인간은 어디서 왔는가? : 생명탄생의 비밀

오늘 포스팅 주제는 바로 인간은 어디서 왔는가? : 생명탄생의 비밀에 대해서 간단히 포스팅해보겠습니다.

 

지구에 인간을 비롯한 다양한 종의 생물들이 등장하기까지 그리고 다시 수없이 많은 생명체 들이 적응과 변화를 통해 자신만의 고유한 유전자를 가지 기까지 과연 어느 정도의 시간이 필요했을까 . 지구 탄생 이후 갓 태어난 생명체 의 형태와 오늘날 인류의 형태까지 그 다양성 을 나타내고 있는 각 시대별 생명체들을 간단하게 알아보도록 하자. 

 

약 46억 년 전 지구가 태양계에 모습을 드러내고 지구상에 첫 생명체가 출현하기 까지는 6억 년이라는 어마어마한 시간이 걸렸던 것으로 추정되고 있다. 일각에서는 최근 발견된 세계에서 가장 오래된 암석층 중 하나인 캐나다 동부 퀘벡의 누부악잇턱 암석대에서 38억 년부터 43억 년 전 사이에 살았던 미생물 화석이 발견되었고 그 연구 결과가 국제 학술지인 네이처 지에 발표되면서 생명이 모습을 나타내기까지 일반적으로 알고 있었던 지구 탄생 이후 6억 년이라는 시간 보다 약 3억 년 더 빠르게 생명체가 탄생 했을 수도 있다는 가능성에 대해 알린 연구이기도 하다. 다만 최초의 생명의 기원에 대해서는 아직 명확하게 밝혀진 바가 없고 무생물에서 생물이 태어나는 과정 에 관한 수많은 모델만 존재한다. 

 

원시 지구에서 생물 이전의 화학 반응이 어떻게 생명을 탄생시켰는지를 규명하는 것을 목표로 하여 주로 생물학 화학 지구 물리학 등을 통해 규명을 시도하였다가 최근에는 우주 생물학 생화학 생물 물리학 지구 화학 분자 생물학 해양학 및 고생물학 등 셀 수 없을 정도의 다양한 분야에서 수 없이 많은 생명기원에 대한 가설들이 쏟아 져 나오고 있기 때문에 그중 무엇이 옳다고 결론 내려지지도 못하고 있는 상황이다. 

 

하지만 지구가 탄생한 이후 원시 대기와 원시 바다가 만들어지며 이로 인해 생명이 탄생할 수 있는 환경이 형성되었고 최초의 생명 역시 바다에서 시작 되었음을 지지하는 학자들이 다수 나오고 있는 것으로 알려져 있다. 

 

이번 미생물 화석에서 발견된 생명체 들도 깊은 바다밑 더운물을 뿜는 열수분출공에서 부터 기원한 것으로 조사되었는데 열수분출공은 마치 지표의 광합성 과 비슷한 화학 합성이 가능한 환경이 이루어진다 . 

 

이는 해저 지각의 틈 사이로 스 며들어간 바닷물이 뜨거운 마그마에 의해 데워지고 주변 암석에 들어있던 구리 철 아연 금 은 등과 같은 금속 성분들이 뜨거운 물에 녹아들어 가며 그 수온 이 350도에 달하는 엄청난 열기가 굴뚝에서 나오는 검은 연기처럼 다시 솟아오르게 되는데 그 연기는 다양한 혼합물 형태로 특히 황화수소가 다량 함유되어 있어 태양빛이 도달하지 못하는 암흑의 세계인 해저에서도 황화수소 를 산화시켜서 나오는 화학에너지를 이용해 탄수화물 을 만들어 내는 박테리아들이 발견된 사례가 지속적으로 보고 되고 있듯이 지표에서 스스로 영양분을 만들어 내는 활동인 광합성을 대신하는 화학 합성이 이루어지고 있었다 는 뜻이기도 하다. 

 

열수공 연구를 통해 이미 2003년 부터 금속 촉매가 고온과 고압의 환경에서 rna 합성을 도왔을 것이라는 가설이 제기된 상태이며 이 가설을 통해 지질 세포막이 출현 하기 전 금속 내의 구멍이 이른바 초기 생명체의 세포막의 역할을 했을 것이라는 내용과 함께 초기 생명체가 dna를 통해 자신의 유전 정보를 기록하는 방식보다는 rna로 먼저 이루어졌다 는 가설도 있지만 이 역시 자연계에서 rna가 저절로 만들어질 수 있는가 에 대한 논란이 지속되어 왔기 때문에 아직 확실한 이론은 나오지 않은 상태이다. 

 

또 다른 한 가지 가설에서는 원시 바다에서부터 생명이 시작되었다는 내용과 비슷하게 원시 대기에서 최초의 유기물 합성이 이루어져 생명체의 탄생으로 이어졌을 것이라는 추측도 존재하는 데 생명의 탄생에 있어 첫 단계는 핵산과 아미노산 등 생명을 구성하는 단순한 유기물이 만들어지는 화학 반응이라고 생각했던 미국의 화학자이자 생물학자 스탠리 밀러와 클레이턴 유리가 1953년 처음 실행했던 밀러-유리 실험이 유명하다고 알려져 있다. 

 

이 실험에서는 물 메탄 암모니아 수소가 있는 혼합 기체에서 번개의 역할을 하는 전기 스파크 로 인해 단순 유기물 분자들이 만들어지는 것을 확인하였는데 해당 실험에서 사용된 혼합기체 는 원시 지구의 대기와는 조성이 같 지는 않았지만 이후 원시 지구 대기와 더 유사 하게 조성하였던 실험에서도 같은 결과가 나왔으며 유기물 화합 과 관련된 최근 컴퓨터 시뮬레이션으로는 지구가 형성되기 이전부터 태양계를 형성하는 원시 행성계 원반의 형성 과정에서 그러한 유기물들이 이미 만들어졌 고 이후 지구가 탄생한 뒤 행성계 원반을 떠돌아다니던 미 행성 혹은 소행성과 같은 암석에 실려있던 유기분자들이 지구와의 충돌로 인해 유입되었다는 외계 유입설 또한 등장하게 되었으나 아직 명확한 결론이 나올 수 있는 상태는 아니어서 각 가설들을 뒷받침하기 위한 연구가 이어지고 있다. 

