잡종 매머드가 북미를 활보했음을 보여주는 화석 발견

털매머드는 추운 환경에 적응했으며, 두꺼운 털과 질긴 풀에 적합한 이빨이 있다. © Aunt Spray/ Shutterstock

 
by James Ashworth, Natural History Museum

북미의 매머드 종들은 지난 4만 년 동안 서로 교배했다. 캐나다에서 발견된 화석 이빨은 컬럼비아 매머드Columbian mammoths와 털매머드wooly mammoths가 서로 다른 종들이 섞여 새끼를 낳는 경우가 잦았음을 보여준다.

북미의 매머드 종들은 처음 발견되었을 때처럼 그렇게 분리되어 있지 않았다.

마지막 빙하기에는 두 종류의 매머드가 북미 대륙에 살았다.

털매머드는 현재 캐나다와 미국 북부에 살았고, 컬럼비아 매머드는 그보다 더 남쪽에 살았다.

서로 다른 기후와 먹이에 적응했기 때문에 이 종들은 대체로 독립적으로 생활했을 것으로 추정되었다.

그러나 캐나다 서부에서 발견된 두 개 매머드 어금니는 다른 이야기를 들려준다.
 

두 매머드 이빨 모양과 그 안에 담긴 DNA를 조사한 연구팀은 컬럼비아 매머드와 털매머드 교잡 증거를 발견했다. 사진 제공: 로라 테르메스

 
화석 이빨에 대한 유전자 분석 결과, 이 이빨은 해당 종의 잡종인 매머드에 속한다는 사실이 밝혀졌다.

사실, 젊은 화석이 다른 화석보다 콜롬비아 매머드 DNA를 더 많이 보유하므로 콜롬비아 매머드와 털매머드는 수천 년에 걸쳐 여러 차례 번식했을 가능성이 있다.

이 새로운 연구 공동 저자인 우리 과학자 중 한 명인 에이드리언 리스터Adrian Lister 교수는 이 발견이 잡종이 이전에 생각한 것보다 진화에 훨씬 더 큰 역할을 한다는 것을 시사한다고 말한다.

리스터 교수는 "전통적으로 우리는 서로 다른 종은 교배할 수 없다고 배웠다"고 말하며 "하지만 유전학 연구 능력이 발전함에 따라 실제로 이러한 일이 여러 번 일어났다는 것을 알게 되었다"고 덧붙였다.

"이 매머드를 연구하기 위해 우리가 취한 접근 방식은 다른 멸종된 동물에도 잠재적으로 적용될 수 있습니다.

이들의 역사를 재구성함으로써, 우리는 오늘날 우리가 보는 종의 진화에서 잡종이 어떤 역할을 했는지 더 잘 이해할 수 있을 것입니다."

이 연구 결과는 Biology Letters 저널에 게재되었다.

 

콜롬비아 매머드는 북미의 따뜻한 지역에 살았기 때문에 털매머드보다 털이 훨씬 적었을 것으로 추정된다. © 런던 자연사 박물관 이사회

잡종 매머드는 어떻게 진화했을까?

연구팀 일부는 2021년 시베리아 크레스토브카Krestovka에서 발견된 대초원 매머드 이빨에서 120만 년 된 DNA를 추출해 매머드 잡종의 증거를 처음 발견했다. 

역사적으로 대초원 매머드steppe mammoths는 약 70만 년 전 유라시아에서 털매머드로, 그리고 약 30만 년 후 북아메리카 중부 및 남부에서 콜럼버스 매머드로 진화한 것으로 여겨졌다.

그러나 크레스토브카 이빨은 이야기가 그렇게 단순하지 않다는 것을 보여주었다. 

크레스토브카 계통Krestovka lineage은 털매머드와 교배한 독특한 대초원 매머드 그룹으로 밝혀졌다.

현재는 이 교배가 콜럼버스 매머드를 탄생시킨 것으로 여겨진다.

이러한 교배는 털매머드와 대초원 매머드가 현재 침수된 시베리아와 알래스카 사이의 육교[베링기아]를 건넌 후 북미에서 일어났을 가능성이 높다. 

그 결과, 콜롬비아 매머드 DNA의 절반 정도가 털매머드로부터 유전되었다.

