프린스턴 대학, 20만년간 현생 인류-네안데르탈인 교배 지도 제작

AI representation of a Neanderthal couple wearing fur. (Ricky/Adobe Stock)

 
한동안 우리는 네안데르탈인을 먼 친척, 즉 오래전에 사라진 별개 종으로 생각했다.

그러나 AI 기반 유전학 연구 덕분에 과학자들은 훨씬 더 복잡한 역사를 밝혀냈다.

현생 인류와 네안데르탈인은 단순히 만난 것이 아니라, 거의 25만 년 동안 반복적으로 교배하고 유전자를 공유했으며, 심지어 집단을 통합하기도 했다.

이러한 발견은 네안데르탈인이 진정으로 사라진 것이 아니라 흡수되었음을 시사한다.

그들의 유산은 우리 DNA에 살아 숨 쉬며 인류의 의미에 대한 우리의 이해를 재구성하고 있다.

네안데르탈인과 인류의 혼합

1856년 최초의 네안데르탈인 유골이 발견되었을 때, 이 신비로운 고대 인류에 대한 수많은 의문이 제기되었다.

그들은 우리와 유사했을까, 아니면 근본적으로 달랐을까? 우
리 조상은 그들과 협력했을까, 아니면 갈등을 겪었을까, 아니면 관계를 형성했을까?

네안데르탈인과 가까운 친척 관계인 데니소바인이 발견되어 한때 아시아와 남아시아 일부 지역에 살았으며, 이 이야기에 더 많은 흥미를 더했다.

이제 유전학자와 인공지능 전문가들로 구성된 연구진이 그 공유 역사의 새로운 면을 밝혀내고 있다.

프린스턴 대학교 루이스-시글러 통합 유전체학 연구소 Lewis-Sigler Institute for Integrative Genomics 조슈아 아키Joshua Akey 교수가 이끄는 연구팀이 초기 인류 집단 간 유전적 교환에 대한 강력한 증거를 발견하여 이전에 알려진 것보다 훨씬 더 깊고 복잡한 관계를 시사했다.

"유전학자들이 현생 인류와 네안데르탈인 혼합의 여러 단계를 확인한 것은 이번이 처음"이라고 아키 연구실에서 부연구원으로 이 연구를 수행한 중국 난징 동남대학교 의학유전학 및 발달생물학과 리밍 리Liming Li 교수는 말했다.

"이제 우리는 인류 역사의 대부분 동안 현생 인류와 네안데르탈인 사이에 접촉의 역사가 있었다는 것을 알게 되었다"고 아키 교수는 말했다.

우리의 가장 직접적인 조상인 호미닌은 약 60만 년 전에 네안데르탈인 가계도에서 분리되었고, 약 25만 년 전에 우리의 현대적 신체적 특징을 진화시켰다.

"그때부터 네안데르탈인이 사라질 때까지, 즉 약 20만 년 동안 현생 인류는 네안데르탈인과 교류했다"고 그는 말했다.

이들의 연구 결과는 사이언스(Science) 저널에 게재되었다.
 

Artistic illustration of Neanderthal and Homo sapiens skulls. Source: Matilda Luk, Office of Communications, Princeton University

빙하기 시대 고정관념 재고

한때 느리고 멍청하다는 고정관념으로 여겨진 네안데르탈인은 이제 숙련된 사냥꾼이자 도구 제작자로 여겨지며, 정교한 기술로 서로의 부상을 치료하고 추운 유럽 날씨에도 잘 적응한 것으로 간주된다.

(참고: 이 모든 호미닌 집단은 인류이지만, "네안데르탈인", "데니소바인", "고대 인류의 우리 인류"라는 표현을 피하기 위해 대부분의 고고학자와 인류학자들은 네안데르탈인, 데니소바인, 그리고 현생 인류라는 약칭을 사용한다.)

아키와 그의 연구팀은 현생 인류 2,000명과 네안데르탈인 3명, 데니소바인 1명의 유전체를 사용하여 지난 25만 년 동안 호미닌 집단 간의 유전자 흐름을 지도화했습니다.

연구진은 몇 년 전 개발한 IBDmix라는 유전학 도구를 사용했는데, 이 도구는 머신러닝 기술machine learning techniques을 사용하여 유전체를 해독한다.
이전 연구자들은 네안데르탈인이나 데니소바인 DNA가 거의 없거나 전혀 없는 것으로 여겨지는 현생 인류의 "참조 집단reference population"과 인간 유전체를 비교하는 데 의존했다.

아키Akey 팀은 네안데르탈 동굴에서 남쪽으로 수천 마일 떨어진 곳에 사는 언급된 집단조차도 항해자voyagers (또는 그 후손)가 남쪽으로 운반한 것으로 추정되는 미량의 네안데르탈 DNA를 보유하고 있다는 사실을 확인했다.

