人類의 誕生과 進化
45억 년 전에 탄생한 지구는 30억 년 전 최초의 생명체가 탄생한 이후로 많은 생물종의 탄생과 사멸을 이어왔다. 이중 인류는 가장 최근에 지구상에 모습을 보인 종중의 하나로써, 15만년에서 20만년 사이에 아프리카에서 기원한 것으로 알려진 호모 사피엔스의 자손들이다. 따라서 모든 현대인은 "하나의 종"에 포함된다. 그림1은 "일하는 사람"이라는 명칭을 얻은 1백 80만 년 전의 엘가스트인(Homo ergaster)부터, 15만 년 전쯤에 나타나 전 지구로 퍼져나간 현생인류까지의 연속적 계보를 보여준다. 유명한 네안데르탈인과 현대인류 시조들은 유럽에서 극적인 만남을 가졌지만, 지금은 유골과 유물로만 네안데르탈인을 만날 수 잇다. 그들의 절멸 원인은 재대로 알려 있지 않고, 지금은 호모 사피엔스가 지구의 모든 대륙을 지배한다.
<그림1> 사람과(hominoid)동물의 진화에 대한 현재 연구결과 중의 하나
인류의 이주와 다양성
현재 지구상의 인류는 2008년 기준으로 67억 명에 달하며, 기원지인 아프리카로부터 극지를 비롯한 전 지구의 구석구석에 그들의 정착지를 건설하고 있다. 현대의 인류는 다양한 외양을 가지고 있으며, 구성원끼리 상호 인식할 수 있는 공통성을 가지고 있다. 이러한 상호 인식 단위의 하나로 인족그룹(Ethnic group)은 공통의 조상을 가지고 있고, 구성원의 유전적 기원이 동일한 그룹을 말한다. 성염색체 중 하나이면서, 남자를 통해 유전되는 Y염색체를 기초로 한 최근의 연구들은 최소 162개 이상의 구별 가능한 인족그룹들이 세계 각지에 분포하고 있다.
어떻게 이러한 다양성이 생긴 것일까? 현재까지의 연구로 얻은 답은 인간의 이주에 따른 환경적응과 격리에 따른 변형된 형질의 획득이 이러한 다양성을 가져왔다고 설명한다. 15만 년 전 최초의 현생인류의 등장 이후로 지속된 인류의 지구 이주의 역사는, 특히 아프리카의 요람으로부터 아메리카 및 오세아니아 대륙으로까지 이어지는 멀고도 험난했던 이주의 여정과 상호 단절이 오늘날 우리가 마주치는 인류 다양성의 모태라는 것이다. 이에 따르면 인류는 7만 년 전부터 5만 년 전 사이에 아프리카를 벗어나 여러 번 지구의 다른 지역으로 이주를 계속해왔다. 이러한 여러 번의 이주들 중 아시아로의 인류 유입의 역사는 아직 제대로 밝혀지지 않아 여전히 논란이 많은 부분이다. 이 논란의 핵심은 아시아로의 인구 유입의 경로에 집중되어 있으며, 인도 남쪽의 해안가를 통한 경로와 중국 신장일원의 비단길을 통한 경로 중 어는 쪽이 현재 아시아 인류의 주 구성원에 크게 영향을 준 것인가로 집약될 수 있다. 다시 정리하자면, 인류의 환경 적응과 상호 고립은 동일종으로서 인류의 유전자적 다양성을 크게 하였고, 오늘날 객관적으로 인지할 수 있는 민족적 특성 획득의 원천이었다.