 

이후 생명이 탄생하고도 약 20억 년이 지난 뒤 27억 년 전이 되어서야 광합성을 하는 생물이 출현했을 것으로 보며 다시 광합성 생물이 보다 진화한 다세포 생물로 변화하기까지는 15억 년이라는 기나긴 시간이 필요 했을 것으로 추측하고 있다. 

 

이렇게 처음으로 지구상에 출현 한 생물들은 유기물이 풍부한 원시 지구의 바다로부터 유기물 합성을 통해 출현했을 것으로 추측되기도 하였 고 이후에도 지속적인 적응과 변화를 거치며 다세포 생물 이 어류로 진화하기까지 약 7억 년의 시간이 걸리게 되었 는데 어류가 다시 육지로 올라갈 수 있는 양서류로 진화하기 까지는 약 1억 년의 시간이 필요했을 것으로 추측하고 있다. 이후에도 진화는 지속되어 2억 2 천만 년 전에는 공룡 시대가 시작돼 그 막을 내리는 6500만 년 전 사이인 2억 년 전 마침내 포유류와 조류 가 지구상에 모습을 드러내게 되었고 포유류에서 다시 2억 년 에 가까운 기나긴 시간이 지난 400만 년 전에 현생 인류처럼 이 족 보행을 하는 원숭이에 가까운 유인원 오스트랄로 피테쿠스가 출현했을 것으로 추측하고 있다. 

 

오스트랄로피테쿠스 이후에는 160 만 년 전 호모 에렉투스라는 신생대에 살았을 것으로 추측하고 있는 멸종된 화석인류가 있었으며 약 30만 년 전 마침내 현재의 인간 생물학으로 분류하고 있는 종인 호모 사피엔스 즉 현생인류의 모습이 나타나게 되었다고 보고 있다. 이러한 과정이 진화생물학에서 다뤄진 진화론의 주요 내용 중 한 가지 로 생명체의 진화에 대해 연구하는 학문이 종교적 교리와 충돌하는 사례는 오늘날까지 이어지기도 하지만 과학계에서는 이미 그 논쟁이 끝 마쳐진 과학적 사실로 자리잡고 있는 이론 이기도 하다. 

 

진화론은 영국의 생물학자이자 지질학자로써 진화론에 가장 크게 기여했던 찰스 로버트 다윈 에 의해 1859년 종의 기원이라는 책으로 출판되어 진화생물학의 토대로 여겨지고 있는 과학문헌 이며 자연선택을 통해 이루어진 종의 진화에 대한 이론을 제시했고 그 당시에도 종교적 믿음과 모순 된다는 이유로 큰 논쟁을 일으킨 사건으로도 유명 하다. 다윈은 생물의 모든 종이 공통의 조상으로부터 이어졌다고 보는 것을 시작으로 오늘날까지도 일부 이어지는 과학의 거부반응을 극복하고 현대적 진화론에 이르기까지 이에 필적하는 경쟁 이론이 등장 하지 않을 정도로 생명 과학의 통합 이론으로써는 생명의 다양성과 생물 진화에 대해서 가장 잘 설명하고 있다고 평가되고 있다. 

 

실제로 학계에서는 처음 만들어진 원시 세포는 여러 종류가 있었지만 이 중 단 한 종류만이 살아남아 모든 생물 공통의 조상 luca으로 불려지고 있는 last universal common ancestor가 되었을 것으로 보고 있으며 이 조상 세포는 시생 누대 초기 인 대략 35억 년 전 보다 이전에 살았던 원핵생물이었을 것으로 추측하고 있다. 

 

현대의 세포들처럼 조상 세포 또한 dna로 유전적 정보를 기록하고 rna가 정보 전달과 단백질 합성을 맡았으며 반응을 촉매 하기 위한 수많은 효소 들을 보유했을 것으로 추측하고는 있지만 일각에서는 이 조상 세포가 한 종류 만 살아남은 것은 아니며 서로 유전자 전달을 통해 유전자 교환을 해왔을 것이라는 주장도 나오고 있어 어떠한 과정으로 세포의 진화가 이루어졌는지 보다 명확한 연구 결과가 나오기 전까지는 그 논쟁이 지속될 것으로 보고 있다. 

 

찰스 다윈의 진화론으로 설명되는 생명체의 진화. 그렇다면 인류의 모습이 되기까지 지구상에 어떤 형태의 생명체들이 탄생했고 인류와는 다른 특징은 무엇이 있었 는지 잠시 알아보자. 우리가 인류나 인간으로 부르고 있는 영장류의 일종인 사람은 고도로 발달한 두뇌를 보유하여 언어를 사용할 수 있고 문제 해결을 위한 사고가 가능하며 스스로 학습하는 지적 능력과 함께 직립 보행으로 자유로워진 팔을 이용 다른 종보다 훨씬 정교한 도구를 만들어 사용할 수 있는 능력을 지닌 고등 영장류이며 20 21년 기준 연구 등 특수목적의 남극 탐사를 제외하면 지구의 모든 대륙에서 생활하는 인류는 그 수가 약 78억 명에 달하는 것으로 추산되었다. 

 

이 인류는 생물 분류학상으로는 포유 강 영장 목 인간 상과 인간 과에 속하는 동물로써 현생 인류는 호모 사피엔스라고 불리고 있는데 잠시 강 목 상 과 속등 현대 생물학 에서 생물을 분류할 때 사용하는 단계에 대해서 간단히 알아보도 록 하자. 

 

일반적으로는 스웨덴의 식물학자 인 카를 폰 린네가 종속과목강문계의 생물 분류 단계 를 제안하여 현대 생물 분류학의 아버지로 여겨지는 인물로써 생물을 크게 나누어 동물과 식물 에서 서로 동일한 형질을 가진 생물끼리 묶어 분류하였고 현재 생물 학명에 쓰이는 속명과 종명을 이어쓰는 이명법을 제창한 것으로 유명하며 생물 계통학을 창시한 사람답게 수많은 생물들의 학명을 지어내 기도 한 이력으로 인해 다수의 생물들 학명에 그의 이름 또는 이니셜이 붙어 있을 정도이다. 

