세상에서 가장 오래된 '호모 사피엔스(Homo sapiens)' 화석이 발굴됐다. 인류의 직계 조상인 호모 사피엔스는 지금까지는 아프리카 동부 에티오피아에서 발굴된 19만5000년 전의 화석이 가장 오래된 것이었다. 하지만 이번에 발굴된 화석은 그보다 10만5000년은 더 된 30만 년 전에 살았던 호모 사피엔스였다. 과학자들은 이번 화석이 현생 인류의 진화 과정을 더욱 자세하게 밝혀줄 것으로 기대하고 있다.
◇화석과 DNA 사이 빈 시간 채워
독일 막스플랑크 진화인류학연구소의 장-자크 후블린 교수가 이끈 국제공동연구진은 국제학술지 네이처 8일자에 "아프리카 모로코의 제벨 이르후드에서 30만 년 전의 호모 사피엔스 두개골 화석들을 발굴했다"고 발표했다. 화석 주변에서는 돌을 쪼아 만든 석기(石器)들도 다량 출토됐는데, 역시 연대가 30만 년 전으로 측정됐다.
과학자들은 지금까지 화석 증거를 토대로 호모 사피엔스가 20만 년 전 아프리카 동부에 나타나 10만 년 전 유럽과 아시아로 퍼져나갔다고 생각했다. 이 과정에서 미리 유라시아에 정착해 있던 네안데르탈인과 경쟁하면서 때때로 교배도 이뤄졌다. 현생 인류의 DNA를 분석하면 4% 정도가 3만 년 전 멸종한 네안데르탈인에게서 물려받은 것으로 나온다. 후블린 교수는 "호모 사피엔스가 아프리카를 떠나 유라시아로 퍼지기 전에 이미 아프리카 내부의 서부에서 동부로 확산이 먼저 일어났다고 볼 수 있다"고 밝혔다. 영국 런던자연사박물관의 크리스 스트링어 박사는 네이처에 실린 논평논문에서 "화석과 DNA 증거 사이의 간극을 메워줄 귀중한 발견"이라고 평가했다.
DNA는 시간이 지나면서 돌연변이가 생긴다. 이를 비교하면 진화 과정을 역산할 수 있다. 오늘날 인류와 네안데르탈인의 DNA를 비교하면 50만 년 전 공통 조상에서 호모 사피엔스와 네안데르탈인이 갈라진 것으로 나온다. 하지만 지금까지 발굴된 호모 사피엔스 화석은 모두 20만 년 이내여서 화석과 DNA 증거 사이에 30만 년의 빈 공간이 발생했다. 이번 모로코 화석은 이 빈 공간을 처음으로 채운 초기 호모 사피엔스이다. 인류 진화사의 빈 고리가 발견된 것이다.
◇최신 연대 측정으로 제시간 찾아
제벨 이르후드 유적지에서는 1960년대부터 호모 사피엔스 화석이 발굴됐다. 당시에는 16만 년 전의 인류로 추정했다. 막스플랑크 연구소는 2004년부터 재발굴에 들어가 5명에게서 나온 눈썹뼈, 턱뼈 등의 두개골 화석을 새로 발굴했다. 연구진은 치아의 법랑질에 있는 극미량의 우라늄을 최신 기술로 분석해 30만 년 전의 화석임을 알아냈다. 치아에는 방사성 물질인 우라늄이 극미량 들어있는데 방사능이 얼마나 줄었는지를 통해 지나온 시간을 알 수 있다.
제벨 이르후드 지역에서 발굴된 석기들은 몸돌을 쪼아 큰 석기를 만들고 부산물로 나온 작은 돌조각(박편)도 도구로 만드는 이른바 '르발루아' 방식이었다. 30만 년~4만 년 전 중기 구석기시대 네안데르탈인 유적지에서 주로 발굴되는 형태이다.
연구진은 석기에는 열발광법이라는 최신 연대 측정법을 썼다. 이용일 서울대 지구환경과학부 교수는 "석기는 땅에 묻힌 시간에 따라 땅속 방사성 물질로부터 받은 에너지가 달라진다"며 "석기에 열을 가해 나오는 빛을 분석하면 방사성 물질에서 받은 에너지양과 땅에 묻힌 시간을 역산할 수 있다"고 말했다.
◇10만 년 동안 뇌 형태가 주로 변해
과학자들은 호모 사피엔스의 역사에 새로 추가된 10만 년 동안 주로 뇌에서 진화가 이뤄졌다고 주장했다. 두개골을 보면 이번 호모 사피엔스는 유럽에서 나온 호모 사피엔스 화석이나 현대인과 얼굴 형태는 거의 흡사하다. 광대뼈나 눈썹뼈, 작은 얼굴 등이 40만 년 전 네안데르탈인과는 확연히 차이가 난다.
하지만 뇌를 둘러싼 부분은 좀 다르다. 현대인이나 유라시아의 호모 사피엔스는 공 모양이지만 이번 화석은 뒤로 길쭉한 형태였다. 이 부분만 보면 오히려 이전 네안데르탈인과 유사했다. 막스플랑크연구소 후블린 교수는 "현대인과 네안데르탈인의 DNA를 비교하면 뇌와 신경계에 관여하는 유전자에서 차이가 컸다"며 "이번에 발굴한 초기 호모 사피엔스 이후 10만 년 동안 뇌가 급격히 진화하면서 두개골도 오늘날의 공 형태로 바뀐 것"이라고 설명했다.