<그림2> 미토콘드리아 DNA에 바탕을 둔 인류 이동의 역사
한국인은 어디에 위치하는가
최근의 유전체를 이용한 현대 인류 다양성에 대한 연구는 이주 시기와 오랜 격리의 결과로 인류를 크게 아프리카인, 서양인(코카시안) 및 아시아인의 세 부류로 나눈다. 동시에 현재 인류의 60% 이상을 차지하는 아시아인은 다시 북아시아인과 남아시아인으로 구별한다. 여기의 세부적 구분인 인족그룹(Ethnic group)이 들어간다. 세 그룹의 인종들로부터 추출한 유전자변이형들 중 하나인 SNP(단일염기다형체)를 이용한 계통도가 그림 3에 나타나 있다. 이 그림은 International HapMap project에서 가져온 phase III의 세 인종의 SNP 자료와, 최근 개인유전체서열이 공개된 제임스 왓슨 박사와 크레이 벤터 박사와 한 명의 중국인에다가 한국인 샘플들을 함께 넣어 분석한 결과다. 결과적으로 한국인 샘플은 아프리카인과의 유전적 차이가 가장 크며, 중국인 및 일본인과 가장 가까운 관계임이 나타난다. 북아시아인들은 주로 태국을 비롯한 남동아시아, 중국, 몽골, 만주, 한반도, 일본 등에 거주하며, 한국인을 포함하는 북동아시아인과 여타의 북아시아인으로부터 구분된다. 북아시아 지역은 가장 넓은 지구상의 영역을 포괄하고, 가장 많은 인구가 거주하고 있다. 따라서 유전체의 연구가 가장 시급히 요구되는 인류그룹들 중 하나다. 정리하자면, 한국인 샘플은 북아시아인들 중에서 북중국, 만주, 몽골, 한반도, 일본으로 연결되는 북동아시아인의 후손으로서, 최근 개인유전체가 밝혀진 북중국인과 더불어 이 지역 인류의 다양성과 유전적 특성의 연구에 많은 기여를 할 것이다.
<그림3> 31460개의 SNP와 개인간 유전적 거리 계산법을 이용하여 만든 계통도
인류의 출현과 진화
인간은 원숭이와 어떻게 다른가?
인류는 현재 지구 곳곳에 흩어져 살고 있다. 인류의 생물학적 학명은 호모 사피엔스(Homo sapiens)로 사람속(屬)에 속하는 유일한 종(種)이다. 사람을 포함하여 사람과 관련이 있는 생물을 묶어 유인원(類人猿)이라고 부른다. 유인원에는 사람, 침팬지, 고릴라, 오랑우탄, 긴팔원숭이와 이들의 화석이 포함되며, 우리가 원숭이(monkey)라고 부르는 종류와는 계통적으로 구분된다. 유인원과 원숭이를 구분하는 중요한 형태적 차이로 유인원은 크고 복잡한 뇌를 가지며 꼬리가 없는 점을 들 수 있다.
최근의 화석 연구와 DNA에 의한 진화계통 연구에 따르면, 인류는 옛사람들이 생각했던 것처럼 원숭이로부터 진화한 것이 아니라 아주 오래 전 유인원과 원숭이를 아우르는 공통 조상으로부터 갈라져 나와 각각 독자적 진화의 길을 걸어왔다. DNA 연구에 의하면, 유인원이 원숭이로부터 갈라진 것은 3300만 년 전이며, 긴팔원숭이가 갈라져 나간 것은 2200만 년 전, 오랑우탄이 갈라져 나간 것은 1600만 년 전, 그리고 인류와 침팬지류가 갈린 것은 1000만 년 전에서 600만 년 전 사이로 알려져 있다.
인류 이전의 유인원 화석
그동안 많은 학자들의 노력으로 인류의 진화에 관한 새로운 사실이 많이 밝혀졌다. 그러나 인류 이외의 유인원 화석은 드물다. 특히, 인류가 침팬지류로부터 갈라져 나왔으리라고 생각되는 기간인 800만 년 전에서 500만 년 전 사이의 화석 기록은 극히 드물다. 이는 초기 인류 화석이 산출된 아프리카 지역에 이 기간에 퇴적된 지층이 적게 드러나 있기 때문이다.
하지만 좀 더 옛날로 거슬러 올라가면, 유인원 화석이 많이 발견된다. 현재 유인원 화석으로 가장 오랜 것은 아프리카의 약 2000만 년 전 지층에서 보고된 프로콘술(Proconsul)이다. 이들의 후예는 1600만 년 전 아프리카와 유라시아 대륙의 여러 지역으로 퍼져나갔다. 아프리카 대륙이 유라시아 대륙과 충돌하고 있던 시기였기 때문에 유인원들이 유라시아 대륙으로 이주하는 것이 가능했다. 이때 아프리카를 떠난 동물은 유인원뿐만 아니라 코끼리와 기린 등 다양한 포유류가 있었다.
