 사실, 이 화석의 발견자는 고대 인류 가계도(家系圖)에서 많은 종이 빠져야 한다고 주장하므로, 그것은 단순히 호모 에렉투스의 다른 형태일 수도 있다.

이 화석을 연구한 스위스 취리히(Zurich) 인류학 연구소 박물관(Anthropological Institute and Museum)의 마르샤 팬서델리온(Marcia Ponce de León)은 “이것은 이제부터 가장 완전한 성인 두개골이다”라고 말한다. 인류학자는 몇백 년 전으로 거슬러 올라가는 훨씬 더 오래된 호미닌 화석을 발견한 적이 있었지만, 두개(braincase, 頭蓋), 안면 그리고 아래턱으로 이뤄진 완전한 두개골은 드물다.

이 발견에 관여하지 않은 독일 라이프치히(Leipzig) 막스 플랑크 진화인류학 연구소(Max Planck Institute for Evolutionary Anthropology)의 프레드 슈푸어(Fred Spoor)는 “그것은 환상적인 표본이며, 그 시기 동안 보존된 것은 전례가 없다”고 말한다. 비슷한 조건에 있으며 이전에 발견된 가장 오래된 호미닌 유골(遺骨)로는 유명한 투르카나 소년(Trukana Boy) 뼈가 있는데, 이것은 150만 년 되었다.

이 두개골은 그루지야 남부 드매니시(Dmanisi) 현장에서 발굴되었다. 아래턱은 2000년에 발견되었고, 여기에 맞는 두개(頭蓋)는 2005년에 찾았다.

이 두개골은 드매니시 현장에서 다섯 번째로 발견된 가장 잘 보존된 두개골로, 이 발굴 현장에서는 단순한 석기(stone tool, 石器)와 많은 동물의 유골도 발굴되었다. 종합하면, 그 연구를 이끄는 트빌리시(Tbilisi) 그루지야 국립박물관(Georgian National Museum)의 다빗 로드카파니야지(David Lordkipanidze)에 따르면, 그 두개골은 급진적인 생각을 시사한다.

모두가 하나의 종(種)이다?

로드카파니야지와 그의 동료는 새로 발견된 두개골이 이 시기 동안 공존(共存)했었다고 여겨지는 많은 호미닌 종이 사실은 호모 에렉투스라 불리는 하나의 종이며, 이것은 호모 에렉투스가 이전에 생각했던 것보다 단순히 외형적으로 더욱 다양하다는 생각을 지지한다고 말한다.

이 주장을 뒷받침하기 위해, 연구팀은 다섯 구의 드매니시 호미닌 사이에서 나타나는 안면 차이를 측정했다. 그들 모두는 대략 같은 시기에 같은 장소에서 살았으므로, 이것은 호모 에렉투스 개체군(個體群) 사이의 변이 정도를 나타낸다. 그리고 그들은 드매니시 개체군을 같은 시기에 살았던 고대 아프리카 호미닌에 속하는 다양한 화석과 비교했으며, 현대 인류와 침팬지를 대조군(control group, 對照群)으로 사용했다.

호미닌 화석이 현대 인류 및 침팬지와 분명히 다를지라도, 그 분석 결과로 나머지 화석이 다양성 있는 하나의 분류군(分類群)으로 구별됨을 발견했는데, 이것은 호모 하빌리스(Homo habilis)와 호모 루돌펜시스(Homo rudolfensis) 같은 호미닌이 단순히 호모 에렉투스에 속함을 뜻한다.

연구팀 구성원인 스위스 취리히 인류학 연구소 박물관의 크리스토프 졸리코퍼(Christoph Zollikofer)는 “우리는 200만 년 전에 다양한 종이 있었을지도 모른다는 생각에 반대하지 않는다”고 운을 떼며 “하지만 종 사이를 구분할만한 충분한 화석 증거가 우리에게 없다”고 말한다.

아니다, 아마도 그렇지 않다.

다른 인류학자는 이들의 주장을 납득하지 못한다. 슈푸어는 드매니시에서 출토된 표본이 모두 호모 에렉투스며 그 종이 다양함에는 동의하지만, 모든 아프리카 화석이 호모 에렉투스에 속한다고는 믿지 않는다. 그는 로드카파니야지의 분석은 심지어 오스트랄로피테쿠스속(genus Australopithecus)에 속하는 훨씬 더 유인원과 닮은 호미닌이 호모 에렉투스 분류군에 포함됨을 지적한다. 그래서 새로운 분석 결과가 사람 종 사이에서 나타나는 더욱 미묘한 형태 차이를 파악하지 못했음은 놀랍지 않다.

