200만년전 파란트로푸스 치아에 난 구멍이 쥔 비밀

인류의 가까운 친척을 밝혀낼 수도

 

치아 특징을 연구하기 위해 사용한 P. robustus 두개골. (출처: Ian Towle)

치아 법랑질tooth enamel에 난 작은 구멍 덩어리가 수백만 년 전 단일 진화 계통으로 거슬러 올라갈 수 있는 비밀을 쥐었다? 

멸종된 인류 친척 파란트로푸스Paranthropus 치아 법랑질에 있는 불가사의한 구멍이 수십 년간 전문가들을 당혹스럽게 했다.

하지만 새로운 연구에 따르면 이 구멍 덩어리는 질병 증거가 아니라 유전적 요인에 따른 것이며, 인류 가계도를 더 깊이 이해하는 데 중요한 역할을 할 것으로 보인다고 라이브사이언스가 이 논문을 인용해 13일(한국시간) 보도했다.

호주 모나쉬 대학교Monash University 팔레오디트 연구소 연구원이자 공동 저자인 이언 타울(Ian Towle)은 라이브 사이언스(Live Science)와의 인터뷰에서 "치아는 엄청난 양의 생물학적 및 진화적 정보를 보존한다"면서 "이 특정 유형의 구멍은 특정 진화 계통을 나타내는 고유한 표지가 되어 화석을 식별하는 데 도움이 될 수 있다"고 말했다. 

타울과 동료들은 Journal of Human Evolution 7월호에 게재된 연구에서 이러한 연구 결과를 자세히 설명했다.

연구팀은 파란트로푸스 친척들 뒷어금니back molars 두꺼운 법랑질에 "균일하고 원형이며 얕은"(uniform, circular and shallow, UCS) 구멍이 있는 것이 특이하고 흥미로운 패턴이라고 밝혔다.

성장과 발달 과정에서 영양실조와 같은 환경적 문제로 치아 법랑질이 손상되어 법랑질 두께나 구성에 결함이 발생할 수 있다.

하지만 이러한 결함은 일반적으로 UCS 군집보다는 선이나 개별적인 구멍 형태로 나타난다.

UCS 구멍을 지닌 고대 인류 친척을 더 잘 이해하기 위해 연구진은 340만 년에서 110만 년 전 동아프리카와 남아프리카에 산 호미닌 치아 수십 개를 조사했다.

연구진은 이례적인 UCS 구멍이 파란트로푸스가 산 남아프리카 유적에서 흔했으며, 약 절반 개체가 이러한 유형 구멍이 있음을 발견했다.

그러나 다른 고대 호미닌 종에서는 UCS가 존재할 가능성이 있는 사례가 극소수에 불과했다.

예를 들어, 남아프리카 오스트랄로피테쿠스 아프리카누스Australopithecus africanus의 500개 이상 치아 표본에서 타울은 UCS 구멍의 확실한 증거가 없다고 말했다.

이는 남아프리카에서 발견된 파란트로푸스 호미닌이 오스트랄로피테쿠스 아프리카누스에서 직접 진화하지 않았음을 시사한다.
 

파란트로푸스 치아 법랑질에 있는 구멍 덩어리리는 유전적 특성일 가능성이 있다. (Image credit: Ian Towle)

 
그러나 동아프리카 오스트랄로피테쿠스에서는 UCS 구멍 형성의 증거가 일부 발견되어 파란트로푸스 속이 이들로부터 진화했을 가능성을 시사한다.

연구진은 호모 속 개체의 치아 중 UCS 유형의 구멍 형성을 지닌 개체가 소수에 불과했으며, 그중에는 호모 줄루엔시스(H. juluensis)와 호모 플로레시엔시스(H. floresiensis, "호빗")가 있다.

두 종 모두 약 20만 년 전 동아시아에 산 호미닌 종이다.

토울은 The Conversation에서 이 특이한 구멍 형성은 이 종들이 호모 속의 다른 구성원들보다 오스트랄로피테쿠스와 더 가까운 친척임을 시사할 수 있다고 언급했다.

하지만 우리 계통에서 몇 가지 사례만 있기 때문에 현재로서는 이러한 진화적 관계에 대한 결론을 내리기 어렵다고 타울은 말했다.

그는 "UCS 구멍이 호미닌 연구에서 개별 종을 식별하는 분류학적 표지로 확실하게 사용되기 위해서는 추가 연구가 필수적"이라고 덧붙였다.

이러한 치아에서 더 많은 정보를 얻을 수 있는 한 가지 잠재적인 방법은 치아 법랑질에 갇힌 고대 단백질을 연구하는 고단백체학paleoproteomics이다.

타울은 "고단백체학은 UCS 구멍에 대한 추가 정보를 제공하고 미래 연구의 흥미로운 방향을 제시하는 데 매우 중요할 수 있다"라고 말하며,

특히 구멍이 수컷과 암컷 파란트로푸스 개체 중 어느 쪽에서 더 흔한지 조사하는 데 도움이 될 것이라고 덧붙였다.

연구진의 연구에 따르면 UCS 구멍은 수백만 년에 걸친 파란트로푸스 친척들의 진화 역사에서 공통적인 유전적 특성이었던 것으로 보인다.

"우리의 새로운 연구에서 발견한 것은 구멍이나 움푹 들어간 부분과 같은 아주 작은 표면 특징조차도 호미닌의 생물학과 조상을 이해하는 데 유용할 수 있다는 것이다"고 타울은 말했다.

 

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이 소식이 대단한 고인류학계에서는 선풍을 일으키는 모양이라 아키올로지 뉴스에도 톱으로 떴으니 도판들만 소개한다. 

 

파란트로푸스 보이세이 포렌식 얼굴 복원. Credit: Draw made by Cicero Moraes and 3D scanning of the skull by Dr. Moacir Elias Santos / CC BY-SA 4.0

 

드리몰렌 주요 채석장(DMQ, 남아프리카)에서 발견된 파란트로푸스 로부스투스(Paranthropus robustus) 두 개 치아에서 균일하고 원형이며 얕은 소와가 관찰된다. A) DNH 36(상악 제2 유치 어금니), 원심. 설측면에 전방을 향한 균일하고 원형이며 얕은 소와가 관찰된다. Credit: Towle et al., Journal of Human Evolution (2025)

 

현미경 카메라를 이용하여 균일하고 원형이며 얕은 구멍을 보이는 여섯 개 표본을 합성한 모습. Credit: Towle et al., Journal of Human Evolution (2025)