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[바이오토픽] 호미닌 정의의 딜레마: 두발보행은 언제 진화했나?
생명과학 양병찬 (2019-11-07 10:01)

나무에 살았지만 뒷다리로 섰던 유인원이 새로 발견됨에 따라, 두발보행은 지금껏 생각했던 것보다 수백만 년 전 등장했다는 가설이 제기되었다.

나무에 살았던 것으로 추정되는 두발동물

나무에 살았던 것으로 추정되는 두발동물(참고 7): 루다피테쿠스 훙가리쿠스(Rudapithecus hungaricus) / @ 미주리 대학교

고(古)유인원의 화석화된 유골이 새로 발견됨에 따라, 두발보행은 최초의 인류가 나타나기 수백만 년 전 진화했다는 가설이 제기되었다.

이번 발견은 "두발보행은 현생인류의 조상에서 훨씬 나중에 진화했으며, 규칙적인 두발보행에 적합한 골격을 가졌다는 것은 호미닌의 독특한 정의적 특징(defining feature)"이라는 통념에 도전장을 던진다. 그러나 모든 연구자들이 새로운 가설에 동의하는 것은 아니며, 새로 발견된 유인원이 유인원의 계통수에서 어느 부분에 속하는지는 아직 불분명하다.

11월 6일 《Nature》에 실린 논문에 따르면(참고 1), 새로 발견된 유인원은 다누비우스 구겐모시(Danuvius guggenmosi)로 명명되었으며, 1,160만 년 전 오늘날의 독일에 살았다. D. guggenmosi는 나무에 매달리기에 적합한 긴팔을 갖고 있었지만, 다리와 척추의 특징을 감안하면 뒷다리로 선 채 이동할 수 있었던 것으로 보인다.

만약 이러한 결론이 과학자들에게 널리 받아들여진다면, 현재 미스터리로 남아있는 '두발보행이 언제 어떻게 진화했는지'를 밝히는 데 희망의 빛을 비출 것으로 보인다. 440만 년 전의 호미닌인 아르디피테쿠스 라미두스(Ardipithecus ramidus; 참고 2)는 두발로 걸었던 게 분명하며(참고 3), 600만 년(참고 4) ~ 700만 년(참고 5) 전에 살았던 종 중 일부에서 두발보행의 단서가 발견된다. 그러나 D. guggenmosi는 "두발보행은 약 700만 년 전 유인원 계통수의 '오늘날의 침팬지와 보노보를 포함하는 가지'에서 '호미닌 가지'가 분지(分枝)한 것보다 수백 만 년 전에 진화했다"는 것을 시사한다.

"문제를 복잡하게 만드는 것은, '습관적인 두발보행' 외에 호미닌을 규정하는 특징이 마땅치 않다는 것이다"라고 이번 연구의 공저자인 독일 튀빙겐 대학교의 마델라이네 뵈메(고인류학)는 말했다. "우리의 논문은 호미닌의 정의를 딜레마에 빠뜨렸다."

나무에 살았던 두발동물

캐나다 토론토 대학교의 데이비드 비건 및 동료들과 함께, 뵈메는 바이에른의 점토 채취장에서 네 마리 이상에 해당하는 D. guggenmosi의 뼈화석을 발견했다. 그 화석에는 허벅지·정강이·아래팔의 뼈는 물론 여러 개의 척추·손·발 뼈가 포함되어있다.

The Danuvius fossils, including bones belonging to at least four individuals, were discovered in a clay pit in Bavaria.

그중에서도 특히, 척추뼈와 다리뼈는 D. guggenmosi가 두 발로 이동했음을 시사한다. 예컨대, 척추 중 일부의 형태는 D. guggenmosi가 '길고 유연한 허리'를 갖고 있었음을 시사하는데, 이러한 허리는 엉덩이 위에서 상반신의 무게를 지탱함으로써 현생인류로 하여금 직립보행을 하면서도 균형을 유지할 수 있게 해주는 특징이다. 또한 D. guggenmosi는 무릎과 발목에 여러 가지 '체중부하 적응'을 보유하고 있었는데, 이는 D. guggenmosi가 전신의 무게를 일상적으로 다리로 떠받쳤음을 시사한다.