원시 인류 화석
한때 사람(Homo sapiens)은 사람과(-科, Hominidae)의 유일한 구성원이었다. 이는 생물 분류체계를 사람이 만들었기 때문이며, 만일 지구에 처음 도착한 외계인이 객관적인 입장에서 지구의 생물을 분류한다면 우리 인류를 침팬지나 고릴라와 함께 묶었을 것이라고 한다. 지금은 생물의 진화계통을 중요하게 여겨 사람과에 침팬지, 고릴라, 오랑우탄 등을 포함시켰다. 화석 기록에 의하면, 인류에 속하는 종류로 10여 종이 보고되어 있다.
500만 년 전 이전의 지층에서도 인류 화석이라고 발표된 것들이 있기는 하지만, 현재 인류 화석 중 가장 오랜 것으로 인정받고 있는 것은 에티오피아의 약 440만 년 전 지층에서 발굴된 아르디피테쿠스 라미두스(Ardipithecus ramidus)이다. ‘아르디(Ardi)’라는 별칭으로 불리는 이들은 나무가 듬성듬성 있는 숲속에서 살았던 것으로 보인다. 그 다음 오래된(420만 년 전에서 390만 년 전) 화석은 케냐에서 보고된 오스트랄로피테쿠스 아나멘시스(Australopithecus anamensis)로 이후 등장한 인류의 직접적 조상으로 알려져 있다.
인류의 화석으로 남겨진 것은 뼈 화석뿐만 아니라 발자국 화석도 있다. 발자국 화석의 유명한 예는 탄자니아 라에톨리(Laetoli)의 약 360만 년 전 지층에서 발견되었는데, 두 명이 나란히 걸어간 모습이다. 발자국의 주인은 오스트랄로피테쿠스로 추정하고 있다. 분출한 지 얼마 지나지 않은 화산 퇴적층 위에 뚜렷이 남은 발자국은 이들이 두 발로 걸었음을 알려준다.
사람이 다른 유인원과 구분되는 중요한 특징은 2족 보행을 한다는 점이다. 사람은 왜 두 발로 걷게 되었을까? 손을 이용해 무언가(유아, 무기, 도구, 음식물 등)를 옮기기 위해서였을까? 사자나 표범 등 포식자로부터 피하기 위해서였을까? (그러기 위해서는 나무 위로 올라가거나 똑바로 서서 먼 곳을 살펴야 했을 것이다.) 아니면 뜨거운 태양열을 최대한 적게 받기 위해서였을까? 다양한 원인을 생각해 볼 수 있겠지만, 이러한 형태의 가설을 증명하기는 어려워 보인다.
오스트랄로피테쿠스(Australopithecus)
원시 인류 화석인 오스트랄로피테쿠스류(australopithecines)를 간략히 정의하면, 몸은 사람의 모습에 가깝지만 두뇌는 원숭이 수준의 동물이라고 말할 수 있다. 체격은 그다지 크지 않았고(키 1m 내외, 몸무게 30~50kg), 뇌의 크기는 400cc 정도로 현대인의 절반에도 미치지 못했다. 하지만 팔과 손가락이 길어서 물건을 옮기거나 던지는 일을 잘했을 것으로 생각된다.
오스트랄로피테쿠스는 대략 400만 년 전에 출현하여 200만 년 전까지 살았다. 오스트랄로피테쿠스 화석 중에서 표본 수가 가장 많은 종은 오스트랄로피테쿠스 아파렌시스(Australopithecus afarensis)다. 이 종은 오스트랄로피테쿠스 아나멘시스로부터 진화하였고, 현생 인류(Homo)의 조상으로 추정되고 있다.
