[가축] 신석기 시대 초기 양 사육 특징인 유전적 병목 현상에 대한 첫 번째 통찰

바이에른 자연사 박물관Bavarian Natural History Collections 제공

터키 중부 아나톨리아의 아시클리 회위크Aşıklı Höyük 정착지 유적 발굴 현장. 수천 년에 걸친 정착 생활 동안 형성된 수많은 지층이 선명하게 보인다. 사진 제공: 나디아 폴라트(SNSB-SPM)

 
(2024년 4월 15일) 현대 유라시아 양은 주로 암컷을 통해 유전되는 두 가지 모계 혈통에 속하기 때문에, 기존 연구에서는 야생 양의 가축화 초기 단계에서 유전적 다양성이 급격히 감소했을 것이라고 추정했다.

그러나 약 10,300년 전부터 9,300년 전까지 사람이 거주한 중부 아나톨리아 초기 가축화 유적 아시클리 회위크Aşıklı Höyük에서 발굴된 일련의 미토콘드리아 전체 게놈을 분석한 결과, 이러한 추정은 반증되었다. 

천 년 동안 인간이 양의 사육과 번식에 개입했지만, 미토콘드리아 유전체 다양성은 변함없이 높은 수준을 유지했으며, 이전에 알려지지 않은 계통을 포함해 총 다섯 개 모계 혈통이 확인되었다.

1,000년에 걸친 양 사육 역사 동안 지속적으로 높은 모계 혈통 다양성이 관찰된 것은 연구진에게도 예상치 못한 결과였다.

이 연구는 Science Advances에 게재되었다.

"아시클리 회위크Aşıklı Höyük에서는 사육된 양과 주민들이 사냥한 야생 양이 모두 존재했습니다. 필요에 따라, 예를 들어 질병이나 사육 중 스트레스로 인한 손실을 보충하기 위해 토종 야생 양을 사육 양에 추가했을 것으로 추정됩니다.

또한 사람들이 더 넓은 지역에 걸쳐 양을 교환했을 가능성도 고려해야 합니다. 이러한 관행의 유사점은 동남 아나톨리아가 원산지인 곡물을 중앙 아나톨리아로 수입한 사례에서 찾아볼 수 있습니다."

페터스Peters 교수는 말한다. [이 사람이 누구야? 느닷없이 등장? 뭔가 아티클에 착란이 있다. 주저자 같다. 아래에 뒤늦게 보인다.] 

서로 다른 모계 혈통 또는 하플로그룹haplogroups은 가계도의 가지와 유사하다.

특정 혈통에 속하는 개체들은 공통된 여성 조상으로부터 유래했기 때문에 미토콘드리아 유전체에서 비교적 적은 변이를 보인다.

오늘날 유럽 양에서는 하플로그룹 B가, 동아시아 양에서는 하플로그룹 A가 우세하다.

결과적으로, 미토콘드리아 유전체 다양성은 가축화 과정 후기에, 또는 신석기 시대에 양 사육이 원래 가축화 지역을 넘어 확산되었을 때 감소했을 가능성이 있는데, 이는 지금까지 답을 찾지 못한 질문으로 남아 있었다.

오늘날 중앙 아나톨리아 최초의 가축 양의 후손들. 이 지역 농업은 오늘날에도 여전히 대규모 양떼에 크게 의존한다. 사진 제공: Nadja Pöllath (SNSB-SPM)

 
이 질문에 답하기 위해 뮌헨 국립 고해부학 박물관(SNSB-SPM) Joris Peters 교수, 뮌헨 루드비히 막시밀리안 대학교 동물 개체군 유전체학 연구소 Ivica Medugorac 교수, 그리고 더블린 트리니티 칼리지 스머핏 유전학 연구소 Dan Bradley 교수가 이끄는 국제 연구팀은 유라시아 전역의 현대 및 고대 양 629마리 모계 혈통과 계통 발생 관계를 조사했다.

아시클리 회위크 연구 결과를 아나톨리아와 주변 지역, 그리고 유럽과 중앙아시아 후기 정착지에서 발굴된 고대 양뼈의 DNA 특징과 비교한 결과, 기원전 8천년대 무렵에 미토콘드리아 유전체 다양성이 크게 감소했음을 분명히 알 수 있다.

이로 인해 유럽에서 모계 혈통 B가 지배적인 현상이 나타났다는 점이 그 결과 중 하나다.

"이제 우리는 이러한 발전이 신석기 시대 후기에 발생한 이른바 '병목 현상bottleneck' 때문이라고 추정할 수 있습니다. 양 사육이 초기 가축화 이후 야생 양의 자연 분포 범위를 넘어 확산되면서 이러한 현상이 나타났습니다. 

이 병목 현상은 '창시자 효과founder effects'와 관련이 있을 가능성이 높습니다. 유럽으로 가축 사육이 확산되는 과정에서 이미 크게 감소한 양 개체군에서 더 작은 무리가 차례로 제거되었기 때문입니다."

페터스 교수는 이리 말한다.

"특히 유전학과 고고학적 데이터 세트를 통합하여 얻은 통찰력은 매우 흥미롭습니다. 동물고고학자, 고고학자, 유전학자들이 수십 년에 걸쳐 수집한 수많은 조각과 함께, 마지막 빙하기 이후 인류 문화 적응에 대한 더욱 일관된 그림이 드러나고 있습니다.

이러한 연구들은 동물 가축화가 세대를 거듭하며 이어진 계획적인 과정이 아니라, 우리의 최근 문화사를 크게 형성하고 오늘날까지 우리와 함께하는 우연과 필연의 과정이라는 것을 보여줍니다."

이비차 메두고라츠 교수Ivica Medugorac는 이리 덧붙인다.


Publication details
Edson Sandoval-Castellanos et al, Ancient mitogenomes from Pre-Pottery Neolithic Central Anatolia and the effects of a Late Neolithic bottleneck in sheep ( Ovis aries ), Science Advances (2024). DOI: 10.1126/sciadv.adj0954

Journal information: Science Advances 
Provided by The Bavarian Natural History Collections 


인구병목현상, 특히 유전자병목현상이란 무엇인가?

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