그러나 D. guggenmosi의 강력한 팔, 손, 발은 나뭇가지를 움켜쥘 수 있었을 것이므로, 연구팀은 "아마 나무에 살면서 독특하게 이동했을 것"이라고 결론지었다. 즉, '두발로 걷기'와 '나무에 매달리기'를 병행했다는 것인데, 연구팀은 이런 이동방식을 '사지로 기어오르기의 확장판(extended limb clambering)'이라고 불렀다.

Danuvius guggenmosi. Böhme and colleagues instructed the artist Velizar Simeonovski to make an illustration of what this species might have looked like.

"연구팀의 결론은 납득할 만하다"라고 이번 논문의 동료심사자 중 한 명인 뉴햄프셔주 하노버 소재 다트머스 칼리지의 제레미 드실바(인류학)는 말했다. "D. guggenmosi의 화석은 두발보행의 요소를 모두 갖고 있다. 그 유인원은 고인류학계를 뜨겁게 달굴 것이며, 많은 연구자들이 이번 논문에 열광할 것이다."

그러나 다른 연구자들은 이번 연구결과에 아직 납득하지 않는다. "보존된 D. guggenmosi의 척추가 불충분하여, 그 유인원이 길고 유연한 허리를 가졌었다고 확신할 수 없다"라고 뉴욕대학교의 스콧 윌리엄스(고인류학)는 말했다.

"뼈의 형태만 갖고서 유인원의 이동방법을 연구하기는 어렵다"라고 뉴욕에 있는 미국자연사박물관의 세르히오 알메시하(고인류학)는 말했다. 예컨대, 알메시하와 동료들은 작년에 '네발로 걷는 마운틴고릴라의 손놀림이 뜻밖의 다양한 방식으로 진행된다'고 보고했다(참고 6). "단편적이고 기형적인 화석을 다룰 때, 문제는 훨씬 더 복잡해진다"라고 그는 덧붙였다.

두발보행 조상들

이번 논문이 발표되기 몇 주 전, 다른 연구팀(비건 포함)은 루다피테쿠스 훙가리쿠스(Rudapithecus hungaricus)라는 또 다른 유럽의 고유인원의 1,000만 년 전 골반을 기술했다(참고 7). 골반의 특징을 감안할 때, R. hungaricus는 길고 유연한 허리를 가졌던 것으로 보이는데, 이는 그 역시 '나무에 사는 두발동물'에서 진화했음을 시사한다. 또한 "오늘날 주먹으로 걷는 침팬지와 고릴라는 두발보행 조상에서 진화했으며, 현생인류는 D. guggenmosi와 같은 동물로부터 두발보행을 직접 물려받았다"는 가능성을 배제할 수 없다.

그러나 스페인 바르셀로나 소재 카탈루냐 고생물학연구소(Catalan Institute of Palaeontology)의 데이비드 알바(고생물학)는, D. guggenmosi의 이동방식을 우리의 보행방식과 동일시하는 것을 경계한다. 그의 생각에 따르면, "그건 너무 특이적이므로, 지나친 확대해석이 될 수 있다"고 한다. 특히 뵈메 팀이 'D. guggenmosi과 호미닌의 관련 여부 및 방식'을 결정하는 분석을 아직 수행하지 않았음을 감안할 때 더더욱 그렇다.

"D. guggenmosi가 최초의 호미닌보다 훨씬 더 오래됐다고 해서, 우리가 D. guggenmosi의 직계후손이라고 가정하는 것은 현명하지 않다"라고 드실바는 말했다. "그러나 설사 D. guggenmosi가 호미닌의 두발보행 경로의 시발점이 아니었더라도, D. guggenmosi이 발견되었다는 사실 자체는 중요하다. 왜냐하면 그건 '유인원이 한 번 이상 두발보행을 진화시켰음'을 시사하기 때문이다. 그렇다면 D. guggenmosi은 '유인원으로 하여금 두발로 걷게 만든 조건이 무엇인지'에 대한 단서를 제공할 수 있을 것이다."