 

다만 이 생물 분류학이 창시될 당시 에는 진화론과 유전자 감별 법 등 현대적인 생물학 기법들이 발달하기 이전이었기 때문에 현대의 생물학 분류체계와는 다소 차이가 있다는 점은 부정할 수 없으나 생물들을 계층적으로 분류한다는 아이디어는 현대 생물학의 생물 분류의 기초가 되었다는 점은 분명하다 고 알려져 있다. 

 

다시 호모 사피엔스에 대한 설명으로 돌아오면 호모 사피엔스란 두발로 서서 걸어 다니는 고릴라 침팬지 오랑우탄 등 호미니데 즉 영장목 중에서 사람 상과에 속하는 동물의 총칭으로 원숭이과 같은 타 영장류와 구별 되는 가장 큰 특징인 꼬리가 없다는 차이가 있으며 보통 은 인간이 유인원이 아닌 것으로 생각하고 있는 사람이 많지만 생물학적 과학적인 입장에서는 인간 또한 유인원으로 분류되는 것이 맞다는 것이 생물학계 분류학의 입장이다. 

 

다만 인문학이나 사회 통념상 인간과 동물을 구분하여 분류하는 경우가 일반적이기에 사회에서 인간을 유인원이라고 부르는 경우가 드물다는 점에서 오는 인식의 차이라고 할 수 있다. 그렇다면 현생 인류와 차이점을 알 수 있을 정도의 특징을 가진 원시 유인원 그 기원에 대해서 보다 자세히 알아보자. 

 

현생 인류의 기원에 대해서는 정확하게 밝혀진 바는 없지만 기원에 대해서 가장 잘 설명하는 대표적 이론으로 아프리카 기원설과 다지역 기원설 로 나누어져 왔는데 오늘날에는 아프리카 기원설이 여러 과학적 증거를 통해 학계의 많은 지지를 얻게 되었다. 먼저 현생 인류의 두 가지 기원설 을 설명하기 위해서는 선행인류가 출현한 역사에 대해서 먼저 알아두면 보다 더 이해하기 쉽다. 

 

지금부터 약 300만 년 전쯤 아프리카 남부에서부터 인간과 아주 유사한 원숭이 또는 원숭이에 유사한 인간인 오스트랄로 피테쿠스 류가 출현 한 것으로 시작되는데 오스트랄로 피테쿠스라는 이름을 풀이하면 남쪽 원숭 사람 남방 고원 남방 사람 원숭이 등의 뜻이 있으며 유인원과 인류의 중간 형태라고 추측되고 있는 멸종된 화석 인류로써 길게는 300 만 년 또는 보다 이전인 500만 년 전에서 50만 년 전까지 아프리카 대륙에서 서식한 것으로 밝혀진 현생인류 와는 그 모습에서 차이가 나는 원숭이에 가까운 인간으로 보고 있다. 

 

이 선행인류는 두 발로 걸을 수 있었고 송곳니가 원숭이와는 다르게 작고 덜 날카롭기 때문에 원숭이와는 분류되면서 인간쪽 에도 가깝다고 알려지게 되었는데 1924년 남아프리카에서 그 화석이 최초로 발견된 이후부터는 수차례 더 화석이 발견되면서 화석 의 특성이 연구되었고 골반과 대퇴골이 인간의 그것과 닮아 있어 직립보행한 것을 추측할 수 있었다. 

 

엄지손가락뼈가 다른 손가락에 비해서 크고 다른 손가락과 마주 보듯 붙어 있는 것으로 확인되었다는 것은 인류 발달 역사에 있어 엄지손가락 의 진화라는 것은 진화의 매우 중요한 전환점으로 여겨지는 한 가지이다. 엄지손가락이 다른 손가락과 맞 닿는 움직임이 가능해지면서 도구를 잡는 악력이 늘고 손재주가 향상되었다는 연구결과 가 발표되기도 하였는데 최근에는 독일 에버하르트 카를 스 튀빙겐 대학교의 고인류학자로 유명한 카테리나 하바티 교수의 연구팀은 가상 근육 모델링을 통한 화석 인류의 엄지손가락을 분석한 연구결과를 생물학 저널 커런트 바이올로지 에 발표하기도 하였다. 

 

이 연구에서는 현재의 인류와 화석 인류의 손가락뼈 크기 형태를 비교하기 위해 인간과 침팬지 의 손가락뼈와 근육의 상호작용에 대한 연구 자료를 바탕으로 3d 모델을 구축하였으며 그 결과 화석 인류 12종의 손가락뼈와 핵심 근육에 대한 작용 등을 분석하여 화석 인류들이 현대인과 얼마나 비슷하게 손가락을 사용할 수 있었는지 측정할 수 있는 기술을 개발하였고 약 200만 년 전의 화석 인류가 대부분 현대인과 비슷하게 손가락을 사용하는 능력이 있었던 것으로 조사되었지만 약 330만 년 전 최초로 도구를 제작 해 사용한 것으로 알려졌던 선행인류 오스트랄로 피테쿠스 는 엄지손가락 사용 기술이 일부 낮게 나온 것으로 측정되었다. 

 

이 연구 결과는 기존에 오스트랄로 피테쿠스 속의 한 종의 화석에서 현대인과 엄지손가락 비율이 같아 도구 제작 능력을 높이 평가하였던 기존 가설과는 반대되는 내용으로 오스트랄로 피테쿠스가 현생 인류 나 다른 화석 인류만큼 손가락 사용이 효율적이지는 않았을 것이며 돌로 견과류를 부수거나 얇은 가지 로 흰개미를 잡는 현재의 침팬지와 비슷한 수준에 가까웠을 것이라고 재평가할 수 있었던 연구였다. 

 

연구팀은 선행인류에서 현생 인류 까지의 진화과정에서 손가락 사용도와 손재주가 현대인 으로 진화하기까지 생물학적인 면뿐만 아닌 문화적 진화에도 많은 영향을 주었을 것이라 추측 해왔고 손 사용도와 진화의 관계를 규명 하기 위해 앞으로도 현생 인류와 마지막까지 공존했을 것으로 추측중인 네안데르탈인의 화석을 보다 중점 적으로 분석하는 등 차기 연구계획과 목표를 밝혔고 향후에도 지속적으로 연구할 가치가 있는 실험으로 주목되었다.

