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- DNA 분석으로 네안데르탈인 인구의 급격한 감소 밝혀져
- 당시 네안데르탈인 인구는 프랑스 남부에 소수의 잔존 집단만 남은 상태
- 네안데르탈인은 이 급격한 역경을 극복하고 다시 유럽 전역으로 퍼져
- 빙하기 동안 생태적, 기후적 피난처가 네안데르탈인의 생존에 결정적인 역할

병목 현상: DNA 분석으로 네안데르탈인 인구의 급격한 감소 밝혀져

간신히 살아남은 네안데르탈인은 약 6만 5천 년 전 DNA 분석 결과 멸종 위기에 처했던 것으로 드러났다. 당시 네안데르탈인 인구는 프랑스 남부에 소수의 잔존 집단만 남은 상태였다. 이 "병목 현상" 이후 빙하기 인류는 다시 유럽 전역으로 퍼져 나갔지만, 후대 모든 네안데르탈인은 이 단일 집단에서 유래했다. 이는 후대 네안데르탈인들 사이의 높은 유전적 유사성을 설명해 주며, 약 4만 년 전 멸종의 원인이기도 할 수 있다. 

▲ 네안데르탈인은 약 6만 5천 년 전에 유전적 병목 현상을 겪었다. © Vicpeters/ CC-by 4.0

약 25만 년 동안 네안데르탈인은 유럽에서 지배적인 인류 종이었다. 그들은 혹독한 빙하기 환경에서 살아남아 유럽 대륙 서해안에서 시베리아까지 퍼져 나갔다. 하지만 약 4만 년 전, 네안데르탈인은 멸종했다. 그 이유는 여전히 미스터리로 남아 있다. 화산 폭발과 기후 변화 때문이었을까? 식단이나 번식 방식 때문이었을까? 아니면 우리 조상인 호모 사피엔스에게 밀려났을까?

네안데르탈인의 최종 멸종에 앞서 어떤 사건들이 일어났는지도 불분명하다. 튀빙겐 대학교의 수석 저자 코시모 포스트(Cosimo Posth)는 "네안데르탈인의 인구 역사는 여전히 단편적으로만 알려져 있다"며 "약 4만 년 전 멸종에 앞서 일어난 진화적 과정에 대해서는 아는 것이 거의 없다"고 설명했다.

약 6만 5천 년 전의 급격한 감소

따라서 포스트와 튀빙겐 대학교의 제1저자 샤룰라 포티아두(Charoula Fotiadou), 그리고 동료 연구진은 유전학적 연구에 착수했다. 그들은 유럽 전역의 유적지에서 발굴된 10구의 새로운 네안데르탈인 유골과 기존에 염기서열이 분석된 49구의 네안데르탈인 유골의 미토콘드리아 DNA를 분석했다. 모계 유전만을 통해 전달되는 이 유전 물질을 비교 분석함으로써, 연구팀은 네안데르탈인의 유전적 다양성과 분포 양상을 시대별로 재구성할 수 있었다.

분석 결과, 네안데르탈인은 최종 멸종 약 2만 5천 년 전에 급격한 인구 감소를 겪었다. 불과 수만 년 만에 유전적 다양성과 지리적 분포 범위가 모두 축소되었는데, 이는 약 6만 5천 년 전의 급격한 변화에서 분명하게 드러났다. 연구팀은 "이 시점 이전에는 유라시아 전역에 수많은 다양한 계통이 존재했다"고 보고했다.

남프랑스의 피난처

그러나 약 5만 7천 년 전 빙하기 동안 온난기가 시작되면서 이러한 다양성에서 단 하나의 계통만이 남게 되었다. 포티아두 연구팀은 "이는 인구 구성에 있어 중대한 변화를 시사한다"고 밝혔다. 유럽의 네안데르탈인은 약 6만 5천 년 전에 급격히 감소하여 현재는 소수의 잔존 집단만 남아 있는 상태다. "우리의 데이터 덕분에 이 네안데르탈인들이 현재의 프랑스 남서부 지역으로 후퇴했음을 지리적으로 재구성할 수 있었다"고 포스트는 보고했다.

"6만 5천 년에서 6만 년 전의 기후 조건, 즉 매우 춥고 건조했던 날씨가 이 피난처로의 후퇴와 다른 네안데르탈인 계통의 멸종을 초래했을 것으로 추측한다"고 에를랑겐-뉘른베르크 대학교의 공동 저자 토르스텐 우트마이어( Thorsten Uthmeier)는 설명했다. 그 결과, 이 소수 집단의 유전자만이 살아남았다. "유전학에서 이러한 과정을 병목 현상이라고 한다"고 우트마이어는 말했다.

결국 하나의 계통만 남게 되었다.

이것은 다음과 같은 결과를 초래했다. 네안데르탈인은 이 급격한 역경을 극복하고 다시 유럽 전역으로 퍼져 나갔지만, 이후 모든 초기 인류는 이 작은 잔존 집단의 후손이 되었다. 포스트 는 "이것이 바로 지금까지 유전자 염기서열이 분석된 이베리아반도에서 캅카스산맥에 이르는 거의 모든 후기 네안데르탈인이 동일한 미토콘드리아 DNA 유전 계통에 속하는 이유를 설명해 준다"고 말했다.

약 6만 5천 년 전 발생한 이러한 병목 현상은 네안데르탈인이 약 4만 년 전에 최종적으로 멸종한 이유를 설명해 줄 수도 있다. 포스트는 "유전적으로 볼 때, 후기 네안데르탈인은 매우 동질적인 집단을 형성했다"며, "낮은 유전적 다양성, 그리고 어쩌면 그로 인한 소규모 집단의 고립이 네안데르탈인의 멸종에 기여했을 가능성이 있다"고 덧붙였다.

▲ 프랑스 투르투아락 동굴 발굴 현장. 새로 분석된 네안데르탈인 화석 세 점이 이곳에서 출토되었다. © Luc Doyon

멸종의 원인 중 하나였을까?

DNA 분석 결과, 네안데르탈인 개체 수는 약 4만 5천 년 전부터 급격히 감소하기 시작한 것으로 나타났다. 연구진은 이후 3천 년 동안 네안데르탈인의 개체 수와 분포가 급격히 줄어들었다는 사실을 밝혀냈다. 하지만 이번에는 네안데르탈인이 이러한 위기를 극복하지 못하고 멸종했다. 그러나 미토콘드리아 DNA 데이터조차도 정확한 멸종 원인을 밝혀내지는 못했다.

이번 연구 결과는 네안데르탈인이 역사 전반에 걸쳐 여러 차례의 어려움과 급격한 개체 수 감소를 겪었음을 시사한다. 또한 빙하기 동안 생태적, 기후적 피난처가 네안데르탈인의 생존에 결정적인 역할을 했다는 점도 보여준다.

참고:
Proceedings of the National Academy of Sciences, 2026; doi: 10.1073/pnas.2520565123

출처: Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, Eberhard Karls Universität Tübingen

[더사이언스플러스=문광주 기자]

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