연구의 하이라이트: 두발보행의 진화(참고 8)

우리가 침팬지(Pan troglodytes)·보노보(Pan paniscus)와의 마지막 공통조상에서 분지(分枝)한 계통수의 가지에서, 우리의 멸종한 호미닌 친척과 우리는 두 발을 이용하여 땅 위에서 규칙적으로 걷는 데 적합한 뼈대를 갖고 있었다.

우리의 초기조상이 두발보행을 진화시킨 과정을 평가하는 방법에는 두 가지가 있다. 하나는 상향식 접근방법이고 다른 하나는 하향식 접근방법이다.

상향식 접근방법은, 현생유인원(보노보·침팬지·고릴라·오랑우탄)이 어떻게 이동하는지를 검토함으로써 조상들의 가능한 운동방식을 추론하는 데 주력한다. 예컨대, 아프리카 유인원—침팬지, 보노보, 고릴라屬(Gorilla)의 고릴라—은 너클보행(knuckle-walking)을 이용하여 나무보다 땅 위에서 빈번히 걷는다. 또한 이들과 오랑우탄속屬(Pongo)의 오랑우탄은 나무에 기어오르기와 현수이동(suspensory locomotion)을 한다.

그러나 잠재적 호미닌인 아르디피테쿠스 라미두스(Ardipithecus ramidus)의 화석은 '현생유인원은 초기 조상들에 비해 상당히 전문화된 이동방식을 진화시켰음'을 시사한다. 따라서 하향식 접근방법은, 우리와 침팬지·보노보의 마지막 공통조상보다 선행하는 고(古)유인원—이를테면, 나콜라피테쿠스속(Nacholapithecus)이나 시바피테쿠스속(Sivapithecus)—의 화석을 검토함으로써 조상들의 가능한 운동방식을 추론하는 데 주력한다. 하지만 고유인원의 화석에서 나온 단서는 해석하기가 어렵다는 문제가 있다.

뵈메 등은 11월 6일 《Nature》에 기고한 논문에서(참고 1), 지금껏 알려지지 않은 다누비우스 구겐모시(Danuvius guggenmosi)라는 고유인원의 화석을 기술했다. 저자들은 두발보행이 진화했음직한 이동방식의 좋은 모델—나무에 살았던 두발동물(tree-dwelling biped)—을 제시했다. 그림에 적힌 분지시점(branch-point timing)은 추정치다.

※ 참고문헌
1. Böhme, M. et al. Nature (2019); https://doi.org/10.1038/s41586-019-1731-0
2. https://science.sciencemag.org/content/326/5949
3. https://doi.org/10.1126%2Fscience.1175831
4. https://doi.org/10.1016%2FS1251-8050%2801%2901529-4
5. https://doi.org/10.1038%2Fnature00879
6. https://doi.org/10.1002%2Fajpa.23404
7. Ward, C. V., Hammond, A. S., Plavcan, J. M. & Begun, D. R. J. Hum. Evol. (2019); https://doi.org/10.1016/j.jhevol.2019.102645
8. https://www.nature.com/articles/d41586-019-03347-0

※ 출처: Nature https://www.nature.com/articles/d41586-019-03418-2

 

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양병찬 (약사, 번역가)
서울대학교 경영학과와 동대학원을 졸업하고, 은행, 증권사, 대기업 기획조정실 등에서 일하다가, 진로를 바꿔 중앙대학교 약학대학을 졸업하고 약사면허를 취득한 이색경력의 소유자다. 현재 서울 구로구에서 거주하며 낮에는 약사로, 밤에는 전문 번역가와 과학 리포터로...
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