[사이언스 데일리] 우리가 어떻게, 그리고 왜 이렇게 큰 뇌를 가지게 되었는지 이해하는 것은 인류 진화를 연구하는 데 있어서 가장 큰 수수께끼 중 하나이다. 새로운 연구에서는 탄수화물 소비, 특히 녹말 소비가 지난 100만년 동안 사람의 뇌가 점점 더 빨리 커지는 데 아주 중요한 역할을 했다고 주장하고 있다. 육류를 섭취하는 것이 큰 뇌의 진화에 시동을 걸었을 수 있지만 녹말로 된 음식을 요리해 먹는 것이 침에 포함된 아밀라아제를 만드는 유전자와 함께 우리를 더 똑똑하게 만들어주었다는 것이다.

(2015년 8월 6일 사이언스 데일리 기사 번역)

인류 진화에서 탄수화물 섭취가 얼마나 중요했나

정보출처: 시카고 대학

인간의 뇌 (스탁 이미지). 육류를 섭취하는 것이 큰 뇌의 진화에 시동을 걸었을 수 있지만 녹말로 된 음식을 요리해 먹는 것이 침에 포함된 아밀라아제를 만드는 유전자와 함께 우리를 더 똑똑하게 만들어주었다고 한다. Credit: ⓒ giorgiomtb / Fotolia

우리가 어떻게, 그리고 왜 이렇게 큰 뇌를 가지게 되었는지 이해하는 것은 인류 진화를 연구하는 데 있어서 가장 큰 수수께끼 중 하나이다. 뇌 크기의 증가가 지난 300만년 간 식습관의 변화와 부분적으로나마 연관되어 있다는 주장이 널리 받아들여지고 있으며 육류 소비의 증가와 요리의 발달이 과학계에서 특히 주의를 끌고 있다. 학술지 ‘쿼털리 리뷰 오브 바이올로지 (The Quarterly Review of Biology)’ 에 실린 새 연구에서 케런 하디 박사와 그녀의 연구팀은 고고학, 인류학, 유전학, 생리학 및 해부학적 자료들을 한데 모아 탄수화물 소비, 특히 녹말 소비가 지난 100만년 동안 사람의 뇌가 점점 더 빨리 커지는 데 아주 중요한 역할을 했으며, 침에 포함된 아밀라아제를 만드는 유전자의 사본 숫자 변화, 그리고 요리를 위해 불을 잘 다루는 것 등과 공진화를 이루었다고 주장하고 있다.

육류를 섭취하는 것이 큰 뇌의 진화에 시동을 걸었을 수 있지만 녹말로 된 음식을 요리해 먹는 것이 침에 포함된 아밀라아제를 만드는 유전자와 함께 우리를 더 똑똑하게 만들어주었다는 것이다.

전세계적으로 비만 및 식습관 관련 대사 질환이 증가하면서 인류 조상들의 식습관, 혹은 ‘팔레오’ 다이어트에 대한 관심이 높아지고 있는데, 인간의 생리는 우리가 진화하는 동안 경험했던 영양소들의 특정한 양과 종류에 최적화되어 있을 것이기 때문이다. 지금까지는 지난 2백만년 동안 인간 두뇌의 발달에 있어서 동물성 단백질과 요리의 역할에 크게 촛점이 맞추어져 있었는데, 탄수화물의 중요성, 특히 녹말이 풍부한 식물성 음식의 중요성은 간과되어 오다시피 했다.

하디의 팀은 다음 관찰결과들에 주목하여 식생활에 포함된 탄수화물이 현생인류의 큰 뇌의 진화에 필수적이었다는 주장의 근거를 끌어 낸다.

(1) 인간의 뇌는 몸 전체 에너지 소비의 최소 25퍼센트, 혈중 글루코스의 60퍼센트를 소모한다. 다른 재료로부터 글루코스를 합성하는 것도 가능하지만 가장 효율적인 방법은 아니며 이렇게 높은 글루코스 요구량은 저탄수화물 식단으로는 맞추기 힘든 것이다.
(2) 인간의 임신과 수유는 몸의 글루코스 소비를 더 높이며 산모의 혈중 글루코스 레벨이 낮은 경우 산모는 물론 아기의 건강에도 위협이 된다.
(3) 녹말은 인류 조상 집단에게 있어서 덩이줄기는 물론 씨앗, 일부 과일과 견과류 등의 형태로 쉽게 얻을 수 있었을 것이다.
(4) 녹말은 날것으로 먹었을 경우 잘 소화가 되지 않는 편이지만 요리를 하게 되면 결정구조가 깨져서 훨씬 쉽게 소화된다.
(5) 사람의 경우 침에 들어 있는 아밀라아제를 만드는 유전자는 여러 개의 사본 (평균적으로 여섯 개까지) 을 가지고 있지만 다른 영장류는 2 개의 사본만을 가지고 있다. 이로 인해 침에 포함된 아밀라아제의 양이 증가하였고, 녹말을 소화시킬 수 있는 능력 역시 증가했다. 침 속의 아밀라아제를 만드는 유전자가 언제 여러 개로 늘어났는지는 불확실하지만 유전학적인 증거로 볼 때 지난 100만년 중 언젠가인 것으로 보인다.

하디는 요리하는 습관이 널리 퍼지고 요리와 아밀라아제 유전자 사본의 (그리고 이자에서 만들어지는 아밀라아제 역시) 증가가 공진화하여 음식으로 섭취한 글루코오스를 뇌 및 태아가 이용하기 쉽게 만들어주었고, 그 결과 약 80만년 전부터 뇌 크기의 증가가 가속화되었다는 이론을 제안하고 있다.

육류를 섭취하는 것이 큰 뇌의 진화에 시동을 걸었을지는 몰라도 녹말이 들어간 음식을 익혀 먹는 습관, 그리고 침에 있는 아밀라아제를 만드는 유전자의 사본이 늘어난 것이 우리를 더 똑똑하게 만들어주었다는 것이다.

참고문헌

Karen Hardy, Jennie Brand-Miller, Katherine D. Brown, Mark G. Thomas, Les Copeland. The Importance of Dietary Carbohydrate in Human Evolution. The Quarterly Review of Biology, 2015; 90 (3): 251 DOI: 10.1086/682587

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