아키 연구팀은 IBDmix를 이용해 약 20만~25만 년 전에 첫 번째 접촉의 물결이 발생했고, 10만~12만 년 전에 두 번째 접촉의 물결이 발생했으며, 가장 큰 접촉의 물결은 약 5만~6만 년 전에 발생했음을 밝혀냈다. 

"현재까지 대부분의 유전학적 자료는 현생 인류가 25만 년 전 아프리카에서 진화하여 그 후 20만 년 동안 머물렀다가 5만 년 전에 아프리카를 떠나 전 세계 인류에게 전파되었다고 시사한다"고 아키는 말했다.

"우리 모델은 장기간의 정체기가 없었다는 것을 보여주지만, 현생 인류가 출현한 직후 아프리카를 떠나 다시 아프리카로 이주해 왔다는 것을 보여준다"고 그는 말했다.

"나한테 이 이야기는 분산에 관한 이야기입니다. 현생 인류는 이전에 우리가 알고 있던 것보다 훨씬 더 자주 네안데르탈인과 데니소바인을 만나며 이동해 왔습니다."

인류가 이동하고 있다는 이러한 관점은 호미닌 집단 간 문화 및 도구 교환을 시사하는 고고학 및 고인류학 연구와 일치한다.

리와 아키의 핵심적인 통찰력은 네안데르탈인 유전체에서 현생 인류의 DNA를 찾는 것이었으며, 그 반대의 경우는 없었다.

"지난 10년 동안 유전학 연구 대부분은 네안데르탈인과의 교배가 현생 인류의 표현형과 진화 역사에 어떤 영향을 미쳤는지에 집중했다. 하지만 이러한 질문은 그 반대의 경우에도 유의미하고 흥미롭다"고 아키는 말했다.

그들은 네안데르탈인과 현생 인류의 첫 번째 교배에서 태어난 자손이 네안데르탈인과 함께 살았기 때문에 현생 인류에게는 아무런 기록도 남기지 않았을 것이라는 사실을 깨달았다.

아키는 "이제 네안데르탈인 요소를 유전학 연구에 통합할 수 있게 되면서 이전에는 불가능한 방식으로 이러한 초기 확산을 관찰할 수 있게 되었다"고 말했다.

감소하는 인구와 유전적 착시

퍼즐의 마지막 조각은 네안데르탈인 인구가 연구자들이 이전에 생각한 것보다 적었다는 것을 발견한 것이었다.

과학자들은 종종 유전적 다양성을 통해 인구 규모를 추정한다.

일반적으로 유전체 변이가 많을수록 더 큰 집단을 시사한다.

하지만 아키 팀이 IBDmix라는 도구를 적용했을 때, 네안데르탈인 DNA의 겉보기에 다양한 대부분이 실제로는 훨씬 더 큰 인구를 보유한 현대인으로부터 유전된 유전자에서 유래했다는 것을 발견했다.

이 새로운 통찰을 바탕으로 과학자들은 네안데르탈인 번식 개체 수 추정치를 약 3,400명에서 약 2,400명으로 낮췄다.

이러한 연구 결과를 종합해 보면, 약 3만 년 전 네안데르탈인이 화석과 유전 기록에서 사라진 이유를 설명하는 데 도움이 된다.

"'멸종extinction'이라는 표현을 쓰고 싶지는 않다. 네안데르탈인은 대부분 흡수되었다고 생각하기 때문"이라고 아키는 말했다.

그의 이론은 네안데르탈인 개체 수가 서서히 줄어들다가 마지막 생존자들이 현생 인류 사회에 편입되었다는 것이다.

이 "동화 모델assimilation model"은 1989년 일리노이 주립대학교 인류학 교수인 프레드 스미스Fred Smith가 처음 제시했다.

아키는 "우리의 연구 결과는 프레드 가설과 일치하는 강력한 유전적 데이터를 제공하며, 이는 매우 흥미롭다고 생각한다"고 말했다.

"네안데르탈인은 아마도 매우 오랫동안 멸종 직전에 있었다"고 그는 말했다.

"우리의 추정에 따르면 개체 수를 10~20% 줄이면 이미 위험에 처한 개체 수는 상당히 줄어듭니다." 

"현생 인류는 본질적으로 해변에 부딪히는 파도와 같았습니다. 천천히 그러나 꾸준히 해변을 침식시켜 나갔습니다. 결국 우리는 인구통계학적으로 네안데르탈인을 압도하여 현생 인류에 편입시켰습니다."

이 연구는 미국 국립보건원(National Institutes of Health) 지원을 받았다(JMA에 대한 R01GM110068 연구비).

The article, titled ‘Princeton Study Maps 200,000 years of Human–Neanderthal Interbreeding’  was first published on Science Daily. 


전문 원전은 이를 인용한 Ancient Origins다. 

Source: Princeton University. "Princeton study maps 200,000 years of Human–Neanderthal interbreeding." ScienceDaily. ScienceDaily, 13 July 2025. http://www.sciencedaily.com/releases/2025/07/250713032519.htm