플로레스 호빗들은 어린 시절 성장이 느려지면서 몸집이 작아졌다!
by Tesla Monson, Andrew Weitz, The Conversation
호모 플로레시엔시스Homo floresiensis가 발견되기 전까지 과학자들은 인류 혈통의 진화가 점점 더 커지는 뇌에 의해 결정된다고 생각했다.
대뇌화encephalization라는 과정을 통해 인간의 뇌는 신체 크기에 비해 상대적으로 더 크게 진화했다.
인류학자들은 이처럼 상대적으로 큰 뇌 덕분에 우리와 우리 친척들은 불을 사용하고, 도구를 만들고, 예술 작품을 만들고, 동물을 길들이는 등 더 복잡한 작업을 수행할 수 있었다고 주장했다.
하지만 고고학자들이 2004년 과학 논문을 통해 우리의 화석 사촌인 호모 플로레시엔시스 존재를 발표하면서 이러한 이론은 폐기되었다.
호모 플로레시엔시스는 약 70만 년에서 6만 년 전 인도네시아 열대우림에서 살았으며, 이는 우리 종과 부분적으로 동시대에 존재했다.
호빗Hobbits이라는 별명이 잘 어울리는 호모 플로레시엔시스는 키가 1미터(3피트)가 조금 넘는 작은 체구에 침팬지 크기 뇌를 보유했다.
이 발견은 지난 수백만 년 동안 뇌가 커져 왔다는 기존 가정을 뒤집었고, 우리 호모속(Homo)의 최근 인류 친척과 더 오래된 조상을 구분하는 요소에 대한 혼란을 야기했다.
Annals of Human Biology에 게재된 두개골과 치아에 대한 우리의 새로운 연구는 호빗이 어떻게 작은 체구로 진화했는지에 대한 새로운 이론을 제시한다.
우리는 웨스턴 워싱턴 대학교(Western Washington University) 인류학 교수들이다.
화석 기록 속 청소년을 연구하는 생물인류학자들을 위한 2023년 워크숍에 참석한 후, 인류 진화 과정에서 뇌 크기 변화를 살펴보기 시작했다.
어금니 비율에 대한 우리의 이전 연구는 태아의 성장률이 영장류의 어금니 비율과 밀접한 관련이 있음을 보여줌으로써 임신 진화에 대한 새로운 통찰력을 제공했다.
이제 우리는 화석 친척들 사이에서 이빨 비율과 뇌 크기 사이의 관계를 밝혀낼 수 있는지 알아보고 싶었다.
고생물학자들은 호모 플로레시엔시스를 포함한 많은 화석 종에 대해 제한된 골격 물질, 때로는 몇 개 이빨만 있을 뿐이다.
이빨 비율을 통해 화석 뇌 크기에 대한 정보를 얻을 수 있다면, 과거 대뇌화 변화를 평가할 수 있는 새로운 가능성이 열린다.
치아를 이용한 뇌 크기 재구성
우리는 약 500만 년 진화 과정을 거치며 인류 가계도에 있는 15개 화석 종 치아와 뇌 크기에 대한 데이터를 수집했다.
다소 모순적이게도, 지혜니wisdom teeth라고도 불리는 제3대구치third molars는 대부분 종에서 인류 진화 과정에서 뇌 크기가 커짐에 따라 비례적으로 작아졌다.
전반적으로, 비교적 큰 지혜니를 가진 인류 친척들은 더 오래되었고 뇌도 작았다.
호모 네안데르탈렌시스와 같은 더 최근 분류군은 다른 이빨에 비해 상대적으로 작은 제3대구치와 더 큰 뇌를 가지고 있었다.
이러한 관계를 통해 연구자들은 불완전한 화석, 아마도 몇 개 이빨만 남은 화석의 뇌 크기에 대한 정보를 알아낼 수 있다.
치아는 주로 무기물로 이루어지기 때문에 신체 다른 부위보다 화석 기록에서 훨씬 더 자주 발견되며, 발굴된 고생물학 자료 대부분을 차지한다. 치아 몇 개만으로 뇌 크기를 더 잘 알 수 있다는 것은 매우 유용한 도구다.
과학자들은 이제 뇌와 치아 형성이 임신 기간 동안 불가분의 관계에 있다는 사실은 안다. 그리고 대부분의 종에서 뇌가 클수록 지혜니는 작아진다.
호모 속(Homo)에서 유일한 예외는 호모 플로레시엔시스(Homo floresiensis), 즉 호빗이다.
