4만년 전 멸종된 네안데르탈인, 자외선 차단제 썼다면 살았다?

'라샹 사건'으로 기후변화·자외선 폭증
현생 인류, 자외선 차단할 수 있어 생존

현생 인류의 직계 조상인 호모 사피엔스는 7만년 전부터 아프리카에서 유라시아 대륙으로 이주했다. 유라시아엔 먼저 정착한 인류들이 있었다. 인류의 사촌들인 네안데르탈인과 데니소바인이다. 두 고생 인류는 약 4만년 전 멸종하기 전까지 호모 사피엔스와 3~4만년 공존했다. 특히 네안데르탈인은 아프리카를 떠나 40만년 전 유라시아에 정착했다. 데니소바인은 2008년 뼈가 처음 발견된 시베리아의 동굴 이름을 딴 고생 인류로, 35만 년 전 네안데르탈인에게서 갈라져 아시아에 퍼졌던 인류로 추정된다.

호모 사피엔스와 네안데르탈인의 모습의 조형물. Natural History Museum.

그러던 4만1000년 전, 마지막 빙하기가 끝날 무렵부터 지구 표면에 쏟아지는 자외선과 우주 방사선이 갑자기 폭증했다. 그로부터 1000년 후 네안데르탈인(호모 네안데르탈렌시스)은 자취를 감추고 멸종했다. 현생 인류인 호모 사피엔스는 살아남아 번성했다. 이들의 운명이 엇갈린 데에는 수많은 요인과 가설이 있다. 이 가운데 한 가지 요인으로 자외선 차단에 힘썼는지 여부가 상당히 큰 영향을 줬을 것이라는 연구 결과가 나와 흥미를 끈다.

7일 연합뉴스는 워싱턴포스트(WP)의 보도를 인용해 "인간(호모 사피엔스) 생존의 열쇠 중 하나가 자외선 차단제와 맞춤옷이었을 가능성이 있다"며 과학 학술지 '사이언스 어드밴시스'에 실린 논문의 내용을 소개했다. '4만 1000년 전 오로라의 방황'이라는 이 논문의 연구진은 지금으로부터 약 4만1000년 전에 시작돼 3만 9000년 전에 끝난 '라샹 지자기 회유'(Laschamps geomagnetic excursion)라는 사건에 따른 지역별 지구자기장 변화를 연구했다.

지구자기장은 지구의 외핵에 있는 고온 고압 액체 상태의 철과 니켈이 대류를 일으키면서 전류를 발생시켜 형성되는 자기장이다. 지구 역사상 지구자기장의 방향이 평상시와 달라지고 강도가 약해지는 '지자기 회유'가 대략 수천 년에 한 번꼴로 발생했다. 방향이 완전히 역전돼 남극과 북극의 자성이 뒤바뀌는 '지자기 역전'(geomagnetic reversal)도 최근 8300만년간 최소 183차례 있었다. 지자기 회유 중 가장 최근에 발생한 사건이 약 2000년에 걸쳐 지속된 '라샹 지자기 회유' 혹은 '라샹 사건'이다.

동굴 거주와 맞춤옷이 생존에 유효

약 7만년 전 유라시아 대륙으로 이주한 현생 인류는 한동안 네안데르탈인과 공존했다. 그러나 라샹 사건 기간 도중인 약 4만년 전에 네안데르탈인이 멸종하면서 현생 인류만 남는 '인류집단 교체' 현상이 일어났다. 지난 4월 중순 논문 발표 당시 낸 미시간대 보도자료에서 연구자들은 라샹 사건 기간에 지구 자기장 세기가 현재의 10분의 1 수준에 불과할 정도로 대폭 감소했다고 설명했다. 또 그에 따라 양 극지방뿐만 아니라 유럽 전역과 북아프리카에서도 오로라(극광)가 보이는 등 엄청난 기후변화가 있었고, 차단막 역할을 하는 지구자기장이 약해지면서 우주 방사선과 자외선이 지표면에 강하게 쏟아졌다.

