[사이언스 데일리] 과학자들이 알래스카에 11,500 년 전에 매장된 두 명의 유아로부터 추출한 모계 유전물질을 해독했다. 이 유아들은 어머니가 달랐으며 남아메리카와 북아메리카 전체에 퍼져 있는 두 계통의 아메리카 원주민들과 가까운 관계인 인류로는 가장 북쪽에서 발견된 유해이다. 이번 연구는 아메리카 원주민이 아시아에서 베링 육교를 건너온 사람들로부터 유래한 것이며 1만 년 가량 베링 육교에 머무르다가 15,000 년 전부터 남북아메리카로 이주했다는 이론과 잘 들어맞는 것이다.

DNA 검사 결과 알래스카에서 발견된 유아는 아메리카 원주민들과 가까운 관계인 것이 밝혀졌다

(2015년 10월 26일 사이언스 데일리 기사 번역)

정보출처: 유타 대학

알래스카 업워드선 강 고고학 유적지. Credit: Ben Potter, University of Alaska Fairbanks

유타 대학의 과학자들이 11,500 년 전 알래스카의 야영지에 매장된 두 명의 유아로부터 추출한 모계 유전물질을 해독했다. 이 유아들은 어머니가 달랐으며 남아메리카와 북아메리카 전체에 퍼져 있는 두 계통의 아메리카 원주민들과 가까운 관계인 인류로는 가장 북쪽에서 발견된 유해이다.

유전학적으로 두 개 계통이 모두 이렇게 오래 전에 이렇게 북쪽에 살았다는 것을 보임으로써 “베링 정지 모델” 을 뒷받침하게 되었다. 베링 정지 모델은 아메리카 원주민이 아시아에서 베린지아 — 한 때 시베리아와 알래스카를 연결하고 있었던 거대한 베링 육교 — 로 이주한 후 1만 년 가량 베링 육교에 머무르다가 15,000 년 전부터 빠르게 남북아메리카로 이주했다는 이론이다.

“이 유아들은 북아메리카의 북쪽 끝에서 가장 오래된 인류의 유해입니다. 뚜렷하게 아메리카 원주민 계통의 유전자를 가지고 있습니다.” 10월 26일 학술지 ‘미국 국립과학원 회보 (Proceedings of the National Academy of Sciences)’ 에 온라인으로 공개된 논문의 선임저자인 유타 대학 인류학 교수 데니스 오루크의 말이다.

“현재 북쪽에 살고 있는 아메리카 원주민 인구집단에서는 볼 수 없는 다양성을 꽤 이른 시기에 볼 수 있었습니다. 베링 육교에 살던 인구집단 내에 이들이 남쪽으로 이주하기 전에 상당한 유전적 다양성이 있었다는 것을 보여주는 증거입니다.”

이번 연구의 제1 저자이자 유타 대학 인류학과 박사과정 학생인 저스틴 태크니에 따르면 또 하나의 이론은 인류가 베링 육교에 머무르고 있을 때는 한 계통이었다가 남쪽으로 이주하고 퍼지면서 아메리카 원주민의 계통이 두 개 만들어졌다는 것이라고 한다. 하지만 남쪽으로의 이주가 시작된지 고작 몇천 년 지난 후의 유아들에게서 두 개의 계통을 발견했다는 것은 이주가 시작되기 전에 이미 그 계통들이 존재했다는 것을 의미한다.

“만일 이 유아들이 그 이전의 베링 육교 인구집단의 후손이라면 원 인구집단 내에서 유전적 다양성이 상당했다는 것을 의미하는 것이기 때문에 베링 정지 이론을 뒷받침하는 것입니다.” 오루크의 말이다. “이 두 계통은 아메리카 원주민들에게서만 볼 수 있는 것으로 아시아, 심지어 시베리아에서도 이 계통을 찾아볼 수 없습니다. 따라서 이들 아메리카 원주민들이 아시아의 조상들로부터 진화해 나와 독자적인 계통을 만들기까지 어느 정도 고립되었던 기간이 있어야만 합니다. 이들이 베링 육교에서 고립되어 있었다고 봅니다.”

