유쾌 상쾌 통쾌 고고학, 과학이 1만7천 년 전 알래스카 털매머드 일생을 복구하다(2020)

17,000년 된 매머드 삶을 전례 없이 자세히 추적하다

by 알래스카 페어뱅크스 대학교University of Alaska Fairbanks

17,100년 전 북극 알래스카 산길을 지나는 성체 수컷 털매머드 모습이 담긴 그림. 이 이미지는 고생물학 화가 제임스 헤이븐스James Havens가 그린 실물 크기 원본 그림을 바탕으로 제작했으며, 알래스카 대학교 북부 박물관University of Alaska Museum of the North에 있다. 사진 제공: JR 안체타, 알래스카 페어뱅크스 대학교

 
(2021년 8월 12일) 국제 연구팀이 북극 털매머드Arctic woolly mammoth의 놀라운 생애를 추적했다.

이 매머드는 28년 동안 알래스카 광활한 대지를 누비며 지구를 거의 두 바퀴나 돌았다.

연구진은 알래스카 대학교 북부 박물관University of Alaska Museum of the North에 소장된 17,000년 된 화석을 분석함으로써 이 매머드의 삶에 대한 전례 없는 세부 정보를 수집했다.

매머드 상아에서 동위원소 데이터를 추출하고 분석함으로써, 연구팀은 매머드의 이동 경로와 식단을 해당 지역의 동위원소 지도와 대조할 수 있었다.

털매머드의 삶과 이동에 대해서는 알려진 바가 거의 없었으며, 이번 연구는 매머드가 광활한 지역을 이동했다는 최초의 증거를 제시한다.

매머드의 생애에 대한 자세한 내용은 과학 저널 '사이언스' 최신호에 실렸다.

이번 논문 공동 주저자인 알래스카 페어뱅크스 대학교 매튜 울러Matthew Wooller 연구원은 "계절에 따라 이동했는지는 확실하지 않지만, 상당히 넓은 지역을 이동했음은 분명하다"고 말했다.

"매머드는 생애 동안 알래스카 여러 지역을 방문했는데, 알래스카 넓이를 생각하면 정말 놀라운 일입니다."

울러 연구원이 소장으로 있는 알래스카 안정 동위원소 시설 연구원들은 6피트(약 1.8미터) 길이 매머드 상아를 세로로 반으로 갈라 레이저와 기타 기술을 이용해 약 40만 개 미세한 동위원소 데이터를 추출했다.

알래스카 안정 동위원소 시설에서 촬영한, 잘린 매머드 상아 근접 사진. 파란색 염색약을 사용하여 성장선을 나타냈다. 레이저와 기타 기술을 이용해 상아를 따라 샘플을 채취하고 동위원소 분석을 통해 매머드 생애 기록을 확인할 수 있었다. 사진 제공: JR 안체타, 알래스카 페어뱅크스 대학교

 
이처럼 상세한 동위원소 분석이 가능한 이유는 매머드 상아의 성장 방식 때문이다.

매머드는 평생 동안 매일 꾸준히 새로운 층을 쌓아 올렸다.

샘플 채취를 위해 상아를 세로로 잘랐을 때, 이러한 성장 띠는 마치 아이스크림 콘이 겹겹이 쌓인 것처럼 보여 매머드 생애 전체의 연대기적 기록을 제공했다.

"태어나는 순간부터 죽는 날까지, 그들의 일기는 상아에 기록되어 있습니다." 고생물학자이자 알래스카 대학교 북부 박물관 관장 팻 드루켄밀러Pat Druckenmiller 말이다.

"자연은 보통 개체의 삶을 이렇게 편리하고 평생 동안 기록할 수 있는 자료를 제공하지 않습니다."

알래스카 안정 동위원소 시설Alaska Stable Isotope Facility 소장인 맷 울러Mat Wooller가 알래스카 대학교 북부 박물관에 전시된 매머드 상아 컬렉션 사이에 무릎을 꿇고 있다. 사진 제공: JR 안체타, 알래스카 페어뱅크스 대학교

 
과학자들은 이 매머드가 북극권Arctic Circle 위 알래스카 북부 경사면Alaska's North Slope에서 죽었다는 것을 알고 있었다.

그곳에서 매머드 유해는 알래스카 페어뱅크스 대학교 댄 맨Dan Mann과 팸 그로브스Pam Groves를 포함한 연구팀이 발굴했으며, 이들은 이번 연구 공동 저자이기도 하다.

연구진은 매머드 상아에 있는 스트론튬과 산소 동위원소 특징을 분석하여, 알래스카 전역의 동위원소 변이를 예측한 지도와 대조함으로써 매머드의 이동 경로를 재구성했다.

