[영장류] 200만 년 전 인류 치아에서 발견된 움푹 팬 자국이 인류 진화의 비밀을 밝혀낸다

by Ian Towle, The Conversation

치아에 나타나는 균일하고 원형이며 얕은 움푹 팬 자국은 진화적 관계에 대한 미처 발견되지 않은 단서일 수 있다. 출처: 토울 외, Journal of Human Evolution (2025). DOI: 10.1016/j.jhevol.2025.103703

(2025년 6월 9일) 우리 치아 바깥층을 이루는 에나멜enamel은 진화에 대한 단서를 찾기에는 다소 의외의 장소처럼 보일 수 있다.

하지만 에나멜은 화석 조상과 친척 사이 관계에 대해 생각보다 훨씬 많은 정보를 제공한다.

Journal of Human Evolution에 발표된 이번 연구에서 우리는 에나멜의 다른 측면, 정확히는 에나멜이 없는 부분을 주목했다.

특히, 화석 치아에 나타나는 작고 얕은 움푹 패인 자국은 영양실조나 질병 징후가 아닐 수 있다. 오히려 놀라운 진화적 의미를 지니고 있을 가능성이 있다.

이게 왜 중요한지 궁금하실 수도 있으리라. 나처럼 인류 진화 과정과 우리 조상 및 친척들이 서로 어떻게 연결되어 있었는지 알아내려고 노력하는 사람들에게는 치아가 매우 중요하다.

화석 치아에서 새로운 표지자를 발견한다면, 우리 가계도를 완성하는 데 도움이 될 새로운 도구를 얻게 될지도 모른다.

균일하고 원형이며 얕은 구멍

이러한 에나멜 구멍은 우리 속인 호모와 가까운 친척인 남아프리카의 파란트로푸스 로부스투스(Paranthropus robustus)에서 처음 발견되었다.

모양과 크기가 매우 일관적이며, 균일하고 원형이며 얕다.

처음에는 이 구멍이 파란트로푸스 로부스투스에만 나타나는 특징이라고 생각했다.

그러나 최근 연구에 따르면 이러한 종류의 구멍은 동아프리카 다른 파란트로푸스 종에서도 발견된다.

심지어 호모와 파란트로푸스 모두의 조상으로 추정되는 오스트랄로피테쿠스(Australopithecus) 개체에서도 발견되었다.

이러한 에나멜 구멍은 일반적으로 어린 시절 질병이나 영양실조와 같은 스트레스로 인한 결함으로 간주됐다.

그러나 종, 시대, 지역을 막론하고 놀라울 정도로 일관되게 나타나는 점은 이 에나멜 구멍이 더욱 흥미로운 의미를 지닐 수 있음을 시사한다.

이 구멍은 미묘하고 규칙적인 간격으로 나타나며, 종종 치아 머리의 특정 부위에 집중한다. 다른 손상이나 이상 징후 없이 나타난다.

200만 년의 진화

우리는 에티오피아 오모 계곡Omo Valley에서 발견된 인류(인간과 가장 가까운 멸종된 친척) 화석 치아를 분석했다.

이곳에서는 200만 년이 넘는 인류 진화 흔적을 찾아볼 수 있으며 남아프리카 드리몰렌Drimolen, 스와트크란스Swartkrans, 크롬드라이Kromdraai 유적과도 비교 분석을 진행했다.

오모 유적에는 가장 최근에 발견되었고 잘 알려진 세 인류 속인 파란트로푸스Paranthropus, 오스트랄로피테쿠스, 호모 치아가 포함된다. 이를 통해 우리는 인류 진화 계통도 여러 갈래에서 나타나는 특징적인 치아 홈 흔적을 추적할 수 있었다.

그 결과는 예상치 못한 것이었다. 균일한 홈은 동부 및 남부 아프리카의 파란트로푸스, 그리고 약 300만 년 전으로 추정되는 가장 초기 동부 아프리카 오스트랄로피테쿠스 치아에서 규칙적으로 나타났다.

그러나 남부 아프리카 오스트랄로피테쿠스와 우리 속인 호모에서는 균일한 홈이 눈에 띄게 나타나지 않았다.

결함일까… 아니면 단순한 형질일까?

만약 균일한 함몰이 스트레스나 질병으로 인해 발생했다면, 치아 크기나 법랑질 두께와 상관관계가 있고 앞니와 어금니 모두에 나타날 것으로 예상할 수 있다. 하지만 그렇지 않다.

더욱이, 스트레스 관련 결함은 일반적으로 수평 띠 형태로 나타난다. 이러한 결함은 대개 스트레스 발생 당시 발달 중이던 모든 치아에 영향을 미치지만, 이 함몰은 그렇지 않다.