 

 그 밖에도 오스트랄로 피테쿠스 는 두개골이 수직으로 붙어 있어 전두엽과 두정엽이 유인원보다 발달하였는데 인간과 유인원을 구분하는 통찰력 을 발휘할 수 있는 뇌 부위이고 대뇌 중 최대 면적을 차지하며 전두엽 에 속하는 일차 운동피질의 움직임을 조절하는 기능과 함께 수집된 정보를 통합하여 공간적 소재나 신체 부위의 위치 등을 인식하고 운동을 기획하는 통합 중추인 두정엽 또한 발달된 것으로 조사되었다. 

 

뇌의 용적도 현재의 고릴라보다 약 100의 3제곱 cm 더 크다고 알려진 오스트랄로 피테쿠스 류는 총 6종류가 발견되었는데 숲과 나무 에서의 생활을 그만두고 수목이 없는 아프리카의 남부지역의 사막에서 생활하며 손을 사용하여 식물성 먹이를 채취 하기도 하고 작은 동물은 포획하는 등 원숭이 나 유제류를 잡아서 먹기까지 그 식성은 잡식성이라고 보고 있다. 

 

1970년대에 이르러 오스트랄로 피테쿠스 가 현생인류의 직접적인 조상인 선행인류라는 점에 대한 여러 가지 논쟁이 시작되었는데 주된 주장으로는 당시 다양한 원시 인류의 해부학적 표본들과 오스트랄로 피테쿠스를 비교해 보면 현생 인류가 속한 호모 속 과는 다른 속으로 분류가 되어야 한다는 주장이 나오기 시작했고 호모 속과 오스트랄로 피테쿠스 는 각자 독립적 진화를 하였으므로 직접적 조상이라고 할 수 없다는 의견도 있었으나 1970년대 후반부터 수많은 과학자 들이 인류의 직접적인 조상이라는 더 많은 근거를 내세우며 재 비판 하는 등 논쟁의 열기가 뜨거워졌 고 결국 논쟁이 시작된 지 10년이 지난 1980년 이후에는 모든 논쟁은 사라지고 다양한 증거 들이 총합되어 오스트랄로 피테쿠스는 호모 속의 직접적인 조상임이 밝혀졌으며 1985년에 이루어진 dna 분석 등 다양한 연구를 통해 인류의 진화에 있어 일찍 갈라져 나온 인류와도 직접적인 관련이 있는 것으로 받아들 여지게 되었다. 

 

대표적인 화석 중 하나인 루시의 앞발 혹은 손에는 앞서 나타난 인류의 직계 조상들의 주먹 보행의 흔적이 남아있지만 루시 자체는 명백한 직립보행을 하였음을 보여주며 이는 인류의 직계 계통에 대한 단서 를 제공하고 보다 정확하게는 오스트랄로 피테쿠스 세디바 종으로 분류되는 루시의 화석이 2010년 남아프리카 공화국에서 학계를 통해 오스트랄로피테쿠스 속에 속하는 인류 화석으로 발표되면서부터 dna 분석을 통하여 인류와의 상관관계 를 추적할 수 있는 중요한 단서 중 하나가 되었다. 

 

해당 화석은 178만 년에서 195만 년 전으로 추정되는 20대 후반이나 30대 초반의 여성의 미토콘드리아 dna 정보를 보유하고 있었는데 미토콘드리아 dna는 주로 집단 유전학에서 이용되며 해당 dna 유전자는 유전자 재조합이 거의 없기 때문에 진화 생물학을 연구하는 과학자 들에게 유용한 자료를 제공해 주 며 거의 모계로부터 유전되기 때문에 다른 개체 간의 미토콘드리아 dna의 관계를 통한 dna의 유형 분석으로 집단의 진화 역사를 추론해 볼 수 있다는 이점이 있어 최초의 여성 인류를 추적할 수 있었다. 

 

기존의 아프리카 기원설에서 루시 화석 발견 이전의 인류 최초의 여성 조상인 미토콘드리아 이브의 추적과 네안데르탈인 연구에 활용되었던 방법이다. 

 

이 추적 과정을 통해 인류의 아프리카 기원설을 뒷받침하는 중요한 근거 되었는데 잠시 모계 유전을 간단히 설명하자면 미토콘드리아는 세포의 에너지 요구에 반응하여 dna를 복제하고 분열시키며 이때 미토콘드리아의 유전자는 세포 핵이 분열하는 과정에서 유전자 와 같이 유전 정보를 남기는 방법으로 유전 되지 않고 미토콘드리아 자체적인 유전물질을 가지고 있으며 자체적인 rna와 단백질을 만들 수 있는 것으로 알려져 있다. 

 

이 특징은 정자에 의한 난자의 수정 에서 난자의 핵과 정자의 핵이 동등하게 수정란의 세포핵 유전 에 기여하는 경우와는 반대로 미토콘드리아는 난자의 것만 유전 이 되며 이때 난자에 수정되는 정자는 단 1개뿐이기 때문에 정자의 미토콘드리아는 편모를 사용하여 움직이는 것에 에너지를 모두 사용하게 되고 난자 에 들어오게 되면 정자의 미토콘드리아는 이내 파괴 된다. 반면 난자 자체는 정자에 비해 상대적으로 적은 미토콘드리아를 지니고 있지만 살아남아서 분열을 계속하여 성체의 세포에도 존재하게 되는 것을 이유로 거의 대부분 모계 유전을 하게 되는 것이 원리이다. 