그러나 이 새로운 연구는 일부 털매머드도 콜롬비아 매머드 유전자를 물려받았다는 것을 보여준다. 

새로 발굴된 털매머드 이빨 중 하나는 약 3만 6천 년 전의 것으로, 이 이빨 주인이 컬럼비아 매머드로부터 유전체 21% 이상을 물려받았음을 보여준다.

약 1만 1천 년 후의 어린 이빨에서는 컬럼비아 매머드가 매머드 조상의 35%에 약간 못 미치는 유전적 다양성을 지닌다. 

컬럼비아 매머드 DNA의 증가는 털매머드와 컬럼비아 매머드 간 이종교배가 수천 년 동안 지속되었음을 시사한다.

성염색체 분석 결과, 이러한 교배는 대부분 수컷 컬럼비아 매머드와 암컷 털매머드가 교배한 결과였음이 밝혀졌다. 

두 종의 교배는 또한 북미 털매머드를 지금까지 알려진 다른 어떤 개체군보다 유전적으로 더욱 다양하게 만들었다.

DNA 다양성이 더 큰 종은 일반적으로 변화에 더 잘 적응하므로, 이것이 이 매머드의 생존에 도움이 되었을 가능성이 있다. 

압박받는 매머드

이 잡종 매머드는 같은 종의 다른 매머드들과 유전적으로 구별되지만, 이빨은 놀랍게도 다른 털매머드와 유사하다.

리스터는 이것이 자연선택의 결과일 가능성이 높다고 설명한다. 

리스터는 "우리는 잡종이 평균화한다고 생각하는 경향이 있다. 즉, 키가 큰 동물과 키가 작은 동물이 교배하면 중간 길이의 자손이 태어난다 생각한다"고 말한다.

"따라서 이 잡종의 이빨은 털매머드와 컬럼비아 매머드의 요소를 가지고 있을 것으로 예상할 수 있습니다." 

"하지만 우리는 이들의 이빨이 여전히 털매머드의 이빨과 매우 유사하다는 것을 발견했습니다.

털매머드는 춥고 탁 트인 평원에서 풀을 먹는 데 잘 적응되어 있습니다.

잡종 매머드가 비슷한 환경에서 살기 때문에 털매머드와 같은 이빨을 유지해야 한다는 압력이 작용합니다." 

이는 더 남쪽에 사는 잡종 컬럼비아 매머드도 마찬가지였을 것이다.

이들은 더 따뜻한 환경에서 더 다양한 음식을 먹었기 때문에 털매머드 DNA가 상당량 섞여 있음에도 더 일반적인 이빨을 유지해야 한다는 압력이 있었다. 

매머드 교잡의 영향을 더 심도 있게 연구하는 것은 현생 동물을 보호하는 데 도움이 될 수 있다.

예를 들어 스코틀랜드 살쾡이Scottish wildcat와 같은 종은 근연종인 집고양이와의 교배로 멸종 위기에 처해 있다.

환경 보호론자들이 참고할 수 있는 과거의 사례를 확보하는 것은 멸종 위기에 처한 종들의 잠재적 결과를 이해하는 데 도움이 될 수 있다. 

빙하기의 변화하는 환경은 과학자들이 현대 코끼리를 비롯한 동물들이 현대 기후 변화에 어떻게 적응할 수 있는지 이해하는 데에도 도움이 된다. 

리스터는 "현재로서는 종이 환경 변화를 어떻게 완화할 수 있는지 이해하는 것이 매우 중요하며, 이를 위해 과거의 기후 변화를 살펴볼 수 있다"고 덧붙였다.

"매머드가 결국 빙하기 말기에 살아남지 못했다는 것은 이미 알려져 있으며, 매머드의 적응력을 탐구하는 것은 그 이유를 더 잘 이해하는 데 도움이 될 수 있습니다." 

More information: Genomic and morphological analysis reveals long-term mammoth hybridization in British Columbia, Canada, Biology Letters (2025). DOI: 10.1098/rsbl.2025.0305. royalsocietypublishing.org/doi … .1098/rsbl.2025.0305 

Journal information: Biology Letters 
Provided by Natural History Museum