균일하고 고른 함몰 양상은 영양실조나 질병과 같은 환경적 요인보다는 유전적 기원을 시사한다. (출처: Towle et al, Journal of Human Evolution (2025). DOI: 10.1016/j.jhevol.2025.103703)

 
우리는 이 함몰이 발생학적 및 유전적 기원을 가질 가능성이 높다고 생각한다.

이는 해당 종에서 법랑질 형성 방식 변화의 부산물로 나타났을 수도 있다. 심지어 알려지지 않은 기능적 목적이 있을 수도 있다.

어쨌든, 우리는 이러한 균일한 원형 함몰을 결함이 아닌 형질로 보아야 한다고 제안한다.

현대적 비교

유전적 기원설을 뒷받침하는 또 다른 근거는 오늘날 인간에게서 드물게 나타나는 에나멜 형성부전증(amelogenesis imperfecta)과의 비교에서 찾을 수 있다.

오늘날 약 1,000명 중 1명꼴로 에나멜 형성부전증을 앓고 있다.

반면, 우리가 관찰한 균일한 함몰은 파란트로푸스(Paranthropus) 개체의 절반 가까이에서 나타난다.

균일한 함몰이 유전적 요인에 기인할 가능성이 높지만, 우리는 이 함몰이 너무 흔해서 해로운 질환으로 간주하기 어렵다고 주장한다. 더욱이, 이 함몰은 수백만 년 동안 비슷한 빈도로 지속되었다.

새로운 진화적 지표

만약 이 균일한 함몰이 실제로 유전적 기원이라면, 우리는 이를 통해 진화적 관계를 추적할 수 있을 것이다.

우리는 이미 에나멜 두께enamel thickness, 교두 모양cusp shape, 마모 패턴wear patterns과 같은 미묘한 치아 특징을 이용하여 종을 식별한다.

균일한 함몰은 이러한 식별에 추가적인 도구가 될 수 있다.

예를 들어, 우리의 연구 결과는 파란트로푸스가 "단일계통군monophyletic group"이라는 생각을 뒷받침한다.

즉, 파란트로푸스에 속하는 모든 종은 서로 다른 오스트랄로피테쿠스 분류군에서 개별적으로 진화한 것이 아니라 (상대적으로) 최근의 공통 조상으로부터 유래했다는 것이다.

또한 500개 이상 치아 표본을 분석했음에도 남아프리카 종인 오스트랄로피테쿠스 아프리카누스Australopithecus africanus에서는 이러한 함몰 구조를 발견하지 못했다.

그러나 가장 초기의 오모 오스트랄로피테쿠스 표본에서는 이러한 함몰 구조가 나타난다.

따라서 이러한 함몰 구조는 파란트로푸스가 독자적인 진화 경로를 따라 분기한 지점을 밝히는 데 도움이 될 수 있을 것이다.

흥미로운 사례

특히 흥미로운 사례는 인도네시아에서 발견된 이른바 "호빗hobbit" 종인 호모 플로레시엔시스Homo floresiensis다. 공개된 이미지를 바탕으로, 이들 치아에서도 유사한 함몰 구조가 나타나는 것으로 보인다.

만약 이것이 확인된다면, 호모 속보다는 초기 오스트랄로피테쿠스 종과 더 밀접한 진화 역사를 가질 가능성을 시사할 수 있다.

하지만 H. floresiensis는 골격 및 치아 질환의 잠재적 발생 가능성도 보여주므로, 그러한 결론을 내리기 전에 더 많은 연구가 필요한다.

균일한 치아 함몰 현상의 발생 과정을 완전히 이해하기 위해서는 추가적인 연구가 필요하며, 이를 통해 분류학적 연구에 일상적으로 활용할 수 있을 것이다.

하지만 우리 연구 결과는 이 현상이 유전적 특성일 가능성이 높다는 것을 보여준다.

현재까지 연구된 어떤 현생 영장류에서도, 심지어 우리 속인 호모에서도 (드문 경우인 법랑질 형성 부전증은 제외하고) 발견되지 않은 특징이다.

따라서 이 현상은 화석 인류 사이 진화적 관계를 탐구하는 데 있어 매우 흥미로운 새로운 도구를 제공한다.

Publication details
Ian Towle et al, Uniform, circular, and shallow enamel pitting in hominins: Prevalence, morphological associations, and potential taxonomic significance, Journal of Human Evolution (2025). DOI: 10.1016/j.jhevol.2025.103703 

Journal information: Journal of Human Evolution 
Provided by The Conversation 
 
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