동굴 흙에서 채취된 고인류의 DNA

동굴 흙에서 채취된 고인류의 DNA 

(Ancient DNA Recovered from Caves)

David F. Coppedge


     새로운 기술을 사용하여, 과학자들은 동굴 토양에서 고대의 DNA를 추출하고 있었다. 하지만 그들의 주장처럼 오래된 것일까?

DNA는 수명을 가지고 있다. DNA는 분해된다. 그래서 연구자들은 '쥐라기 공원'을 현실로 만들기에 충분한 공룡의 DNA를 얻을 가능성은 없다고 생각한다. 초기 인간이 살았던 동굴 토양에서, 뼈를 발굴함 없이도, DNA를 검출해서, 진화론적 연대를 측정할 수 있을까? 아니면 알려진 분해속도로 인해, 과학자들은 그것이 얼마나 오래된 것인지에 대한 그들의 가정을 재고하게 될 것인가? 단서를 얻기 위해 최근 뉴스를 검토해보자.


동굴에서 발견된 멸종된 인간의 DNA (BBC News. 2017. 4. 28). 이 기사는 ”거대한 과학적 돌파구(enormous scientific breakthrough)”라고 기술하고 있었다 : ”동굴의 침전물에서...멸종된 인간 DNA의 회복...뼈의 잔해가 없이도...” 막스플랑크 연구소(Max Planck Institute)의 연구자들은 벨기에, 크로아티아, 프랑스, 러시아, 스페인의 7개 지역에서 토양을 채취했다. 이 기사는 침전물의 성분이 DNA와 결합되어 있었다고 말한다. ”상온에서 수년 동안 저장되어 있던 침전물 시료조차도 DNA를 가지고 있었다.” 그들은 털복숭이 매머드, 털 많은 코뿔소, 동굴곰(cave bear), 동굴하이에나(cave hyena)와 같은 멸종된 생물의 DNA 시료들 사이에서, 골격 잔해가 없는, 네안데르탈인과 데니소바인(Denisovan)의 미토콘드리아 DNA를 발견했다. 그들은 심지어 (핵으로부터) 핵 DNA를 회수하는 것이 가능할 것이라고 생각하고 있었다. 이러한 환경에서 DNA의 수명이 얼마나 될지에 관해서는 어떠한 언급도 없었다.


진흙 DNA는 화석 없이도 고대 인간을 발견할 수 있음을 의미한다 (New Scientist. 2017. 4. 27). 마이클 르페이지(Michael LePage)는 동굴 토양에서 DNA를 발견하는 것은, ”초기 인류 조상을 연구하는 데에 있어서 놀라운 새로운 방법”이라고 부르고 있었다. ”모든 종류의 토양이나, 물 시료는 모든 종류의 생물들의 DNA로 가득하다”고 그는 최근 연구에서 발견된 몇 가지 사례를 제시하고 있었다. 그러나 DNA가 얼마나 오래 지속될 수 있을까? ”서늘한 동굴과 영구동토층에 묻혀있는 퇴적물에서, 이 환경적 DNA는 최대 70만 년 까지도 생존할 수 있다”라고 르페이지는 말했다. 그러나 그러한 DNA 분해속도는 진화론적 가정에 의해서 추정된 시료들의 연대로부터 계산된 것이 아닌가? 매머드 DNA를 발견한 에스크 윌러슬레브(Eske Willerslev)는 연대측정 방법에 의문을 가지고 있었다 :

이슈가 될 수 있는 것은, 고대 호미닌(hominin)의 DNA가 얼마나 오래된 것인지 정확하게 밝히는 것이라고, 윌러슬레브는 말한다. ”동굴 퇴적물은 종종 매우 교란되어 있다.” 이것은 그 연대의 정확한 측정을 어렵게 만들 것이라고 그는 말한다.


고대 인간의 유전체를 동굴 흙(cave dirt)에서 뽑아냈다 (Nature News. 2017. 4. 27). ”연구자들은 과거를 들여다보는 새로운 창으로서, 뼈를 찾을 필요 없이, 고대 인류의 DNA를 최초로 확인하였다.” 에웬 캘러웨이(Ewen Callaway)은 썼다. ”...인간 DNA는 식물, 동물, 곰팡이, 미생물의 DNA에 비해 토양에서 극히 드물다”며, 연구자들은 그러한 DNA들로부터 오염을 피하기 위해 매우 주의를 기울여야 한다고 지적했다. 과학자들은 고대 환경을 조사하는 새로운 방법에 대해 흥분하고 있었지만, 시료가 얼마나 오래되었는지 분명하지는 않다고 캘러웨이는 설명한다.

고대인들이 언제 살았는지를 결정하는 것은 어려운 일이다. 흙에 붙어있는 DNA는 물에 의해 이동될 수 있고, 토양을 통과하여 스며들 수 있으며, 훨씬 오래된 DNA를 함유하고 있는 층에서 멈춰질 수 있다. 그래서 연구자들은 그들이 회수한 DNA가 더 오래된 층으로 옮겨지지 않았다는 것을 입증하기 위해 노력하고 있었다. 시베리아의 차기르스카야 동굴(Chagyrskaya Cave)에서 연구자들은 동물의 뼈와 석기가 들어있는 층에서 풍부한 동물 DNA를 발견했지만, 오래된 층에서는 인간이나 동물의 존재에 대한 어떠한 징후도 발견하지 못했다. 즉, 고대인의 DNA는 층을 통과하여 이동하지 못하는 것 같음을 의미한다.

