국제 연구팀이 사이언스 저널에 발표한 새로운 연구에 따르면 대기 중 이산화탄소 수준의 역사적 변동과 이에 따른 기후 및 식물의 변화가 초기 인류 종의 짝짓기 시기와 장소에 영향을 미치는 중요한 요소였다는 사실이 밝혀졌습니다. 현대인의 세포에는 다른 인간형 종, 특히 네안데르탈인과 희귀한 데니소바인에서 유래한 소량의 DNA가 있습니다.
러시아 데니소바 동굴에서 발견된 네안데르탈인 어머니와 데니소바인 아버지의 딸인 데니소바 11(데니)의 남은 골격 조각 사진. 출처 : 기초과학연구원
2018년 초, 과학자들은 90,000년 전에 살았고 나중에 Danny라는 별명을 얻은 개인을 발견했다고 전 세계에 발표했습니다. 신원 확인 후 그녀의 아버지는 데니소바인이었고 어머니는 네안데르탈인이었다[Slonetal.2018]. 데니소바 동굴에서 발견된 대니와 다른 잡종 개체들은 인간 간의 이종 교배가 흔할 수 있으며 우리 종인 호모 사피엔스에만 국한되지 않을 수 있음을 증명합니다.
인간의 이종교배가 언제 어디서 발생했는지 밝히기 위해 과학자들은 극히 희귀한 화석 표본과 훨씬 더 희귀한 고대 DNA 함량에 대한 고대 게놈 분석에 의존하는 경우가 많습니다. 새로운 사이언스 논문에서 한국과 이탈리아의 기후 전문가와 고인류학자 팀은 다른 접근 방식을 취했습니다. 연구팀은 기존 고인류학적 증거, 유전 데이터, 과거 기후에 대한 슈퍼컴퓨터 시뮬레이션을 사용해 네안데르탈인과 데니소바인이 서로 다른 환경 선호도를 갖고 있음을 발견했습니다. 더 구체적으로 말하면, 데니소바인은 아한대 숲과 심지어 툰드라를 특징으로 하는 추운 환경에 더 적응한 반면, 네안데르탈인 사촌은 온대 숲과 초원을 선호했습니다.
네안데르탈인(빨간색 눈금)과 데니소바인(녹색 눈금)이 선호하는 서식지의 개략도. 중앙아시아와 북유럽의 잠재적 교배 지역은 겹치는 색상과 아기 모양으로 표현됩니다. 출처 : 기초과학연구원
이번 연구의 제1저자이자 기초과학연구원 기후물리학센터(ICCP) 박사후 연구원인 루안 자오양(Jiaoyang Ruan) 박사는 “이것은 그들이 선택한 서식지가 지리적으로 분리되어 있다는 것을 의미한다. 네안데르탈인은 일반적으로 유라시아 남서부를 선호하고 데니소바인은 북동부를 선호한다”고 말했다.
그러나 현실적인 컴퓨터 시뮬레이션에 따르면, 과학자들은 따뜻한 간빙기 동안, 즉 태양 주위의 지구의 궤도가 더 타원형이고 북반구의 여름이 태양에 더 가까웠을 때 유인원의 서식지가 지리적으로 겹치기 시작했다는 사실을 발견했습니다. 이번 연구의 교신저자이자 ICCP 소장이자 부산대 교수인 악셀 티머만 교수는 “네안데르탈인과 데니소바인이 공통 서식지를 공유했다면 두 그룹 사이에 더 많은 만남과 상호작용이 있었을 것이고, 이로써 상호교배 가능성도 높아졌을 것”이라고 덧붙였다.
과거 서식지에 대한 시뮬레이션은 1세대 네안데르탈인/데니소바인 잡종 데니를 기후 상황에 놓을 뿐만 아니라 약 78,000년에서 120,000년 전으로 거슬러 올라가는 다른 알려진 잡종 사건과도 일치합니다. 미래의 고생물학적 재구성은 약 210,000년에서 320,000년 전의 잠재적인 혼성화 간격에 대한 새로운 슈퍼컴퓨터 모델 기반 예측의 견고성을 테스트하는 데 사용될 수 있습니다.
동서 하이브리드 시소의 기후 동인을 더 자세히 파악하기 위해 과학자들은 지난 400,000년 동안 유라시아 식생 패턴의 변화를 면밀히 조사했습니다. 그들은 증가하는 대기 중 이산화탄소 농도와 온화한 간빙기 조건으로 인해 온대 숲이 동쪽으로 중앙 유라시아로 확장되어 네안데르탈인이 데니소바인 땅으로 분산 통로가 만들어졌다는 사실을 발견했습니다. Nguyen 박사는 "빙하기-간빙기 기후 변화는 독특하고 지속적인 인간 사랑 이야기의 무대를 마련한 것 같았으며, 그 유전적 흔적은 오늘날에도 여전히 명확하게 볼 수 있습니다."라고 말했습니다.
연구자들이 연구에서 직면한 주요 과제 중 하나는 데니소바인이 선호했을 기후 조건을 추정하는 것이었습니다. 연구 공동 저자인 이탈리아 나폴리 페데리코 2세 대학의 파스콸레 라이아(Pasquale Raia) 교수는 “매우 희박한 데니소바인 데이터 세트를 처리하기 위해 우리는 인류 종 사이의 알려진 조상 관계를 설명할 수 있는 새로운 통계 도구를 고안해야 했습니다.”라고 말했습니다. "이것은 우리에게 데니소바인이 살았던 곳에 대한 최초의 추정치를 제공했습니다. 우리는 러시아와 중국 외에도 북유럽도 데니소바인에게 적합한 환경이라는 사실에 놀랐습니다."라고 그는 덧붙였습니다. "
데니소바인이 한때 알타이 산맥 서쪽에 살았는지 여부는 알려지지 않았지만, 유럽 인구의 데니소바인 조상의 대규모 샘플에 대한 유전자 분석을 통해 테스트할 수 있습니다. 이번 분석은 초기 확산, 서식지 침해, 인간 유전적 다양성 사이의 관계를 새롭게 조명할 것으로 기대된다.