 

참고로 미토콘드리아 dna의 모계 유전은 동물을 포함한 대부분 세포가 막으로 싸인 핵을 지닌 진핵생물에서 볼 수 있으며 부계 유전을 하는 경우는 식물에 해당하는 침엽수 등에서만 흔한 현상으로 보이고 인간의 경우는 아주 희박한 확률로 부계 유전이 일어난다고 밝혀졌다 . 지금까지 알아본 오스트랄로 피테쿠스 라는 선행인류가 현생 인류인 호모 사피엔스의 유일한 기원으로 후대 자손들이 세계 각 지역으로 이주하며 인구 가 전파되었다는 학설인 아프리카 기원설이 현재로서는 가장 널리 받아들여지고 있는 이론적 모델인 반면 오스트랄로 피테쿠스 이후 다시 호모 에렉투스라는 호모 사피엔스 의 직계 조상으로 알려진 화석 인류를 비롯하여 각 지역의 고인류들이 제각각 진화해 나갔다는 다지역 기원설과는 대립되며 현생 인류의 기원설이 크게 두 가지 형태로 발전되었으나 여러 유전학적 자료가 뒷받침되었던 아프리카 기원설이 현재로서는 가장 일반적인 가설 로 지지 받으며 탈아프리카 이론 아프리카 단일 기원설 또는 단일 기원설 등으로 불리고 있다.  

 

다만 이처럼 학계에도 호모 사피 엔스로 분류되는 현생 인류의 시초가 아프리카였 을 것이라는 추측은 많이 알려진 사실이지만 아프리카의 어느 지역에서 최초의 인류가 등장하여 오늘날의 인구분포로 이어진 수준 까지 이주가 가능했었던 원인은 최근까지도 밝혀지지 않은 채 많은 논란의 대상이었으나 2019년 네이처지에 실렸던 현생 인류의 기원에 관해 과거의 지구 지질학적 데이터를 기반으로 한 기후학을 유전자 학과 연관 지어 조사한 연구가 주목받게 되면서 그동안의 논란이 어느 정도 해소 된 연구 발표 사례도 있었다. 

 

이 연구에서는 50만 년 전부터 지구 상에서 가장 오래된 인간 사회를 이뤘던 곳을 오늘날 세계에서 가장 긴 모래지역인 아프리카 대륙 남서부의 사막지 대로 형성된 칼라하리 지역을 현생 인류 역사의 시작점으로 추측하였고 연구 끝에 2만년의 주기로 발생하는 지구의 자전축 변화가 13만 년 전 다시 흔들리며 발생한 기온 상승과 강수량 증가 등 기후 변화로 인해 녹지가 조성된 일명 녹지 통로를 따라 최초 이동을 시작하였던 것으로 추적되었다. 

 

이로써 초기 인류는 과거 남아프리카 지역에서 벗어나 현재의 아프리카 북동쪽에 위치 하고 있는 잠비아와 탄자니아 지역으로 이주 를 시작했다는 결론 얻었고 세계 각지로 뻗어나간 현생 인류의 정확한 발상지와 이주 원인을 유전학적으로 인정받고 있는 방법으로 증명하기 위해서 이번 연구에서도 미토콘드리아 dna 분석 법이 사용되었다. 

 

현재 학계에서는 고인류의 공통 어머니인 루시의 발견 이후에도 호모 사피엔스 바로 전단계에 속하는 신인류의 시초를 찾기 위해 미토콘드리아 이브에 대한 추적 을 이어가고 있는 것으로 밝혔는데 유전자적인 구분을 위해 미토콘드리아 dna의 체계를 인류 미토콘드리아 dna 하플로그룹 이라고 하는 l0 그룹과 분화된 하위 그룹 l1에서 l6까지의 그룹으로 나누고 현재까지 가장 최근의 신인류의 공통의 어머니인 미토콘드리아 이브의 혈통을 l0 의 그룹만으로 인정하고 있다. 그리고 오늘날까지 l0 혈통이 이어 져 오고 있던 아프리카 남부 일부 지역에서 생존 중인 198명의 후손들을 새롭게 찾아내 더욱 정밀한 유전자 계통 지도를 완성시켰고 인류의 공통 조상이 생존했던 시기 에 대한 기존 연구를 약 17만 년에서 15만 년 전으로 추정 한 것보다 더 빠른 시기인 20만 년 전이라는 보다 신빙성 있는 결과를 얻는 것을 시작으로 이후에도 지속적인 초기 인류의 이주 역사 추적에 박차를 가해 인류 역사의 수수께끼를 풀어나 갈 것이라고 밝혔다.

 

오랜 진화 단계상 현생인류의 직계 조상이라고 추측되고 있는 오스트랄로 피테쿠스가 처음 출현 했던 약 500만 년 전의 유전적 분화 이후에 아프리카 기원설에서 언급된 현생인류가 이주를 시작한 계기 에 대해서 앞선 설명과 같이 기후학과 연관 짓는 학자도 등장하면서 오스트랄로 피테쿠스가 500만 년 에서 50만 년 전이라는 기나긴 시간 동안 이루어낸 일반적인 자연선택을 통한 진화 이후 학계에서 일반적으로 이야기하는 기원전 50만 년 전 이후에 나타난 구인류가 아프리카 대륙을 떠나 이주하기 시작했던 약 13만 년 전까지의 기간 중에서 는 쉽게 이해할 수 없는 진화의 시기가 존재하며 300만 년 전까지 번성했다고 추측되는 선행 인류 오스트랄로 피테쿠스 에서 현생인류인 호모 사피엔스로 종이 분화되는 과정 중 최초의 현 생인류의 탄생이라고 추측되는 약 250만 년 전 최초의 호모 종이 탄생하기까지 걸린 50만 년 사이에 오스트랄로 피테쿠스와 최초의 호모 종으로 추측하고 있는 호모 하빌리스와 호모 루돌펜시스 를 유전적으로 비교했을 때 갑자기 뇌 용량이 수백 ml 늘어나 기도 하고 턱의 크기가 줄었으며 상당 부분 현생인류의 모습에 흡 사해진 이유에 대해서 중간 화석으로는 추적할 수 없는 진화의 공백이 존재하고 공백 기간이 50만 년이라는 단기간 에 비해 폭발적 진화가 이루어졌다 주장하는 학자들이 등장하고 있는데 일각에서는 추적이 불가한 공백 기 또는 중간 화석의 부재를 두고 인류 진화의 잃어버린 고리 미싱 링크라고 부르는 경우도 있다.