고대에 유아를 매장하는 것은 드문 일이었다. 하나는 6주에서 12주 된 아기였고, 다른 하나는 사산아이거나 30주에 조산한 태아였다. 매장된 유아들이 발견되었다는 소식은 지난해 11월 같은 학술지에 보고되었다. 북아메리카에서 발견된 인류의 유해 중 8천 년 이상 되었으며 유해에서 미토콘드리아 DNA — 모계로만 전달되는 유전 정보 — 를 추출할 수 있었던 것은 여덟 곳에 불과하며 이 유적지도 그 중 하나이다. 이런 유적지들 중 이번 발견된 것은 가장 북쪽에 위치한 것으로 아메리카 원주민의 두 계통을 보여주고 있다.

여덟 곳의 유적지에서 “아메리카 원주민의 주요 다섯 계통을 모두 발견했습니다.” 태크니의 말이다. “그 말은 베링 육교의 초기 인구집단에 현재 아메리카 원주민의 기원이 된 다섯 계통이 모두 있었다는 이야기입니다.”

업워드선 강에 매장된 인골의 DNA 해독하기

페어뱅크스에서 남동쪽으로 50마일 정도 떨어진 타나나 강 계곡에 위치한 업워드선 강(Upward Sun River) 고대 야영지는 2006 년에 발견되었다. 이 지역은 예전에 베링 육교의 일부였다. 아시아와 알래스카를 이어주는 베링 육교는 마지막 빙하기, 약 28,000 년 전부터 최소한 18,000 년 전까지 해수면이 낮았을 당시에 존재했다.

2010년에 알래스카 대학 페어뱅크스의 인류학자 벤 포터가 주거구조의 난로 가까이에 매장된 세 살바가 어린의 화장된 유해를 발견했다. 불에 탄 유해에서 이 어린이의 DNA 를 추출하지는 못했다.

2013년, 포터의 연구팀은 첫번째 아이 밑에 매장된 아이의 유해를 두 구 더 발견했다. 이들은 화장되지 않은 유해였다. 포터는 유아들이 어떻게 죽었는지는 알기 힘들다고 말한다. 이번 연구의 공저자인 포터는 오루크에게 이 아이들의 미토콘드리아 DNA 를 분석해 보라고 부탁했다.

오루크와 태크니는 유타 대학의 유전학자들과 협력해 두 유아로부터 추출한 미토콘드리아 DNA 를 해독했다. 이 유해들은 업워드선 리버에서 발견되었기 때문에 USR1 과 USR2 로 불렸다. 미토콘드리아 DNA 는 세포의 발전소 역할을 하는 미토콘드리아 내부에 들어 있다.

두개골 조각으로부터 연구자들은 USR1 의 DNA 는 5870만 개, USR2 의 DNA 는 5580만 개의 염기서열을 읽어낼 수 있었다. 이 염기서열로부터 유타 대학의 과학자들은 USR1 에서 20,004 개, USR2 에서 32979 개의 고품질 미토콘드리아 DNA 염기서열을 얻어냈다.

“각각으로부터 미토콘드리아 유전체의 일부가 아닌, 전체 염기서열을 얻어낼 수 있습니다.” 오루크의 말이다.

두 명의 유아는 남북아메리카 전체에 퍼져 있는 두 원주민 계통과 가까운 관계

포터는 이번 발견이 “아주 초기 베링 육교에 살던 인구집단들 내에 존재하여 이들을 북아메리카와 남아메리카에 살고 있는 아메리카 원주민들과 여러 방식으로 연결해주는 이들의 유전적 다양성을 이해하는 데 도움이 된다” 고 말한다.

연구자들은 유아 USR1 은 아메리카 원주민 계통 C1b 에 속하며 유아 USR2 는 B2 로 알려진 더 흔한 원주민 계통에 속한다는 것을 밝혔다. (아메리카 원주민 계통의 명칭은 A, B, C, D, 혹은 X 로 시작한다.)