에티오피아 하다르(Hadar) 지역의 320만 년 전 지층에서 발견된 ‘루시(Lucy)’라는 별칭으로 불리는 화석은 이 종을 대표하는 화석이다. 루시는 주로 나무 위에서 살았는데, 2016년 그녀의 사망 원인이 나무 위에서 떨어져 골절상을 입었기 때문이라는 분석이 발표되어 사람들의 관심을 끌었다.1)
오스트랄로피테쿠스 아파렌시스보다 나중에 출현한 인류 화석은 남아프리카의 석회암 동굴에서 발견된 오스트랄로피테쿠스 아프리카누스(Australopithecus africanus)로 약 300만 년 전에 살았다. 몸의 크기는 오스트랄로피테쿠스 아파렌시스와 비슷했지만, 뇌가 450cc로 약간 컸고 두개골은 가벼운 편이었다. 그리고 팔도 약간 더 길어 나무타기에 능했으리라고 추정된다.
1999년 보고된 250만 년 전 인류 화석 오스트랄로피테쿠스 가르히(Australopithecus garhi)는 동물을 죽이는 데 사용했던 도구와 함께 발견되어 학계를 놀라게 했다. 그때까지 오스트랄로피테쿠스와 현생 인류를 구분하는 기준으로 도구 사용을 중요하게 여겼기 때문이다. 이 화석의 두개골은 부피가 450cc에 불과하여 현생 인류에 비하면 원시적이었다. 그렇지만 도구를 사용했다는 점에서 현생 인류의 조상일 가능성이 크다.
또 다른 인류 화석인 파란트로푸스(Paranthropus)는 투박한 두개골이 특징이다. 가장 오랜 것은 케냐의 250만 년 전 지층에서 발견된 파란트로푸스 에티오피쿠스(Paranthropus aethiopicus)다. 이 화석은 보통 검은 두개골(Black skull)이란 별칭으로 불리는데, 그 이유는 골격이 검고 강인한 모습을 보여 주기 때문이다.
하지만, 그 밖의 형태적 특징에서는 오스트랄로피테쿠스와 큰 차이가 없다. 이보다 젊은 파란트로푸스로 동아프리카에서 산출된 파란트로푸스 보이세이(Paranthropus boisei)와 남아프리카에서 보고된 파란트로푸스 로부스투스(Paranthropus robustus)가 있다.
2001년 새로운 인류 화석이 케냐의 350~320만 년 전 지층으로부터 보고되었다. 이 화석은 케냔트로푸스 플라티옵스(Kenyanthropus platyops)로 명명되었는데, 두뇌가 작은 점에서 원시적인 오스트랄로피테쿠스와 비슷하지만, 그 밖의 특징에서 차이를 보여주기 때문에 오스트랄로피테쿠스와는 다른 진화경로를 걸었을 것으로 추정하고 있다. 이 종의 후예로 지목되고 있는 종류는 동아프리카의 약 200만 년 전 지층에서 보고되었던 케냔트로푸스 루돌펜시스(Kenyanthropus rudolfensis)가 있다.
현생 인류(Homo)의 등장
현생 인류가 지구에 등장한 때는 플라이스토세 빙하시대가 시작한 직후인 240만 년 전의 일이다. 최초의 현생 인류로 알려진 호모 하빌리스(Homo habilis)는 뇌가 비교적 컸고(650~800cc), 턱과 치아가 작아지면서 현대인의 모습에 가까워졌다. 하지만, 이들은 키가 작았고(120cm 내외), 몸무게도 30~50킬로그램에 불과하여 외형적인 면에서 오스트랄로피테쿠스와 큰 차이를 보여주지 않는다. 호모 하빌리스는 나무도 잘 탔고, 도구도 잘 사용했으리라 추정된다(habilis는 손을 잘 사용했다는 뜻).
이 화석과 함께 출토된 도구를 산출지역인 탄자니아의 올두바이(Olduvai) 협곡의 이름을 따서 ‘올두바이 유물’이라고 부른다. 대부분의 도구는 돌을 깨 만든 것으로 보통 찍개, 긁개 또는 망치의 형태를 보여준다. 날카로운 돌조각을 이용하여 고기를 저미거나 썰었을 것으로 생각된다.