 

미싱 링크란 생물이 원래의 종에서 다른 종으로 분화 혹은 진화할 때의 중간 과정이나 진화 직전인 과도기적 단계를 뚜렷하게 보여주는 화석을 중간 단계 화석이라고 말하는데 예를 들어 일반적으로 조류는 공룡 에서 진화했다는 주장으로 그 중간쯤으로 짐작되는 시조새 의 화석이 공룡과 조류의 중간인 과거와 현재 사이의 미싱 링크가 될 수 있다는 뜻이며 이러한 화석 중에서도 아직 발견 되지 못한 것들을 일컬어 미싱 링크라고 부르고 있다.

 

아주 오랜 과거 생물의 모습이 오늘날 생물들의 모습과는 큰 차이점을 보이지만 오랜 과거와 현재 사이를 완충해 줄 징검다리 역할을 하는 생물 화석 의 연구를 통해 생물의 진화에 대한 과학적인 추정 이 어느 정도 가능하다고 보고 이 때문에 진화학에서 이러한 미싱 링크를 찾는 일이 생물의 진화 과정을 실증해 주는 가장 확실하고도 매우 중요한 증거자료로 여겨지고 있는 실정이며 찰스 다윈의 종의 기원에서도 미싱 링크에 해당하는 개념이 언급되었던 부분이 존재하는 것으로 알려져 있다. 찰스 다윈에 의해서 진화론이 발표 되었던 당시에는 오늘날보다 더 진화론을 거부하는 사람들이 많았고 미싱 링크에 해당하는 설명으로 인해 오히려 진화론보다는 창조론이 옳다는 반박의 자료로 쓰이기도 했으나 진화론을 지지하는 사람들은 중간 화석의 부재가 진화론을 반증하는 증거가 될 수 없다는 입장을 밝히며 창조론 지지자들과의 논쟁을 벌 이기 시작했던 시대이기도 했다. 오늘날에는 잃어버린 고리라는 것이 비과학적인 용어이며 일각에서는 대중 과학과 미디어 에 의해 새로 만들어진 개념으로 일부 생물학자들에게는 호의적 이지 않다는 의견도 뒤따르고 있다.

 

다시 선행 인류인 오스트랄로 피테쿠스 에서 구인류로까지 그리고 구인류에서 신인류로 진화하는 과정에서 보이는 급격하면서도 진화 학적으로 설명 이 잘되지 않는 진화 과정을 보이고 있는 화석인류가 몇 차례 존재하는데 학계에서 생각했던 인간 진화의 미싱 링크라고 여겨지는 유명한 화석이 몇 가지 있는 것은 사실이다. 그 몇 가지 사례를 소개하자면 첫 번째로 발견된 미싱 링크로는 1891년에 자바 섬에서 발견되어 자바 인 화석으로 불리기도 한 앞서 등장한 초기 인간 호모 에 렉투스의 화석이다. 인간과 유인원 사이에 잃어버린 고리를 채울 수 있을 정도로 과도기적인 진화 형태라고 주장 했지만 유인원에 가까운 턱의 구조에 유인원 보다는 더 큰 뇌를 갖고 있어 그 분류를 위한 논쟁에서 인간으로 분류하는 것에 대해 학계 일부는 유인원으로 다른 일부 는 현대인으로 일축했으나 많은 과학자들은 자바인을 현대 인과 전혀 관련이 없는 진화사슬상의 원시적인 측면 분기 로 간주한다는 의견도 있다.

 

두 번째 사례는 1912년 영국에서 발견된 한 세트의 뼈가 발견되어 한동안 유인원과 인간 사이의 잃어버린 고리로 생각되었으나 오랑우탄의 일부 이빨과 일반적인 크기보다 작은 현대인의 뇌를 의도적으로 결합한 사기 사건으로 판명되었다. 세 번째 발견은 앞서 소개된 인류의 공통 어머니로 알려진 루시로 1974년 에티오피아에서 발견된 것이 가장 잘 알려진 사실인데 이외에도 인류 진화의 잃어버린 고리를 찾기 위한 노력이 이어져 다양한 발굴 사례가 나오기도 했다. 하지만 아직까지도 오늘날의 인구 가 폭발적으로 증가하여 60억 인구수를 돌파하고 머지않아 80억 인구에 도달할 만큼 지구의 기후변화와 환경에도 막 대한 영향을 미치는 종인 호모 사피엔스 종의 신인류로 진화하는 과정에서 어떻게 폭발적인 진화를 이룰 수 있었는지에 대해서는 많은 부분이 의문점으로 남아있는 실정이다.

 

이 부분 역시 인간 세포의 미토콘드리아 유전자의 분석과 추적을 통해 현존하는 78억 인류의 공통 조상 을 약 20만 년 전 동아프리카의 사바나 지역에 살던 한 여성에서 기원했다는 연구가 1987년 네이처지에 논문이 발표되면 서 현생인류 기원에 대한 신기원을 열었다고 평가되는 것은 사실이지 만 구인류와 신인류 사이의 잃어버린 고리를 명확하게 말할 정도의 증거자료가 되기 위해서는 더 많은 정보를 필요로 하고 있으며 인류의 시초가 20만 년 전 아프리카 가 기원이라고 설명하는 이론에서는 인류의 시초가 되는 여성은 단 한 명이 아닌 여러 명이 있었을 것으로 추측하고 있는데 단지 그들의 모든 유전자가 현재 인류의 dna까지 전달되지 않았을 뿐 신인류로의 진화를 이룬 호모 사피엔스 종은 자연에 적응하여 자연선택에 유리하게 진화하였 고 그 유전자가 오늘날까지 이어 져 오늘날까지도 진화하고 있는 것 일 수도 있다고 주장했다. 이를 두고 학계에서는 여러 연구 에 의해 아직 알려지지 않은 다른 구인류 종과의 혼혈도 있었 을 것으로 추정하고 있는데 이를 뒷받침하는 근거로는 현재 유라시아인의 게놈 중에는 14%를 네안데르탈인의 유전자가 차지하고 있으며 2008년 러시아 시베리아의 알타이 산맥에 위치한 데니소바 동굴에서 약 4만 1천 년 전으로 추측하고 있는 데니소바인의 화석이 발견되면 서 약 8만 년 전부터 3 4만 년 전 현생인류 및 네안데르탈인 호모 플로렌시스 등과 함께 별도로 생존했던 고생인류의 dna 가 현재까지도 오스트레일리아 원주민인 멜라 네시아인의 게놈 중에서 46% 정도의 유전자를 물려받은 것으로 확인이 되었는데 데니소바인으로 불리는 화석의 dna에서는 네안데르탈인이나 현생인류의 속하는 dna 정보가 없는데도 현생인류에는 데니소바인의 유전 정보가 섞여 있다는 것에 대해 현생인류의 유전자적 혼혈에 대한 가설을 생각할 수밖에 없지만 이 역시 남아있는 dna의 양이 매우 적고 그 상태 또한 얼마나 변질된 상태 인지 모르기 때문에 크게 의미 있는 이야기를 하기에는 너무 이르다고 할 수 있다.