“서로 다른 어머니를 가진 유아가 함께 묻히는 경우는 흔하지 않습니다.” 오루크의 말이다. “이들의 사회 구조 및 장례 풍습에 대한 의문을 가지게 합니다.” 아이들의 아버지가 같은 사람인지에 대한 의문도 여기에 포함된다.

C1 계통 (대부분의 유해들은 하위분류인 C1b 수준까지 분류가 되지 않는다) 은 아리조나의 피마 부족과 후알라파이 부족, 캘리포니아의 델타 유만 부족, 그리고 볼리비아의 이그나치아노 부족, 지금은 멸종한 푸에르토리코의 타이노스 부족, 일로니의 노리스 농장에서 발견된 700년 된 뼈로만 알려져 있는 그룹을 포함하는 기타 여섯 부족들 사이에서 가장 자주 발견된다.

B2 계통은 북아메리카에서는 야카마, 위쉬람, 북 파이우테-쇼쇼니, 나바호, 후알라파이 (C1 유전자도 가지고 있는), 주니, 그리고 헤메즈 부족과 페루의 퀘차와 아이마라 부족 등 아메리카 전역에 걸쳐 있는 37 개의 부족에서 가장 자주 발견된다. B2 계통은 미국 남서부의 고대 프레몬트와 아나사지 부족들 사이에서도 흔한 편이다.

유전학 자료에 따르면 C1b 계통의 가장 최근 공통조상은 최소한 12,854 년 전에 존재했으며 B2 계통의 가장 최근 공통조상은 최소한 12,024 년 전에 존재했다고 한다. 오루크는 실제 시기는 이보다 더 이전이었으리라는 의심을 가지고 있지만 어느 경우든 11,500 년 된 유아는 그들 각각의 계보도가 시작되는 곳 부근에 위치했던 셈이다.

“업워드선 강에서 볼 수 있는 인구집단이 베링 육교 전역에 걸쳐 퍼져있던 고립된 여러 인구집단을 대표하는 것일 수 있고, 그렇게 고립된 인구집단들이 초기에 아메리카로 이주해 퍼지게 된 아메리카 원주민의 일부였을 수 있습니다. 각 인구집단들이 유전학적으로는 서로서로 조금씩 달랐겠죠.” 오루크의 말이다.

원주민 계통들은 남북아메리카에 불규칙하게 퍼져있다

북아메리카 북부에 위치한 현재의 아메리카 원주민 부족들에게서는 미토콘드리아 DNA 의 다양성이 거의 보이지 않는다고 오루크는 말한다. 한때는 북극권 가까운 지역을 점거했던 계통이 지금은 그곳에서 사라져 남북아메리카 대륙 전체에 퍼져 있게 되었을까? 그리고 다섯 계통이 남북아메리카 전체에 왜 고르게 퍼져 있지 않을까?

“답은 인구집단의 크기와 인구집단 이주의 속도에 있습니다.” 오루크의 말이다. “작은 인구집단에서는 어떤 계통이 사라져서 더 이상 전달되지 않기도 합니다. 다른 인구집단에서는 그 계통이 잘 확립되어 더 흔하게 될 수도 있죠.”

“고대 인류의 DNA 를 연구하는 것은 서반구에 어떻게 사람이 정착하게 되었는지를 연구하는 데 있어서 중요합니다.” 태크니의 말이다. “현재의 알래스카 중앙이 된 곳에서 11,500 년 전에 죽은 이들 유아의 유전학을 연구하는 것은 이들이 누구였는지, 그리고 이들이 현재의 아메리카 원주민 인구집단과 어떻게 연관되어 있는지 하는 질문들에 답하는 데 도움을 주고 있습니다.”

참고문헌

Justin C. Tackney, Ben A. Potter, Jennifer Raff, Michael Powers, W. Scott Watkins, Derek Warner, Joshua D. Reuther, Joel D. Irish, and Dennis H. O’Rourke. Two contemporaneous mitogenomes from terminal Pleistocene burials in eastern Beringia. PNAS, October 26, 2015 DOI: 10.1073/pnas.1511903112

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