호모 에렉투스(Homo erectus)
호모 하빌리스 다음에 등장한 대표적 인류는 호모 에렉투스(Homo erectus)다. 앞서 소개한 인류의 조상들은 모두 아프리카에서 생활하였지만, 약 180만 년 전에 출현한 호모 에렉투스는 아프리카를 벗어난 최초의 인류로 알려졌다. 호모 에렉투스의 대표적 표본은 1984년 케냐에서 발견된 골격 화석으로 투르카나 소년(Turkana boy)으로 불린다. 약 160센티미터의 키에 뇌의 크기가 1,000cc로 현대인의 모습에 가깝다. 특히 코가 커지고 튀어나온 점에서 오스트랄로피테쿠스와 큰 차이를 보여주는데, 이는 당시 건조해진 기후에 적응한 결과로 해석되었다.
150만 년 전의 지층에서 호모 에렉투스 화석과 함께 새로운 형태의 도구들이 출토되었는데, 이를 ‘아슐리안(Acheulian) 유물’이라고 부른다. 아슐리안 유물은 앞서 호모 하빌리스가 만들었던 올두바이 유물보다 더 정교하고 효율적이었다.
이와 더불어 인류 생활방식에 등장한 중요한 변화는 불을 사용했다는 점이다. 불을 사용하지 않았던 오스트랄로피테쿠스의 경우는 주로 초식을 했기 때문에 음식물을 소화하는 데 시간이 많이 걸려 식사하는 데 하루 6시간을 소비했고, 따라서 내장이 길고 배도 불룩했다고 한다.
하지만, 불을 이용한 요리법을 터득했던 호모 에렉투스의 경우, 육류를 함께 섭취하면서 식사시간과 소화시간이 짧아져 남은 시간과 에너지를 다른 활동에 쓸 수 있었다. 그 결과 뇌가 커지고 내장이 짧아졌으며 턱과 이가 작아져 겉보기에 현대인과 비슷해졌다. 다른 동물과 비교했을 때에도 지적으로나 도구를 사용하는 측면에서 무척 뛰어났기 때문에 이 무렵부터 지구 생물권은 인류 중심으로 바뀌어 나가기 시작하였다. 그러므로 진정한 의미에서 인류 역사는 호모 에렉투스로부터 시작했다고 말할 수 있다.
아프리카를 떠났던 호모 에렉투스는 중동지방과 유럽 그리고 아시아의 여러 지역에 그들의 흔적(화석)을 남겼다. 그 중 가장 오랜 것은 약 150만 년 전 인도네시아 자바 섬에서 발견된 화석으로 자바인(Java man)이라고 불린다.
한편 중동지방과 중국에서는 약 100만 년 전의 호모 에렉투스 화석이 보고되었고, 인도네시아에서도 약 75만 년 전의 유물이 발견되어 당시에 인류가 상당히 넓은 지역에 퍼져 살았음을 알려준다. 자바인은 뇌의 크기가 1,000cc에도 미치지 못하였지만, 50~30만 년 전 북경 부근의 저우커우덴(周口店) 동굴에서 살았던 북경인(Peking man)은 뇌의 부피가 1100cc로 상당히 발전된 모습을 보여준다.
여기에서 생각해 보아야 할 내용의 하나는 아시아의 호모 에렉투스와 아프리카의 호모 에렉투스가 같은 종에 속했을까하는 문제이다. 이 질문에 대한 명확한 답을 하기는 쉽지 않지만, 당시의 문화적 · 지리적 차이를 고려할 때 다른 종에 속할 가능성이 크다는 주장이 제기되었고, 그래서 어떤 학자들은 아프리카의 종을 아시아 종과 구별하여 호모 에르가스터(Homo ergaster)로 부를 것을 제안하였다.
유럽에서 보고된 인류 화석 중에서 가장 오랜 종은 스페인의 80만 년 전 지층에서 발견된 호모 안티세서(Homo antecessor)이고, 이어서 나타난 종은 독일의 60~40만 년 전 지층에서 산출된 호모 하이델베르겐시스(Homo heidelbergensis)이며, 이로부터 유래되었을 것으로 추정되는 네안데르탈인(Homo neanderthalensis)은 25~3만 년 전에 살았다.