그러나 영국 코번트리 소재, 워릭 대학(University of Warwick)의 진화유전학자인 로빈 알라비(Robin Allaby)은 확신하지 못하고 있었다. 그는 일부 현장에서 회수된 많은 양의 DNA는 여러 다른 물질들이 혼합되어 특정 층에 침전됐을 수 있음을 가리키는 증거라고 생각하고 있었다. ”고대인을 식별할 수는 있지만, 그들의 연대를 측정하는 것은 약간의 문제가 된다.”라고 그는 말한다.

간단히 말해서, 이 기사의 어디에도 DNA의 분해속도에 관한 내용은 없었다. 뼈에서 DNA를 회수하는 일이 어려운 일이라면, 수십 년 동안 물에 노출되고, 건조되고, 산화되고, 교란된 토양으로부터 DNA를 회수하는 것은 얼마나 더 어려운 일이겠는가? 복잡한 유기분자들은 영원히 지속되지 않는다. 심지어 고립되어 (극도로 좋은 보존 환경에) 있었다하더라도, DNA는 화학 결합들이 깨지는 열적 섭동의 영향을 받는다. 이것이 세포 내의 분자기계들이 DNA를 수선하는 데에 많은 시간과 에너지를 쓰고 있는 이유이다. 2012년에 Nature 지는 DNA의 반감기가 521년이라고 발표했다. 반감기가 30번만 지나도, DNA 파편들은 너무도 부서져서 읽을 수 없게 될 것이다.

세포가 죽은 후, 효소들은 DNA의 척추를 이루고 있는 뉴클레오타이드 사이의 결합들을 파괴하기 시작하고, 미생물은 그 분해를 가속화시킨다. 그러나 결국, 물과의 반응은 대부분의 결합이 분해되는 원인으로 생각된다. 지하수는 거의 모든 곳에 편재하므로, 파묻힌 뼈 시료의 DNA는 이론적으로 정해진 속도로 분해되어야만 한다.

50만 년 동안 DNA가 손상되지 않고 그대로 유지될 수 있을 것이라고 생각은 경험적 증거에 반대되는 것으로 보인다. ”진화론에 의하면, 고대인의 DNA는 오래 되었음이 분명하다는 것이다. 왜냐하면 이들 고대인들은 오래 전에 살았었기 때문이라는 것이다.” 그러나 이러한 주장은 진화론적 가정을 사용하여 해석하는, 전형적인 순환논법(circular reasoning)인 것이다. 그러나 수천 년이라는 합리적인 상한선으로 연대를 재설정하는 것은 진화론에 충격을 주는 것이기 때문에, 진화론자들은 그러한 해석을 거부한다. 그들은 그것을 무시해버리거나, 진화론적 연대측정이 오류로 밝혀지지 않도록 새로운 가정을 만들어낼 것이다.



PLoS ONE(2013. 9. 11) 지에 게재된 한 연구에 의하면, 10,600년 전의 것으로 말해지는 호박(amber) 속 곤충의 DNA는 분해되어서 남아있지 않았다. 또한 Nature(2013. 9. 18) 지에 게재된 연구에 의하면, 영구동토층에서 발견된 30만 년(?) 된 동굴곰(cave bear)의 뼈로부터 발견된 DNA는 너무도 분해되어 있었는데, 대부분의 분절은 50개 염기쌍 보다 작은 길이였다는 것이다. 그렇다면, 수백만 년 되었다고 말해지는 표본으로부터 고대 DNA가 추출됐다는 주장이 의미하는 것은 무엇일까? 분명한 대답은 그러한 연대는 잘못됐다는 것이다.

심지어 6500만 년 전에 멸종했다는 공룡들에서도 DNA가 남아있음이 보고되고 있다. 밥 엔야트(Bob Enyart)는 공룡 DNA에 관한 동료-검토된 논문들에 대한 링크를 제공하고 있다.

 


번역 - 미디어위원회

링크 - http://crev.info/2017/05/ancient-dna-recovered-caves/

출처 - CEH, 2017. 5. 3.

구분 - 4

옛 주소 - http://www.kacr.or.kr/library/itemview.asp?no=6603

참고 : 6441|6233|5747|5708|5680|5509|5493|4807|4745|4259|749|6189|6387|6274|6541|6539|6520|6511|6496|6488|6484|6429|6403|6383|6352|6338|6318|6282|6252|6226|6187|6177|6173|6127|6108|5907|5916|5782|5769|5691|5684|5676|5648|5590|5612|5549|5505|5379|5291|5263|5247|5168|5140|5124|5068|5061|5053|5049|5047|5044|5010|5009|4995|4987|4986|4984|4851|4850|4791|4783|4769|4747|4731|4711|4707|4706|4702|4689|4667|4664|4665|4666|4654|4624|4613|4517|4486|4106|3957|3889|3868



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