영국 런던 국립 자연사 박물관(Natural History Museum) 크리스 스트링어(Chris Stringer)는 “이들 초기 아프리카 화석 가운데 일부는 합리적으로 다양한 호모 에렉투스 종에 연결될 수 있다는 그들의 생각이 들어맞을 것이라고 나는 생각한다”고 말한다.

“하지만 아프리카는 인간 진화의 가장 초기 단계에 관한 심오한 기록이 있는 커다란 대륙이며, 확실히 200만 년 전보다 앞서 거기에서는 종 수준의 다양성이 있었던 것처럼 보인다. 그래서 나는 초기 ‘사람’ 화석 모두가 진화 중인 호모 에렉투스 계통으로 무리 없이 합쳐질 수 있다는 생각에는 여전히 의구심이 든다.”

그 연구팀의 주장은 호미닌 화석 기록은 불완전하며 인류학자는 하나의 표본에 근거해 종 전체를 억지로 정의하려 든다는 가정에 부분적으로 기초하는데, 이것은 종종 불완전하다. 슈푸어는 여기에 오해의 소지가 있다고 말한다.

슈푸어는 “모든 것이 신발장에 어울린다(everything fits in a shoebox)라는 대중적 믿음이 있다”고 말한다. “실제로, 화석 기록은 매우 좋다. 수백 개의 화석이 있다.” 적어도 호모 에렉투스의 것으로 알려진 30개의 완전한 두개(頭蓋)가 있다고 그는 말한다.

호모 에렉투스는 곳곳에 있다.

연구팀의 급진적 주장은 의심받고 있지만, 새롭게 발견된 두개골은 호모 에렉투스의 중요성과 성공을 확인하는 데 도움을 주고 있다. 호미닌은 일반적으로 아프리카에서 진화했다고 생각되고, 호모 에렉투스는 넓은 의미에서 아프리카를 떠난 첫 사람 종으로 간주되며, 이것은 현대 인류가 아프리카를 떠난 것보다 오래전 일이다.

로드카파니야지는 “드매니시의 호미닌은 아프리카 이외 지역에 존재하는 사람 속의 가장 초기 형태를 대표한다”고 말한다. 하지만 현대 인류와 비교했을 때, 그들은 작은 뇌를 가지며 단지 가장 단순한 도구만 제작할 수 있었다. 이것은 그들이 전 세계로 퍼져 나가는 데 그 어떠한 엄청난 지적 능력이 필요하지 않았음을 뜻한다.

“180만 년 전, 또 다른 전 세계적인 하나의 종이 있었다”라고 졸리코퍼는 말한다. 호모 에렉투스는 오스트레일리아나 아메리카 대륙까지는 나아가지 못했지만, 그곳을 제외하고 그들은 지구의 대륙 대부분에 정착했다. 또한, 호모 에렉투스로부터 인도네시아 제도의 플로레스(Flores) 섬에서 발견된 매우 작은 ‘호빗’이 아마도 출현했을지도 모른다.

새롭게 발견된 두개골은 호모 에렉투스가 두개골의 몇몇 측면이 다른 것보다 앞서 변하는 모자이크 방식으로 진화했다고 우리에게 말한다고 슈푸어는 언급한다. 두개(頭蓋)의 형태가 가장 먼저 변했는데, 새로운 두개골은 작은 크기에도 불구하고 전형적인 호모 에렉투스와 같은 두개(頭蓋) 모양을 나타낸다. “안면과 치아는 처음에는 호모 하빌리스와 더 유사한 형태인 채였다”라고 그는 말한다. 나중에, 호모 에렉투스는 더 작은 안면과 더 작은 턱을 가졌다.

Journal reference: Science, DOI: 10.1126/science.1238484 

아프리카 대호수가 우리 조상의 뇌를 키웠는가?

[원제: Did Africa’s Great Lakes boost our ancestors’ brains?, New Scientist]

23:00 16 October 2013 by Bob Holmes

[그림 출처: New Scientist]

과거 2백만 년 동안 이루어졌던 인류 진화의 위대한 전성기는 아프리카 대륙의 사바나(Savannah) 지역이 아니라 같은 대륙의 그레이트 리프트 밸리(Great Rift Valley)에 위치한 호수에서 진행되었을지도 모른다. [1] [2] 이번 주에 [PLOS ONE에] 출판된 이러한 독창적 의견은 종분화(speciation, 種分化)에서 뇌 크기의 엄청난 증가까지 초기 인류의 진화에서 나타나는 중요한 모든 발전이 왜 아프리카 동부에서 발생했던 것처럼 보이는지를 설명할 수 있다.