현대인(Homo sapiens)
한편, 아프리카에 남았던 인류 중 새로운 도구를 사용하는 기술을 터득한 집단에서 현대인(Homo sapiens)이 출현하였다. 그동안 현대인의 출현 시기는 20만 년 전으로 알려졌었는데, 2017년 아프리카의 모로코에서 산출된 화석 기록을 바탕으로 현대인의 출현시기가 약 30만 년 전이었다는 연구결과가 발표되어 사람들을 놀라게 했다.2)
마지막 빙기가 시작된 후(약 12만 년 전), 이들 중 일부가 아프리카를 떠나 인도양의 해안을 거쳐 동남아시아로 이주하였던 듯하다. 하지만, 이 무렵 유럽에서는 네안데르탈인들이 활동하고 있었고, 아시아 지역에는 호모 에렉투스가 살고 있었다. 그러다가 약 3만 년 전, 네안데르탈인과 호모 에렉투스가 멸종한 후, 현대인은 사람속의 유일한 종으로 남게 되었다.
현재 살아 있는 인류의 DNA 분석 자료에 의하면 크게 아프리카형과 비아프리카형으로 구분되기는 하지만, 변이의 정도는 매우 작은 것으로 알려져 있다. 현생 인류 전체의 유전자 변이 정도는 아프리카에 살고 있는 한 침팬지 집단에서 관찰되는 유전자 변이보다 작다고 한다. 이 사실은 현재 지구상의 모든 인류가 매우 작은 하나의 집단(약 1만 명 정도의 크기)에서 유래했음을 의미한다. 바꾸어 말하면, 현생 인류는 아프리카의 한 작은 집단에서 출발하여 전 세계로 퍼져나갔다는 이야기다.
DNA 분석에서 아프리카형과 비아프리카형이 존재하는 이유로 아프리카형은 원래 살던 자리에 남았던 집단의 유전자형이며, 비아프리카형은 각 지역에 나가 살면서 새롭게 형성된 유전자형이기 때문이라는 해석이다. 이 가설을 학자들은 미토콘드리아 이브(mitochondria Eve)설 또는 탈아프리카(out-of-Africa)설이라고 부른다.
현생 인류가 언제 아프리카를 떠났는지 정확히 알기는 어렵지만, 늦어도 7~8만 년 전에는 아프리카를 떠났을 것으로 추정된다. 이들 중 한 그룹은 비교적 따뜻한 인도양의 해안을 따라 동아시아와 오세아니아 지역으로 퍼져나갔고,3) 북쪽으로 향한 그룹은 유럽으로 진출했으리라고 생각된다.
북쪽으로 향한 인류가 유럽에 도달한 것은 5만 년 전에서 3만 년 전 사이였다. 이들이 도착한 직후 네안데르탈인이 멸종한 것으로 보이는데, 그 멸종이 사람 때문인지 우연의 일치인지는 확실하지 않다. 어쨌든 크로마뇽(Cro-Magnon) 문화로 알려진 유럽 현대인의 기술은 네안데르탈인과는 비교할 수 없을 정도로 우수하였다.
한편, 현생 인류가 중국에 도달한 때는 대략 6~7만 년 전으로 알려져 있는데, 이는 아프리카를 떠난 사람들이 매우 빠르게 동쪽으로 이동했음을 의미한다. 그 무렵은 플라이스토세의 마지막 빙기로 해수면이 지금보다 100미터 이상 내려가 있었기 때문에 중국과 한반도는 육지로 연결되어 있었고, 따라서 중국에 도착한 사람들이 한반도와 일본열도에 도달하기까지 그다지 오랜 기간이 걸리지 않았을 것이다.
이들 중 일부는 북쪽으로 진출하여 베링 해협을 건너 아메리카 대륙에 정착했는데 그 시기는 약 2만 년 전이었고, 1만 년 전에 이르러 남아메리카 대륙의 끝자락에 도착하였다. 그러므로 남극대륙을 제외한 모든 대륙에 사람들이 살게 된 때는 불과 1만 년 전의 일이다.
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