 

그 밖에도 아시아 지역에서도 데니 소바인의 유전자를 가진 경우가 발견되면서 현 인류의 유전자에는 여러 가지 유전정보가 섞여 있는 것으로 학계는 보고 있는데 유전학자들이 말하는 전 세계 모든 인종은 유전적인 공통점이 90%나 일치한다는 것은 인종에 관한 기존의 통념이 무의미하며 신인류의 시초로 여겨지는 인류의 공통 조상 미토콘드리아 이브도 이처럼 혼종에서 비롯된 진화의 결과로 보고 있다는 입장이다. 원인에서 현생인류로 분화하게 된 약 800만 년 전의 시기부터 다양한 종이 진화하거나 멸종하는 과정이 수없이 이루어졌고 이 과정에서 여러 현생인류의 dna 가 복합적으로 얽혀있다는 것 현재로서는 그것을 바탕으로 학 계에서 추론하는 옛 인류 즉 현생인류인 호모 사피엔스의 바로 직계 조상으로 생각되거나 고인류와 신인류의 중간 종에 대한 추적에 노력을 기울이고 있다.

 

하지만 학계의 고인류 추적 과정 인 진화인류학은 국가별 연구 단체 등 다양한 연구 방법에 따라 시기적 유전적 해석에 의해 종의 종류와 의견들이 매우 세분화되기도 하며 오히려 새로운 발견에 의해 기존 주장들이 반박되거나 추적 과정이 더 복잡해지기도 하고 인간 진화에 중요한 시기를 인간 화석만으로 명확하게 하기에는 난해한 연구라는 목소리도 많이 나오고 있는 실정이나 관련 학계는 구인류와 신인류 사이에 분명히 존재할 유전적 연관성에 대한 확신을 가지고 연구를 이어가고 있는 상태다.

 

인류학의 한 가지인 진화인류학 을 통해 인간 기원과 진화를 연구 해 인간에 관한 모든 것을 규명하기 위해서 노력하는 모습을 보고 오늘날까지도 명확하게 밝혀지지 않은 상태를 일컬어 알렉산드로스 대왕의 전설에 등장하는 이야기 중 하나인 매우 풀기 어려운 문제라는 뜻의 고르디우스의 매듭으로 비교하는 일부 학자도 더러 있는 것으로 이야기되고 있는데 이는 인류 그 종의 기원을 추적 하기에는 고대의 지각층에서 얻을 수 있는 화석 등 관련 정보를 얻는 것이 한정되어 있고 고대 지각에 유전학적 가치가 있는 화석이 있다고 가정해도 어쩌면 대규모의 지각변동이 있기 전까지는 인류가 인위적으로 얻을 수 없는 정보이고 그 정도의 지각변동이 있을 경우에는 유전학의 발전을 도모하기보다는 인류의 생존을 위해 보다 집중해야 할지도 모른다는 상상 을 할 수 있겠다.

 

이런 어려운 연구 난이도로 인해 일각에서는 인류 진화에 대한 색다른 주장이 나오기도 했는데 지구에 생명이 탄생하여 지적 생명체 로 거듭나는 과정과 그것이 다시 인류의 탄생으로 이어지는 사건이 일어날 확률은 전 우주적으로도 굉장히 드문 사건 이라는 점에서부터 이어져 지구의 생명 탄생사와 진화에 대해 연구를 했던 영국 옥스퍼드대 연구진의 주장 에 따르면 지구에서 생명이 탄생하여 지적 생명체로 진화한 것과 같이 지구에서 일어난 생명 탄생의 진화 과정을 다시 시작할 수는 없지만 생명 탄생 이후 지적 생명체가 탄생 하기까지 일어난 다양한 사건의 발생 확률도 알기 어렵다는 점에 비해서 진화 사건이 일어나는 시기와 빈도 를 조사하는 것으로 어느 정도 확률을 추정할 수 있다고 보며 생명이 탄생한 이후에도 약 10억 년 이후에 탄생한 단세포 생명체 가 다세포 생명체로 진화하는 것보다 도 훨씬 이전단계인 원핵생물에서 dna를 보호하는 막을 가진 진핵생물 로 진화가 이루어질 확률이 더 희박하다는 점을 증명하기 위해 지금까지의 진화를 관측하여 그 현상을 확률적으로 추정하는 추론법을 사용하였으며 그 밖의 유전자 코딩 원핵생물에서 진핵생물의 진화 유생생식 등 진화 과정에서 일어나는 다양한 가능성에 대해 분석하였고 이에 따라 진화에서 중요한 각 사건 이 완료되기까지는 지구 수명의 몇 배가 될 수도 있다는 결론이 나왔다고 밝혔다.

 

이 연구결과는 논리적이지만 과학적 이라고는 할 수 없는 일명 페르미의 역설을 들며 오히려 일각에서는 반대로 지구의 생명 진화에 대한 외부의 개입에 대해 간접적으로 생각할 수 있다는 연구 로 여겨지기도 하는데 페르미의 역설이란 노벨 물리학 상을 수상했던 이탈리아의 천재 물리학자였던 엔리코 페르미가 외계의 지적 생명체의 존재 여부를 두고 단순하게 던진 질문이 현재까지도 많은 과학자들을 논리적으로 괴롭히고 있는 내용으로 우주의 엄청난 크기와 나이를 생각하면 그중에서는 지구와 비슷한 행성이 있어야 하고 그중 인류와 같은 지적 생명체 또한 존재해야 하며 그들 중 일부는 지구에 접촉을 시도 했거나 도달해야 한다는 외계인의 존재 가능성에 대한 질문 이었다.

