유럽과 아시아 전역의 고대 DNA를 종합적으로 분석한 결과, 인간이 어떻게 진화해왔는지에 대한 교과서적 서술이 뒤집혔다. 이 연구는 지난 45,000년에 걸친 골격 유전자를 조사했으며, 그 대부분의 기간 동안 인간 종을 형성한 지배적인 힘은 자연 선택이 아닌 무작위적 유전적 부동(genetic drift)임을 발견했다. 약 5,000년 전 시작된 청동기 시대에 이르러서야 대규모 인구 이동과 농업의 발흥에 힘입어 자연 선택이 가속화되기 시작했다.
유전적 부동: 변화의 무작위 엔진
유전적 부동은 기근, 이주, 전쟁 같은 우연한 사건으로 인해 특정 유전 변이가 집단 내에서 더 흔해지거나 드물어지는 현상으로, 이 변이가 이점을 제공하는지와는 무관하다. 새로운 데이터에 따르면 석기 시대에서 초기 청동기 시대 사이에 인간에게서 관찰 가능한 유전적 변화의 대부분은 부동에 의해 설명된다. 이는 유익한 형질이 집단 내에 퍼지는 과정인 자연 선택이 인간 진화의 주요 동인이라는 오랜 가정에 반하는 결과다.
“우리는 고대 DNA에서 볼 수 있는 유전적 변이의 상당 부분이 단순히 우연으로 설명될 수 있다는 점에 놀랐습니다.” 연구를 이끈 한 연구원이 말했다. 이 연구는 아직 동료 검토 저널에 게재되지 않았기 때문에 익명을 요구했다. “이는 적응이 항상 주된 이야기라는 생각에 정면으로 도전합니다.”
연구팀은 1,000명 이상의 고대 개체 DNA를 분석해 수천 개의 유전 마커 빈도를 시대별로 비교했다. 부동과 선택의 효과를 분리하기 위해 통계 모델을 구축한 결과는 명확했다: 수만 년 동안 부동이 주역이었다.
청동기 시대의 선택 급증
그리고 청동기 시대가 도래했다. 기원전 3000년경, 농경 공동체가 확장되고 무역망이 성장하며 인구가 전례 없는 규모로 혼합되기 시작하면서 자연 선택이 갑자기 고속으로 작동하기 시작했다. 이 연구에 따르면 적응 진화(생존이나 번식 이점을 제공하는 변화)의 속도는 이전 신석기 시대에 비해 100배 이상 증가했다.
왜 갑작스러운 가속이 일어났을까? 연구자들은 두 가지 요인을 지목한다: 선택이 작용할 더 많은 원료를 제공하는 유효 집단 크기의 극적인 증가, 그리고 정착 생활과 관련된 새로운 환경 압력(가축 매개 질병 노출, 식단 변화, 더 밀집된 생활 조건 등). 이 시기의 고대 DNA 기록에 나타나는 유당 내성, 말라리아 저항성, 더 밝은 피부 색소 같은 형질은 모두 강한 선택의 흔적을 보여준다.
이 발견은 자연 선택이 중요하지 않다는 뜻이 아니다. 단지 인간 선사 시대 대부분 동안 그 중요성이 과장되었음을 보여준다. 인간이 작고 흩어진 수렵채집 집단으로 살던 광대한 시간 동안 부동이 기본이었다. 선택은 신석기 혁명과 청동기 시대가 인간 사회의 규모를 변형시킨 후에야 주요 힘이 되었다.
“작은 집단에서는 무작위 사건이 선택적 이점을 압도할 수 있습니다.” 공동 저자가 설명했다. “하지만 인구가 성장하고 연결되면서 선택은 더 큰 무대를 갖게 되었고, 그때 실제 가속이 일어납니다.”
이 연구는 또한 현대 인구 간 유전적 차이를 해석하는 방식에 의문을 제기한다. 한때 고대 적응의 산물로 여겨졌던 많은 형질이 실제로는 중립적 부동의 결과일 수 있으며, 이는 질병 위험에서 신체적 다양성에 이르기까지 모든 것의 생물학적 기반을 이해하려는 노력을 복잡하게 만든다.
다음으로 연구팀은 동일한 분석 기법을 아프리카, 아시아, 아메리카의 고대 DNA에 적용해 패턴이 전 세계적으로 유지되는지 확인할 계획이다. 또한 살아있는 집단에서 부동과 선택을 분리할 수 있는 모델을 개발해 인간이 어떻게 현재의 모습이 되었는지에 대한 더 정확한 그림을 제공하려 하고 있다.
