초기 인류는 남녀간 극심한 크기 차이가 났다
암컷·자원 쟁탈전에서 살아남고자 하는 분투
새롭게 발표된 연구에 따르면, 인류의 초기 조상 중 일부 남성이 여성보다 훨씬 컸다.
오스트랄로피테쿠스 아파렌시스Australopithecus afarensis(유명한 화석 "루시Lucy"가 포함된 동아프리카 종)와 오스트랄로피테쿠스 아프리카누스 A. africanus(근연종인 남아프리카 종)에서 나타나는 현저한 크기 차이는 고대 인류가 남성 간 치열한 경쟁이 특징인 사회 체계에서 살았을 가능성을 시사하며, 이로 인해 남녀 간 상당한 크기 차이가 발생했을 가능성이 있다.
올버니 대학교 인류학자 아담 D. 고든이 주도한 이 연구는 미국 생물인류학 저널(American Journal of Biological Anthropology) 7월호에 게재되었다.
불완전한 화석 기록 한계를 극복하는 새로운 접근법을 사용하여 이 연구는 A. afarensis와 A. africanus가 모두 현대인보다 성적 이형성sexually dimorphic이 더 강했으며, 어떤 경우에는 고릴라보다 더 강했다는 사실을 밝혔다.
"이러한 차이는 결코 작지 않았다"고 예술과학대학 부교수인 고든은 말했다.
"오스트랄로피테쿠스 아파렌시스의 경우, 수컷이 암컷보다 훨씬 컸는데, 아마도 현존하는 어떤 유인원보다도 더 컸을 것입니다."
"멸종된 이 두 호미닌 종은 현생 인류보다 성별에 따른 크기 차이가 더 컸지만, 이러한 측면에서 현생 유인원 종보다 서로 더 큰 차이를 보였습니다. 이는 이 밀접한 관련 종에 작용하는 진화적 압력의 다양성이 우리가 이전에 생각했던 것보다 더 크다는 것을 시사합니다."
이 결과는 화석 기록에 대한 해석에 새로운 깊이를 더한다.
이전 연구들은 오스트랄로피테쿠스 아파렌시스의 이형성dimorphism에 대해 서로 다른 결론을 내렸으며, 일부 연구에서는 이형성이 현생 인류에서 관찰되는 비교적 낮은 수준과 유사하다고 주장했다.
더욱이, 불완전한 화석 표본과 통계적 검정력 부족으로 연구 한계가 있어 화석 종 간 직접적인 비교가 이전에는 이루어지지 않았다.
"이 분석은 현생 종의 골격 물질에서 표본을 추출할 때 두 화석 종 모두에서 누락된 데이터 구조를 모방하는 반복적 재표본 추출법을 사용하여 이러한 문제를 해결한다. 이를 통해 개별 표본이 단편적이더라도 여러 화석 개체를 포함할 수 있다"고 고든은 말했다.
"이 연구는 성별에 따른 진화적 압력, 즉 배우자를 향한 수컷의 경쟁과 임신 및 수유로 인한 대사적 제약으로 인해 암컷의 크기에 더 강하게 작용하는 자원 스트레스가 초기 호미닌 진화에 이전에 생각했던 것보다 더 큰 역할을 했다는 강력한 증거를 제시합니다."
성적 크기 이형성 sexual size dimorphism이 중요한 이유
성적 크기 이형성(SSD)은 단순한 신체적 특징이 아니라 행동과 진화 전략에 대한 더 깊은 의미를 드러낸다.
성 선택 이론과 일맥상통하게, 현생 영장류의 높은 SSD는 일반적으로 강력한 수컷 간 경쟁 및 사회 구조와 연관되어 있으며, 한두 큰 수컷이 여러 암컷의 생식적 접근을 독점하는 일부다처제 짝짓기 시스템polygynous mating systems을 가능하게 한다. (남자가 여러 암컷을 거느리고자 경쟁하는 과정에서 남자는 더 커졌다는 뜻)
대조적으로, 낮은 SSD는 모든 종에서 발견될 수 있지만, 특히 짝짓기 기회를 놓고 경쟁이 적은 사회 구조를 가진 종에서 발견되는 경향이 있다.
현대 인류는 낮은 수준에서 중간 수준 SSD를 보이는데, 수컷이 암컷보다 평균적으로 약간 더 크지만 성별 간에 크기가 상당히 겹친다. (결국 일부일처제가 남성 왜소화? 혹은 남녀 크기 평등화를 불렀다는 뜻. 일부다처제로 돌아가야 하나?)
게다가, 고든의 이전 연구에 따르면 현생 영장류의 높은 SSD는 심각한 자원 스트레스와도 관련이 있을 수 있다.
먹이가 부족할 때, 작고 건강한 암컷은 자신의 대사 요구를 충족하고 생식을 위한 에너지를 큰 암컷보다 더 빨리 저장할 수 있기 때문에, 다음 세대에 더 작은 어미에게서 더 많은 자손을 낳게 되고, 결과적으로 수컷과 암컷의 크기 차이가 더 커지게 된다.