연구진은 박물관 소장품인 알래스카 전역 작은 설치류 수백 마리 이빨을 분석하여 이 지도를 만들었다.

이 동물들은 평생 동안 비교적 짧은 거리를 이동하기 때문에 지역적인 동위원소 신호를 나타낸다.

연구진은 이 지역 데이터 세트를 사용하여 알래스카 전역의 동위원소 변이를 지도화하고, 매머드의 이동 경로를 추적하는 기준선을 마련했다.

지리적 장벽과 매머드가 매주 이동한 평균 거리를 고려한 후, 연구진은 새로운 공간 모델링 접근 방식을 사용하여 매머드가 생전에 이동했을 가능성이 높은 경로를 파악했다.

매머드 유해에 보존된 고대 DNA를 통해 연구팀은 이 매머드가 알래스카 본토에 산 마지막 매머드 집단과 관련된 수컷임을 확인할 수 있었다.

이번 연구 DNA 부분을 이끈 베스 샤피로Beth Shapiro는 이러한 세부 정보가 매머드의 삶과 행동에 대한 더 깊은 통찰력을 제공했다고 말했다.

예를 들어, 약 15세 무렵에 나타난 동위원소 특징, 생태, 이동 패턴의 급격한 변화는 아마도 그 매머드가 무리에서 쫓겨난 시기와 일치했을 가능성이 높으며, 이는 오늘날 일부 수컷 코끼리에게서 나타나는 패턴과 유사하다.

알래스카 페어뱅크스 대학교 알래스카 안정 동위원소 시설에 있는 갈라진 매머드 상아. 배경에서는 시설 부소장인 카렌 스팔레타Karen Spaleta가 분석을 위해 매머드 상아 조각을 준비 중이다. 사진 제공: JR 안체타, 알래스카 페어뱅크스 대학교

 
캘리포니아 대학교 산타크루즈University of California Santa Cruz 교수이자 하워드 휴즈 의학 연구소Howard Hughes Medical Institute 연구원인 샤피로는 "그가 수컷이라는 것을 알게 되면서 동위원소 데이터를 해석하는 데 더 나은 생물학적 맥락을 얻을 수 있었다"고 말했다. 

동위원소는 또한 그 동물의 죽음에 이르게 된 원인에 대한 단서를 제공했다.

이 생물은 생애 마지막 겨울 동안 질소 동위원소 수치가 급격히 상승했는데, 이는 포유류에서 기아의 특징적인 징후일 수 있다.

"이 데이터를 통해 우리가 보고 분석할 수 있었던 것들은 정말 놀랍다"고 공동 주저자인 클레망 바타유Clement Bataille (오타와 대학교 연구원)는 말했다. 그는 워싱턴 대학교 에이미 윌리스와 공동으로 모델링 작업을 이끌었다.

"멸종된 종의 삶에 대해 더 많이 알아내는 것은 단순한 호기심을 충족시키는 것 이상의 의미가 있다"고 알래스카 대학교 수산해양대학 및 북부공학연구소 울러 교수는 말했다.

이러한 세부 사항들은 오늘날 많은 종이 변화하는 기후에 맞춰 이동 패턴과 서식 범위를 조정하고 있는 상황에서 놀라울 정도로 중요한 의미를 가질 수 있다.
 

털매머드 생애사를 베링기아의 지리적, 기후적, 그리고 인류 이동이라는 맥락 속에서 후기 제4기 동안 요약한 지도.

"북극은 현재 많은 변화를 겪고 있으며, 우리는 과거를 통해 미래에 종들이 어떻게 변화할지 예측할 수 있다"고 울러 교수는 말했다.

"이러한 미스터리를 풀어가는 과정은 지구와 생태계가 환경 변화에 어떻게 반응하는지 보여주는 좋은 예입니다."

이번 연구에 참여한 다른 기관으로는 플로리다 주립대학교, 몬탄대학교 레오벤Montanuniversität Leoben 캠퍼스, 랴오청대학교Liaocheng University, 국립공원관리청National Park Service 등이 있다.

Publication details
Lifetime Mobility of an Arctic Woolly Mammoth, Science (2021). science.sciencemag.org/lookup/ … 1126/science.abg1134 

Journal information: Science 
Provided by University of Alaska Fairbanks 
 
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통쾌한 연구 아닌가? 이것이 과학 아닌가? 이런 짜릿함을 한국고고학에서는 언제 보려나? 

단 하나 분명한 사실은 문과대 고고학으로는 어림반푼어치도 없다는 점이다. 

왜 과학화를 해야 하는가? 

꼭 이런 말만 하면 우린 뼈다구가 없다고 피해가더라만, 이 말도 맞지 않을 뿐더러, 설혹 뼈가 없다 해서 과학을 거부해도 된다는 논리는 성립하지 아니한다.