박쥐 유전체와 화석 모조리 분석, 배트맨 조상은 6500만 년 전 유럽에서 기원한 듯
박쥐 유전체와 화석, 6500만 년 전 유럽에서 기원한 듯
by 세인트앤드루스 대학교
세인트앤드루스 대학교 새로운 연구는 박쥐 유전체와 화석을 종합적으로 분석한 최대 규모 연구로, 박쥐가 약 6500만 년 전 유럽에서 기원해 전 세계로 퍼져나갔을 가능성이 가장 높다는 것을 밝혀냈다.
이번 연구는 또한 비행과 마찬가지로 반향정위 능력echolocation이 박쥐 진화 초기 단계에 발달했음을 보여주며, 박쥐의 뛰어난 장수와 질병 저항력의 유전적 기반을 연구하는 데 중요한 토대를 마련했다.
이는 인간 건강에도 잠재적으로 중요한 의미를 지닐 수 있다.
오늘(9월 23일 수요일) 네이처(Nature)에 발표된 이 연구는 64개국 137명 연구진이 참여한 Bat1K 컨소시엄의 국제 연구팀이 유전체와 화석 증거를 결합해 박쥐, 그리고 포유류의 비행 능력이 약 6500만 년 전 유럽에서 기원했을 가능성이 가장 높다는 것을 보여준다.
이번 연구 결과는 박쥐의 기원을 아시아, 아프리카 또는 북미로 추정한 기존 가설을 뒤집었다.
박쥐의 초기 후손들은 아프리카로 흩어져 유럽-아프리카 중심지를 형성했고, 이곳에서 박쥐는 아시아, 아메리카, 호주로 퍼져나갔다.
연구진은 현재까지 인정되는 21개 박쥐 과 모두를 대표하는 103종 박쥐 게놈을 분석해 역대 최대 규모 고품질 박쥐 게놈 컬렉션을 구축했다.
연구진은 최첨단 DNA 시퀀싱 및 계산 방법을 결합해 이러한 게놈을 생성하고 비교하며, 게놈에 포함된 유전자를 식별했다.
박쥐 진화 지도 작성
연구진은 전 세계에서 발견된 44종 화석 박쥐 게놈과 이 게놈들을 결합하여 세계에서 유일하게 날아다니는 포유류인 박쥐의 진화 역사를 재구성했다.
이 데이터 세트를 구축하기 위해서는 수십 년에 걸쳐 전 세계 박쥐에서 수집한 샘플이 필요했으며, 이에는 가장 외딴 지역에서 발견되는 희귀하고 특이한 박쥐 과 대표 표본도 포함되었다.
박쥐는 지구상에서 가장 특별한 포유류 중 하나다.
박쥐는 진정한 동력 비행이 가능한 유일한 포유류다.
대부분의 박쥐는 소리만을 이용해 칠흑 같은 어둠 속에서 방향을 찾고 사냥한다.
전 세계에 1,500종이 넘는 박쥐는 현존하는 포유류 5분의 1을 차지하며 식물의 수분, 씨앗 분산, 그리고 수많은 해충을 잡아먹는 등 건강한 생태계를 유지하는 데 중요한 역할을 한다.
하지만 이러한 놀라운 생물학적 특성과 생태학적 중요성에도 불구하고, 과학자들은 박쥐 진화에 대한 가장 근본적인 질문들에 대한 답을 찾기 위해 수십 년 동안 고군분투했다.
박쥐는 어디에서 왔을까? 박쥐 과들은 어떻게 관련되어 있을까? 비행과 반향정위는 언제 나타났을까? 그리고 박쥐는 다른 포유류와 구별되는 독특한 특징들을 어떻게 진화시켰을까?
진화 논쟁의 해결
이번 연구는 이러한 오랜 질문들에 대한 해답을 제시한다.
연구팀은 새로운 방법을 사용해 게놈과 화석을 분석하고 박쥐 진화 계통도를 수정하여 주요 박쥐 집단 간 관계에 대한 여러 오랜 논쟁을 해결했다.
세인트앤드루스 대학교 수석 저자이자 Bat1K 책임자인 소냐 버네스Sonja Vernes는 "박쥐는 끊임없이 우리를 놀라게 한다. 박쥐는 진화의 가장 위대한 실험 대상 중 하나다. Bat1K 수년간 국제 협력 결실인 이 특별한 유전체 자원은 마침내 박쥐의 놀라운 생물학적 특성이 어떻게 진화했는지 이해할 수 있게 해 준다"고 말했다.
또한, 많은 박쥐 종은 질병에 대한 놀라운 저항력을 보이며 크기에 비해 매우 긴 수명을 누린다.
이 연구를 위해 구축된 유전체 자원은 과학자들에게 이러한 특성 뒤에 숨은 유전자를 조사할 최초의 견고한 진화적 틀을 제공한다.
이 연구는 궁극적으로 인간의 노화, 면역 및 질병 저항력 연구에 도움이 될 수 있다.
스토니브룩 대학교 수석 저자인 릴리아나 M. 다발로스Liliana M. Dávalos는 "화석과 현존하는 종의 진화를 함께 모델링하는 데 사용한 접근 방식은 다른 방법으로는 불가능한 일을 해낼 수 있다. 즉, 유전체 데이터를 고려하면서 가장 오래된 화석 박쥐 집단을 식별하고 박쥐의 기원과 시기를 밝혀낼 수 있다"고 말했다.
박쥐 기원 부근의 반향정위Echolocation
화석 증거는 또한 오랫동안 풀리지 않은 또 다른 수수께끼, 즉 박쥐가 언제 처음으로 반향정위를 진화시켰는지에 대한 중요한 단서를 제공한다.
화석 박쥐인 비엘라시아(Vielasia)가 박쥐 계통도의 가장 오래된 분기에 속한다는 사실은 반향정위 능력이 현대 박쥐의 다양화보다 앞선다는 것을 시사한다.
이 발견은 박쥐 생물학의 두 가지 핵심적인 특징인 반향정위와 동력 비행이 박쥐 집단의 기원과 가까운 시기에 확립되었음을 암시하며, 이후 6500만 년 동안 박쥐가 이룩한 놀라운 진화적 성공을 설명하는 데 도움을 준다.
연구팀은 또한 박쥐 조상의 게놈을 재구성함으로써 비행 능력을 지닌 최초의 포유류 게놈이 어떤 모습이었을지 보여주었다.
이를 통해 과학자들은 한 포유류 계통이 어떻게 동력 비행, 고도의 생체 음파 탐지, 탁월한 장수, 그리고 특이한 질병 저항성을 진화시켰는지에 대한 게놈 지도를 얻게 되었으며, 이는 박쥐를 넘어 다른 생물종에도 적용될 수 있는 이러한 특성의 유전적 기반을 추적하는 토대가 된다.
Publication details
Emma Teeling, Reference genomes and fossils revise bat family phylogeny and biogeography, Nature (2026). DOI: 10.1038/s41586-026-11007-3. http://www.nature.com/articles/s41586-026-11007-3
Journal information: Nature