두 오스트랄로피테쿠스 종에서 확인된 높은 SSD는 침팬지나 고릴라와 유사하게 수컷 간에 높은 수준의 경쟁이 있었음을 시사하는 반면, 두 화석 종 간 차이는 성 선택의 힘의 강도 차이 및/또는 환경 내 자원 스트레스의 강도 차이(예: 과일 공급이 부족한 건기의 길이의 차이)와 이것이 암컷 신체 크기에 미치는 영향 때문일 수 있다.
어떤 경우든, 이 화석 호미닌의 높은 SSD는 현생 인류에서 보이는 보다 균형 잡힌 크기와 극명한 대조를 이루며, 초기 호미닌 생활에 대한 다른 모델을 엿볼 수 있게 해 준다.
즉, 큰 체구는 경쟁적인 이유로 수컷의 생식 성공에 중요한 요인이었고, 작은 체구는 에너지적인 이유로 암컷의 생식 성공에 중요한 요인이었을 가능성이 있다.
연구 수행 방식
화석 데이터는 종종 단편적이기 때문에 고대 개체의 성별을 판별하는 것은 거의 불가능하다.
이를 해결하기 위해 고든은 상완골, 대퇴골, 경골 등 여러 골격 요소로부터 크기를 추정할 수 있는 기하 평균법을 사용했다.
그런 다음 재표본 추출 기법을 적용하여 화석 호미닌과 현생 영장류 간의 수천 건 비교를 시뮬레이션하여 통계 모델이 실제 화석 샘플의 불완전하고 불균등한 특성을 반영하도록 했다.
성별과 완전한 골격이 알려진 현대 고릴라, 침팬지, 그리고 인간 데이터를 사용하여 비교 프레임워크를 구축했다.
과거 연구에서는 통계적 결과가 약하거나 확실하지 않은 경우를 유사성의 증거로 해석하는 경우가 있었지만, 고든의 방법은 비교적 적은 양의 화석 샘플을 사용했을 때에도 명확하고 의미 있는 차이점을 보여주었다.
오스트랄로피테쿠스 아파렌시스의 신체 크기 변화가 성차가 아닌 진화적 경향을 반영했을 가능성을 배제하기 위해, 고든은 에티오피아 하다르층Hadar Formation에서 발굴된 30만 년 된 화석에 대한 연대기적 경향을 검증했다.
그의 분석 결과, 시간 경과에 따른 유의미한 크기 증가나 감소는 발견되지 않았으며, 이는 관찰된 변이가 진화적 표류나 평균 크기의 장기적인 증가가 아닌, 남성과 여성의 차이로 가장 잘 설명될 수 있음을 시사한다.
다시 쓰는 역사
고든의 연구 결과가 시사하는 바는 광범위하다. 390만 년에서 290만 년 전에 산 오스트랄로피테쿠스 아파렌시스는 현생 인류의 직계 조상이거나 직계 조상과 매우 가까운 친척 관계인 종으로 널리 알려져 있다.
그러나 높은 수준의 성적 이형성은 초기 인류가 예전에 생각한 것보다 훨씬 더 계층적이고 경쟁적인 사회 체계에서 살았을 가능성을 시사다.
한편, 이형성이 덜한 A. 아프리카누스는 A. 아파렌시스와 시간적으로 겹치지만 화석 기록에 처음 등장하고 마지막으로 나타나는 시기가 약간 뒤인 약 330만 년에서 210만 년 전 사이다.
이 A. 아프리카누스는 호미닌 계통수에서 다른 진화적 가지를 나타내거나, 더 인간과 유사한 사회적 행동 발달의 과도기적 단계를 나타낼 수 있다.
고든은 "우리는 일반적으로 이러한 초기 호미닌들을 '유순한 오스트랄로피테쿠스'라는 단일 집단으로 분류한다. 이 종들은 물리적 및 사회적 환경과 매우 유사한 방식으로 상호작용했을 것으로 생각된다"고 말했다.
"어느 정도 사실이지만(증거에 따르면 두 종 모두 현대인보다는 고릴라에 더 가까운 사회 조직을 가졌을 가능성이 있음), 이 두 멸종된 종에서 이형성의 정도가 상당히 다르다는 것은 이 밀접한 관련이 있는 호미닌 종이 유사하게 밀접한 관련이 있는 현생 유인원 종 쌍에 적용된 선택 압력보다 훨씬 더 뚜렷한 선택 압력을 받았음을 시사합니다. 이는 멸종된 우리의 조상과 가까운 친척들이 세상과 상호작용하는 방식이 얼마나 다양했는지를 보여줍니다."
More information: Adam D. Gordon, Sexual Size Dimorphism in Australopithecus: Postcranial Dimorphism Differs Significantly Among Australopithecusafarensis, A. africanus, and Modern Humans Despite Low‐Power Resampling Analyses, American Journal of Biological Anthropology (2025). DOI: 10.1002/ajpa.70093