환경지질연구정보센터

      2009년 10월 2일호 Science 저널에 실린 11편의 논문들이 지금 과학계의 큰 이슈가 되고 있다. 그 논문들은 모두 인류의 진화를 밝힐 수 있는 중요한 화석인 Ardipithecus ramidus에 관한 연구 논문들이다. 미국의 TV채널중 하나인 Discovery채널에서도 연일 이에 관한 다큐멘터리 방송을 내보내고 있으며, 주요 저자들과 함께 토론하는 방송도 내보내고 있다. Ardi는 female Ardipithecus ramidus의 애칭으로 사실 17년전인 1992년에 이디오피아에서 발견되었다.
     처음에는 17개의 화석 조각이 발견되어 오스트랄로피테쿠스(Australopithecus)로 명명되었으나, 그 이후 지속적인 발굴작업과 연구를 통해 전신 골격의 45%에 해당되는 화석이 발굴되었고 새로운 속인 아디피테쿠스(Ardipithecus)로 명명되었다. 발견 이 후 17년이라는 긴 시간에 걸친 다양하고 자세한 연구가 이번에 그 결실을 보게 된 것이다. 심지어 Ardi가 어떻게 생겼으며 어떻게 움직였는가를 복원하는데만도 2년이상의 시간이 들었으며, 헐리우드의 최첨단 영화 제작 기술과 Ardi의 골격을 가진 동물의 가능한 움직임을 보여주는 최첨단 컴퓨터 프로그램을 통하여 Ardi의 모습과 움직임을 디지털 영상으로 재현하게 된 것이다. 
    
   
      지금까지 인간은 아프리카 유인원(침팬지와 고릴라)과 비슷한 유인원으로부터 진화해왔을 것으로 생각되어왔다. 정확히 이야기하자면 인간이 아프리카 유인원으로부터 진화해왔다기보다는 약 6백만년전에 인간과 아프리카 유인원의 공동조상(common ancestor)으로부터 아프리카 유인원과 인간이 따로 진화해왔다고 보는 것이 맞는 말일 것이다.
     Ardi가 발견되기 전까지는 오스트랄로피테쿠스(Australopithecus, 작은 뇌와 작은 송곳니를 가졌고, 서서 걸어다녔으며, 4백만년전에서 1백만년전까지 살았다)인 Lucy가 지금까지 발견된 인간의 가장 오래된 조상으로 여겨져왔다. Ardi의 발견과 연구로 인해 인간/ 아프리카 유인원의 공동조상과 Lucy 사이의 공백을 메울 수 있게 되었으며, 인류의 진화에 대한 풀리지 않던 많은 의문점들과 가설에 대해서도 해답을 얻을 수 있게 되었고, 그 연구 결과들이 이번Science 저널에 실린 11편의 논문들이다.  
   

      과연 Ardi의 어떤 특징적인 해부학적 구조들이 인류 진화에 관한 질문에 해답을 제공할 수 있게 된 것일까? 인간이 진화하면서 뇌의 크기도 점차 커져갔으며, 이는 인지 능력이 발달하게 되었음을 의미한다. 어떻게 그리고 언제부터 인간이 인지능력을 가지게 된 것일까? 인간이 다른 유인원들과 확실하게 구별되는 특징은 바로 직립보행(bipedal upright walking)이다.
     사실 두발로 이동하는 수단이 효과적이기는 하지만, 인간의 조상이 아프리카 초원(grassland)에서 살았다는 가설에 근거한다면 직립보행은 아주 비효율적인 이동수단이다. 왜냐하면 다른 네발로 이동하는 동물들보다 느리기 때문에 사자나 표범같은 초원에 사는 육식동물에게는 쉬운 먹이감이 될 수 있기 때문이다.
    그렇다면 어떻게 그리고 왜 인간은 직립보행을 하게 된 것일까? 11편의 논문에 소개된 Ardi의 몇가지 주요 특징적인 구조를 살펴보면 어느 정도는 이러한 질문들에 대한 해답을 얻을 수 있다.  
   
      

 1) 시식환경
      서식환경은 인류의 기원, 진화, 그리고 환경적응에 있어서 중요한 역할을 했을 것으로 생각되어왔다. 오스트랄로피테쿠스와 같이 발견된 화석들이 초원지대 환경을 지시하는 것으로 보아, 초기 인간조상들도 광활한 아프리카의 초원에서 생활하면서 직립보행을 하기 시작했던것으로 여겨져왔다.
      Ardi와도 15만개가 넘는 많은 식물/동물 화석들이 발견되었다. 특히 수많은 작은 포유류와 새들의 화석분포양상 (Fig.2 in Louchart et al.)은 Ardi가 광활한 대초원(open savanna)에서 살았던 것이 아니라, 삼림지대(woodland habitat)에서 살았으며 기후는 현재보다 습하고 추운 기온이었던 것이 밝혀졌다.  

 2) 두개골 (Skull)
      인간의 뇌 크기는 다른 유인원에 비해서 상당히 큰 편이다. 따라서 인간이 언어를 사용하고, 도구를 이용하는 등의 능력을 가질 수 있게 된 것이다. 오스트랄로피테쿠스의 뇌용량은 400~500 cm3로, 비슷한 몸크기를 가진 원숭이 보다는 약간 큰 편이고, 단단한 음식을 씹기위해 발달된 큰 턱을 가지고 있다. 반면 Ardi는 상대적으로 작은 뇌(300~350 cm3)를 가지고 있으며, 오스트랄로피테쿠스와 같이 큰 턱이 발달되어 있지 않다. 안와(眼窩; eye socket) 위의 돌출된 뼈가 침팬지와 달리 약간 낮고, 입이 침팬지보다 덜 돌출되어 있는 점등으로 보아 Ardi의 두개골은 상당히 침팬지의 두개골과도 다른 모양을 보여준다.
 

<왼쪽의 회색 두개골이 Ardi이고, 오른쪽 갈색 두개골은 암컷 침팬지이다. From
Figure in Suwa et al. page 68>

Abstract in Lovejoy (2009)
Referential models based on extant African apes have dominated reconstructions of early human evolution since Darwin’s time. These models visualize fundamental human behaviors as intensifications of behaviors observed in living chimpanzees and/or gorillas (for instance, upright feeding, male dominance displays, tool use, culture, hunting, and warfare). Ardipithecus essentially falsifies such models, because extant apes are highly derived relative to our last common ancestors. Moreover, uniquely derived hominid characters, especially those of locomotion and canine reduction, appear to have emerged shortly after the hominid/chimpanzee divergence. Hence, Ardipithecus provides a new window through which to view our clade’s earliest evolution and its ecological context. Early hominids and extant apes are remarkably divergent in many cardinal characters. We can no longer rely on homologies with African apes for accounts of our origins and must turn instead to general evolutionary theory. A proposed adaptive suite for the emergence of Ardipithecus from the last common ancestor that we shared with chimpanzees accounts for these principal ape/human differences, as well as the marked demographic success and cognitive efflorescence of later Plio-Pleistocene hominids.