동굴에 거주하고 황토를 이용한 '선 스크린'(sun screen)을 피부에 바르는 것이 대표적인 자외선 차단하는 생존 기술이었다. 동굴에 살면 당연히 자외선이나 우주 방사선을 차단하는 데 유리하며, 산화철이 함유된 황토를 피부에 발라도 햇빛을 차단하는 피부 보호 효과가 있다. Forward Pathway

논문 저자들은 라샹 사건으로 지구 자기장이 약해지고 자외선과 우주 방사선의 강도가 높아지는 등 영향은 위도 40도까지의 남반구 및 북반구 지역에서 특히 심했을 것이라 추정했다. 이 지역은 네안데르탈인과 현생 인류가 공존하다가 '인류집단 교체'가 발생한 스페인 포함 유럽이 다수 포함돼 있다. 같은 기간에 이 지역에서는 네안데르탈인뿐만 아니라 다른 생물 종들의 멸종 사례도 빈발했다. 인류집단 교체와 더불어 호모 사피엔스는 당시 이용할 수 있던 기술을 활용해 생활 패턴을 바꾸고 햇빛과 자외선을 차단하는 경우도 늘어났다.

동굴에 거주하고 황토를 이용한 '선 스크린'(sun screen)을 피부에 바르는 것이 대표적인 자외선 차단하는 생존 기술이었다. 동굴에 살면 당연히 자외선이나 우주 방사선을 차단하는 데 유리하며, 산화철이 함유된 황토를 피부에 발라도 햇빛을 차단하는 피부 보호 효과가 있다. 논문 공저자인 미시간대 인류학과 레이븐 가비 교수는 또 이런 지역들에서 현생 인류가 송곳과 바늘을 이용해 체형에 맞춘 '맞춤옷'을 입는 경우가 늘어났다고 설명했다. 이는 추위나 외부 충격, 더위뿐만 아니라 햇빛이나 우주 방사선이나 자외선으로부터 인체를 보호하는 효과를 냈을 것으로 추정된다. 가비 교수는 이런 분석이 인과관계가 아니라 상관관계 분석이며 기존 분석을 모아 분석한 일종의 메타분석이라는 한계가 있다고 지적하면서도 "이런 데이터들을 라샹 회유에 비춰서 보는 것은 신선한 관점이라고 생각한다"고 말했다.

뇌 효소 유전자, 현생인류 운명 갈랐다는 연구 결과도 있어

앞선 연구 외에도 최근 일본 오키나와과학기술대학원과 독일 막스플랑크진화인류학연구소 공동연구진은 뇌 기능에 관여하는 효소 유전자에서 현생 인류를 두 고생 인류와 뚜렷이 구분하는 2개의 변이를 발견해 미국립과학원회보(PNAS)에 발표했다. 연구진은 이 작은 변화가 앞선 두 고생 인류에 비해 운명을 바꿨을 것이라고 추정했다.

연구진이 우선 주목한 것은 뇌 기능에 영향을 미치는 아데닐로숙신산 분해효소(ADSL)에서 일어난 작은 변화였다. 이 효소는 DNA, RNA를 포함한 생체 분자의 기본 구성 요소인 푸린의 합성에 관여하는 단백질이다. DNA와 RNA를 구성하는 네 가지 염기 중 아데닌과 구아닌이 푸린 계열이다.

특히, 연구진은 ADSL 단백질의 429번째 아미노산이 네안데르탈인, 데니소바인에게서는 '알라닌'이었으나 현대 인류에게서는 '발린'으로 바뀌었다는 점에 주목했다. 연구진은 아미노산 치환이 행동에 어떤 영향을 미치는지 확인하기 위해 시청각 신호에 맞춰 생쥐에게 물을 주는 실험했다. 그 결과 아미노산이 치환된 암컷 생쥐는 목이 마를 때 다른 생쥐보다 물을 더 자주 마시는 것으로 나타났다. 이는 효소의 활성이 줄어들 경우 부족한 자원을 얻으려는 욕구와 행동이 더 강해진다는 걸 시사하는 것으로 연구진은 해석했다. 연구진은 이를 근거로 "아미노산 치환이 두 고인류에 비해 진화적 이점을 제공했을 가능성이 있다"고 밝혔다.

방제일 기자 zeilism@asiae.co.kr