호빗의 지혜니는 다른 어금니에 비해 작은데, 이는 호모 속 구성원들의 전형적인 모습이다.
하지만 이들의 뇌 또한 작은데, 이는 매우 이례적인 현상이다.
뇌 크기가 감소하는 주요 원인은 두 가지다.
하나는 임신 기간 중 출생 전 성장이 둔화하기 때문이고, 다른 하나는 출생 후 아동기 동안 성장이 둔화하기 때문이다.
치아는 임신 초기에 발달하기 때문에 임신 중 성장 속도가 느려지면 치아 모양과 크기, 심지어 치아 발달 여부에도 영향을 미치는 경향이 있다.
나중에 아동기에 성장이 둔화하면 신체 부위가 각기 다른 시기에 발달하기 때문에 골격 모양과 크기에 다른 방식으로 영향을 미친다.
우리의 새로운 연구는 호모 플로레시엔시스의 체구가 어린 시절 성장이 느려지면서 더 큰 체구를 가진 호모 조상보다 작아졌을 가능성이 높다는 증거를 제시한다.
호빗의 작은 지혜니는 적어도 자궁 내에서는 인간과 그 친척들의 특징인 상대적으로 큰 뇌를 가질 수 있는 길을 걷고 있었음을 시사한다.
뇌 성장을 늦추는 브레이크는 출생 후에 발생했을 가능성이 높다.
사실, 이는 키가 작은 일부 현생 인류 집단이 지역 생태 조건에 적응해 온 것과 동일한 메커니즘이다.
섬에서 작아지다
호모 플로레시엔시스의 작은 체구는 플로레스 섬의 독특한 환경에 적응한 결과였을 가능성이 높다.
외딴 섬에서의 생활에 적응하여 작은 체구로 진화한 것을 섬의 나니즘insular nanism이라고 한다.
지난 6천만 년 동안 다른 포유류들이 섬에서 작아진 사례는 많다.
하지만 가장 관련성 있는 사례 중 하나는 플로레스 섬에 살았고 H. floresiensis가 식량으로 사냥한 난쟁이 코끼리dwarf elephant인 스테고돈 손다리(Stegodon sondaarii)다.
호모 플로레시엔시스와 동남아시아에 산 또 다른 작은 섬 호미닌인 호모 루조넨시스Homo luzonensis는 섬 서식지 특징인 제한된 식량 공급과 대형 포식자의 부족이라는 생태적 영향으로 인해 매우 작은 키로 진화했을 가능성이 높다.
뇌 크기와 신체 크기는 밀접하게 연관되어 있기 때문에 신체 크기의 진화는 본질적으로 뇌 진화에 영향을 미친다.
현생 인류 중 몸집이 큰 사람은 뇌가 더 크고, 몸집이 작은 사람은 뇌가 더 작다.
하지만 뇌가 작은 사람이 뇌가 큰 사람보다 지능이 떨어지는 것은 아니다.
신체 크기 차이가 뇌 크기를 결정하는 것이지, 인지 능력을 측정하는 척도가 아니다.
섬 호빗들은 도구를 만들고, 피그미 코끼리와 같은 큰 사냥감을 사냥했으며, 불을 사용했을 가능성이 높다.
우리 연구는 그들의 작은 신체 크기가 어린 시절 성장 둔화에서 비롯되었다는 것을 뒷받침한다.
하지만 이러한 과정은 뇌 기능이나 인지 능력에 거의 영향을 미치지 않았을 가능성이 높다.
우리는 호빗들이 몸집은 작았지만 매우 유능했을 것이라는 가설을 세운다.
우리의 진화 이해
우리 연구를 포함한 새로운 연구는 임신과 아동의 성장 및 발달이 어떻게 진화했는지 이해하는 것의 중요성을 계속해서 강조하고 있다.
인간을 진화적 조상과 구별하는 것이 무엇이고, 어떻게 진화했는지 알고 싶다면, 삶의 초기 순간들이 어떻게, 그리고 왜 변했는지 이해해야 한다.
우리 연구는 또한 인간 진화의 주요 동력인 뇌 크기 증가에 대한 끝없는 관심을 재평가하도록 장려한다.
호모속(Homo)의 다른 종들은 뇌가 작았지만 우리와 크게 다르지 않았을 가능성이 높다.
More information: Tesla A. Monson et al, Molar proportions, endocranial volume, and insular nanism in fossil Homo, Annals of Human Biology (2025). DOI: 10.1080/03014460.2025.2512027
Provided by The Conversation