고대 동굴 사자 유전체 분석 결과 현대 사자와는 오래전에 분리됐지만 자주 교배

by Stockholm University
 

멸종된 동굴사자cave lion 여러 유전체를 분석한 새로운 연구에서 동굴사자가 현대 사자와는 100만 년 이상 전에 분리된 매우 독특한 진화 계통을 대표한다는 사실이 밝혀졌다.

연구 결과는 또한 동굴사자가 과거 기후 변화와 밀접하게 연관된 현대 사자와의 교배 역사를 지녔음을 보여준다.

스웨덴과 영국 과학자들이 주도한 이 연구 결과는 Cell에 발표되었다.

고대 유전체에 대한 전 지구적 연구

이 연구는 스톡홀름 대학교와 스웨덴 자연사 박물관 공동 연구 기관인 고생물유전학센터Center for Palaeogenetics (CPG)에서 수행했다.

연구진은 유라시아와 북미 최북단 지역에서 채집된 10만 년이 넘는 기간 동안 산 동굴사자 12개체 유전체를 분석하고, 이를 아프리카와 남부 아시아에 서식하는 현대 사자 20마리 유전체와 비교했다.

동굴사자 DNA는 이빨과 뼈뿐만 아니라, 북부 시베리아에서 발견된 매우 잘 보존된 새끼 동굴사자 두 마리를 포함한 일부 연조직 표본에서도 추출했다.

 

냉동 동굴에서 발견된 새끼 사자 스파르타Sparta는 방사성 탄소 연대 측정 결과 약 3만 2천 년 전 것으로 밝혀졌으며, 유전적으로 암컷으로 확인되었다. 스파르타는 2018년 시베리아 북동부 인디기르카Indigirka 강 근처 벨라야 고라Belaya Gora에서 발견되었으며, 본 연구 일환으로 유전체 서열 분석이 진행되었다. 사진 제공: 러브 달렌.

현대 사자와는 확연히 다른 계통

"동굴 사자는 흔히 현대 사자의 더 크고 강인한 버전으로만 묘사되었다"고 스톡홀름에서 박사후 연구원으로 활동했고 현재 영국 카디프 대학교 강사인 데이비드 스탠튼 David Stanton 수석 저자는 말한다.

"하지만 우리가 그들의 유전체에서 발견한 것은 훨씬 더 놀라운 사실입니다. 바로 백만 년 이상 독립적으로 진화하며 고유한 생물학적 특징을 축적해 온 계통이라는 것입니다."

유전체 비교 결과, 동굴 사자와 현대 사자는 확연히 다른 집단을 형성했으며, 이는 장기간에 걸친 진화적 분리를 시사한다.

이전 연구에서는 비교적 최근의 분화를 추정했지만, 이번 새로운 분석은 150만 년 이상 거슬러 올라가는 훨씬 더 오래된 분화를 뒷받침한다.
 
DNA에서 드러난 독특한 생물학적 특징

연구진은 동굴 사자의 독특한 생물학적 특징에 기여했을 것으로 추정되는 유전적 차이점을 확인했다.

연구 결과, 동굴 사자에서만 발견되는 돌연변이가 단백질 기능에 영향을 미칠 것으로 예측되었으며 뇌 기능, 시력, 성장 및 혈액 순환 발달과 관련된 유전자에서 유전적 변화가 과도하게 나타났다.

이러한 발견은 화석과 동굴 벽화에서 제시된 증거와 일치하며, 동굴 사자가 크기, 행동 및 생태적 적응 측면에서 현대 사자와 달랐음을 시사한다.

 

동굴사자와 현생 사자 그 접촉과 분리. 동 논문에서 전재

기후와 연관된 교배 사건

오랜 기간 동안 분리되어 있었음에도  동굴 사자와 현대 사자는 완전히 고립된 환경에서 진화하지 않았다.

연구팀은 수만 년에 걸쳐 두 계통 간에 여러 차례 교배가 있었음을 확인했다.

현대 사자의 유전적 기여도는 상대적으로 적었지만, 이러한 교배는 광범위하게 발생했으며 서로 다른 시기에 일어났다.

놀랍게도, 이러한 유전자 흐름의 시기는 과거 지구 기후 변화와 밀접하게 연관되어 있는 것으로 보인다.

연구진은 빙하가 가장 넓게 펼쳐져 있던 시기에 동굴 사자 게놈에서 현대 사자 조상의 비율이 증가했음을 발견했다.

이러한 추운 시기 동안 동굴 사자 개체군은 남쪽으로 서식지를 확장해 중앙아시아와 서남아시아 같은 지역 현대 사자와 접촉했을 가능성이 높다.

스톡홀름 고유전학센터 교수이자 연구 그룹 리더인 러브 달렌Love Dalén 수석 저자는 "이번 연구 결과는 과거 기후 변화가 서식지를 재형성하는 것 이상의 역할을 했다는 것을 시사한다. 기후 변화는 적극적으로 종들을 한 곳으로 끌어들여, 그렇지 않았다면 존재하지 않았을 이종교배의 기회를 단기간에 만들어냈다"고 말한다.

유라시아 전역의 역동적인 개체군

유전적 증거는 최근 멸종된 서남아시아의 현대 사자 개체군이 이러한 유전자 흐름의 가장 유력한 원천임을 보여준다.

이 사자들은 추운 시기 동안 두 계통 사이의 접촉 지대 역할을 한 것으로 보인다.

동시에 동굴 사자 개체군 자체도 매우 역동적이었다.

연구 데이터는 유라시아 전역의 동굴 사자 개체군 사이에 광범위한 유전적 연결성이 존재하며, 조상이 비교적 짧은 시간 안에 넓은 지역에 걸쳐 빠르게 확산되었음을 보여준다.


Publication details
Palaeogenomes reveal the evolutionary relationship between cave and modern lions, Cell (2026). DOI: 10.1016/j.cell.2026.05.007. http://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(26)00524-6

Journal information: Cell
 
후기 플라이스토세 일본 열도에는 호랑이가 아닌 동굴사자가 서식했다
https://historylibrary.net/entry/Japanese-Archipelago-cave-lions

후기 플라이스토세 일본 열도에는 호랑이가 아닌 동굴사자가 서식했다

 
네안데르탈인은 사자를 잡아 잡수셨다고

네안데르탈인은 사자를 잡아 잡수셨다고

 
수염까지 남았다는 시베리아 홍적세 동굴사자

수염까지 남았다는 시베리아 홍적세 동굴사자

 
한올한올 수염에 장기까지 살아남은 빙하기 동굴사자
https://historylibrary.net/entry/%E3%85%87-402

한올한올 수염에 장기까지 살아남은 빙하기 동굴사자