몇 년 동안 인류학자는 점점 변덕스러워지는 기후에 대처하기 위해 과거 몇백만 년 동안 매우 크고 강력한 뇌가 초기 인류 또는 호미닌(hominin)에서 진화했으리라 추측해왔다. [3] 그러나 이 가설을 시험한 연구의 결론은 불분명했는데, 아마도 이들 연구 대부분이 대양(大洋)으로 유입해 심해(深海) 퇴적물 안으로 들어간 마른 대지의 부유분진(airborne dust, 浮游粉塵) 양의 추세를 연구하는 것처럼 지구 또는 대륙 규모의 기후 측정을 이용했기 때문이었을 것이다.

대신, 영국 유니버시티 칼리지 런던(University College London)의 고기후학자(paleoclimatologist, 古氣候學者) 마크 매즐린(Mark Maslin)과 그의 동료인 맨체스터 대학(University of Manchester)의 수잰 슐츠(Susanne Shultz)는 리프트 밸리에서 호수의 존재 여부가 그곳에 살았던 호미닌에 영향을 미치는지 연구함으로써 지역적 접근을 시도했다.

매즐린의 직감은 인류 진화에서 중요한 시기이자 극도로 변화무쌍했던 260만, 180만, 100만 년 전이라는 상대적으로 짧은 기간이 그레이트 리프트 밸리에 위치한 대형 호수에서 격변(激變)이 있었던 시기와 일치했다는 것이다. 광대한 지역에서 모여든 강우(降雨)가 이 계곡을 통해 상대적으로 작은 분지(盆地)를 향해 모여들기 때문에, 이들 호수는 강우량에 매우 민감하며 기후에 따라 그 규모가 팽창하거나 사라진다.

“이들 호수는 적은 강우량에도 급격히 커질 수 있다. 그래서 이 지역의 분지는 기후 변동에 증폭기 역할을 하고 있다”라고 매즐린은 말한다. 또한, 그는 이들 대형 호수 덕분에 주변 대지가 수풀로 더욱 우거지고 생산성이 더 좋아진다고 강조한다.

호수의 변천

자신의 견해를 시험하기 위해, 매즐린은 슐츠와 함께 지난 5백만 년 기간에 해당하는 지구 및 지역 기후 기록을 수집했으며, 여기에 리프트 밸리 호수의 존재 여부 기록을 보충했다. 그러고 나서, 이 기후 기록을 초기 사람 종(種)의 출현과 멸종, 그리고 인간 뇌 크기 변화와 비교했다.

매즐린과 슐츠는 호수가 급격히 변천하는 시기 동안 일어났던 가장 중요한 진화적 사건 때문에 리프트 밸리에 있는 호수의 존재가 지구 또는 지역 기후보다도 인간 진화를 더 잘 예측함을 발견했다.

특히, 호미닌의 다양성은 약 190만 년 전 6종으로 정점에 달했는데, 이 시기는 리프트 밸리 호수의 유동(流動)이 정점에 막 달했을 때다. 이 시기는 또한 사람속(genus Homo, -屬)이 처음으로 출현했고 호모 에렉투스(Homo erectus)의 출현과 더불어 뇌 크기에 엄청난 도약이 있다는 특징으로 두드러진다.

강우량 변화와 맞물려 그 변화 정도를 증폭하는 호수 크기의 격변으로 당시의 호미닌은 더 건조하고 더 혹독한 시기가 수없이 교차하는 시기를 수반하는 매우 험난한 생태적 도전에 직면했었을지도 모른다. 이러한 상황 때문에 더 커진 뇌를 포함한 생태적 혁신과 새로운 종의 출현이 이 지역의 호미닌에서 일어났던 것처럼 보인다. 이것을 근거로 아프리카 다른 지역에 살았던 호미닌에서는 왜 뇌 크기에 많은 변화가 나타나지 않았는지 설명할 수 있다고 매즐린은 말한다.

매즐린과 슐츠의 연구는 지구 기후보다는 지역 기후의 변화를 진화적 변화와 연결하기 때문에 진일보(進一步)한 것이다. “우리는 기후 변화가 실제로 인류에게 끼친 수준에 진지하게 관심을 기울이고 있다”며 캐나다 밴쿠버(Vancouver)에 있는 사이먼 프레이져 대학(Simon Fraser University)의 마크 칼러드(Mark Collard)는 말했다.

불행히도, 호미닌 화석의 표본 수가 적어 이러한 명백한 추세를 더 자세히 밝히는 데 어려움이 있다. 그러한 문제를 성공적으로 해결하기 위해, 메즐린과 슐츠는 방목 가축 및 육식동물 등과 같은 다른 포유류에서도 호수의 격변과 동일한 연관성을 나타내는지 알아내기 위해, 이들 동물의 진화 역사를 앞으로 연구하기로 계획했다. “호수 크기의 변화가 정말 중요한 과정이라면, 우리는 호미닌 이외의 종에서 그러한 연관성을 볼지도 모른다”라고 슐츠는 언급한다.