 

이와 관련해 일각에서는 이번 연구 에서 주장하고 있듯이 생명체의 진화 단계 한순간 한순간 이 지금과 같이 단기간에 일어날 수 없는 사건이라고 본다면 최초 유기분자를 탄생시켜 생명체 의 탄생을 유도했던 외부의 무언가에 의한 개입이 있었 을 것이며 다시 생명 진화의 무수한 단계를 거쳐 원인과 인류가 나눠진 약 800만 년 전 그리고 원인과 유전자 사슬에서 분기된 구인류가 신인류로의 급격한 진화를 이룰 수 있었던 것에 대해 또 한 번 개입했기 때문에 아직까지 과학계에서 발견하지 못한 잃어버린 고리 미싱 링크에 대한 해답을 찾기 위해 인류가 알고 있는 수준의 과학으로 는 그 연관성을 알 수 없고 과학을 넘어선 비과학의 영역에서 비롯되었던 연결점이 끊어질 수밖에 없었던 외부적 요인이 있지 않을까라는 물음을 던지는 경우도 간혹 보이고 있다. 다만 현재 학계에서 추정하는 구인 류에서 신인류로의 진화는 인류가 어느 순간에 갑자기 진화 하여 지금에 이른 것이 아닌 한 종에서 다양한 종으로 나뉘고 긴 시간 동안 가장 마지막에 나뉜 호모 사피엔스 종이 자연에 가장 잘 적응했고 자연선택에서 승리한 종으로 남 게 된 것이라는 의견이 대다수이다.

 

이러한 사실로 비추어 볼 때 약 30만 년 전에 아프리카 남단의 해안에서 최초로 지구상에 등장하게 된 호모 사피엔스는 환경에 걸맞게 진화했고 진화론에서 이야기하는 자연선택에 의해 살아남은 종으로 써 인류 문화학적으로는 백인 흑인 등 인종이라는 구분이 존재하지만 생물종이 아닌 유전형질이 조금 다른 것에 불과 하기 때문에 생물학적인 차이는 없고 지구상의 모든 사람은 같은 종에 속하므로 어떠한 혼혈도 문제없이 성립되며 사람들을 종으로 나누는 인종차별과 우생학에 대해 일각 에서는 과학적으로 틀린 이론이라고 주장하는 목소리 도 있다.

 

실제로 사람의 유전적 다양성은 멸종 위기종인 고릴라보다 훨씬 적고 유전적으로 비슷한 침팬지 와 비교했을 때도 다양성이 4배 정도 적은데 일각 에서는 이 이유에 대해 한 가지 가설로 생각되는 것이 바로 지구에 있었던 빙하기가 원인일 것으로 추측하고 있다. 약 10만 년 전 수천 년간 이어진 빙하기의 여파로 전 지구로 이주했던 호모 사피엔스 가 몰살되었으며 유일하게 아프리카의 최남단 해안 에 남아있던 약 1만 명 이하 규모의 집단만이 생존하여 이들이 현재 인구수 약 80억에 달하는 인류의 시조가 되었을 것이라는 추측을 통해 생각해 보면 인류 집단 사이에서 발병한 전염병이 다른 인류 집단에게 매우 쉽게 전염 된다는 것은 그점을 지지하는 한 가지이며 서로 다른 지역에서 발병한 바이러스 질환도 전 세계의 모든 인종을 감염시킬 수 있다는 단점을 가지게 된 이유 중에 하나로 추측된다는 의견 도 나오고 있다.

 

그럼에도 불구하고 인류는 멸종 보다 개체 수가 점점 더 증가하는 추세를 유지하게 되었고 그로 인해 미래의 식량난 등 몇 가지 문제점이 부각되기도 하였으나 한편으로는 출산율의 저하가 엄청난 증가세로 치솟고 있기 때문에 어느 시점에서는 인구수가 늘지도 줄지도 않는 평행 상태를 돌파하여 평행 상태 깨짐이 발생하게 되면 인구 증가에서 감소 추세로 돌아 설 것이라는 인구통계학 분야의 일부 전문가 들의 의견도 나오고 있다.

 

지금까지 지구의 탄생에서부터 시작된 46억 년의 생명의 역사를 알아보았다 . 생명은 먼 과거로부터 지금까지 생명활동을 이어오는 과정에서 자연선택을 통한 우연과 확률에 의한 생존경쟁을 견뎌왔고 인류 문명은 다시 생존경쟁에서 우위를 차지하기 위해 의도적으로 진화를 추구하거나 생존의지로 포장된 과학이라는 기술을 이용해 생명을 이어갈 방법을 찾아내려 할 것이라는 우려도 있다.

 

그러나 언젠가는 그 답을 찾아 생명의 최대 과제로 남아 있던 죽음을 정복할 날이 실제로 올지도 모르지만 사람의 목숨이 모든 재물 중에서 가장 으뜸가는 재물이라는 누군가 의 이야기처럼 모든 것 중 생명이 가장 중요하게 여겨지는 이유에 대해서 아직까지도 생명이라는 기회는 오직 한번뿐이라는 점에 기인할 것이고 그로 인해 다행히도 대다수의 사람들은 생명을 귀중하게 여기고 있다.

 

이 단 한 번의 기회를 받은 모든 생명이 꿈꾸는 영생을 위해 자신만의 방식으로 삶을 살며 다양한 문학 작품을 남기고 적어도 인류사에서만은 영원불멸 로 남게될 영국의 유명 작가이자 변호사로 활동했던 제임스 보즈웰이 남긴 명언을 끝으로 생명 탄생의 비밀 인간은 어디서 왔는가에 대한 이야기를 마친다. 문제는 어떻게 죽느냐가 아니고 어떻게 사느냐이다. 죽음 자체는 중요하지 않다. 그것은 한순간의 일이다. -제임스