중국 남서부에서 최초의 데니소바인 팔뚝뼈 발견

by 중국과학원Chinese Academy of Sciences

비안푸 동굴Bianfu Cave의 지리적 위치와 새로 발견된 두 개 사람 치아 및 세 개 데니소바인 뼈 형태. 사진 제공: IVPP

 

과학자들이 중국 남서부에서 중기 플라이스토세 후기에 해당하는 다양한 데니소바인Denisovan 유골을 발견했는데, 이에는 데니소바인 팔뚝뼈 두 개 중 하나인 요골radius이 처음으로 포함되었다.

데니소바인은 유전적으로 확인된 고대 인류 집단으로, 아시아 전역에 널리 분포한 것으로 추정한다.

그러나 화석 유골, 특히 두개골 아래 뼈(두개골 아래 부분) 수가 제한적이기 때문에 중국 남서부 지역에는 오랫동안 데니소바인 분포가 불분명했다.

따라서 데니소바인이 다양한 환경에 적응할 수 있도록 해준 신체적 특징에 대해서는 알려진 바가 거의 없다.

새로운 연구에서 연구진은 중국 남서부 운남성에 있는 비안푸 동굴Bianfu Cave이라는 구석기 시대 유적에서 추가적인 인류 뼈를 식별하기 위해 새로운 단백질체학 전략을 사용했다.

고생물단백질체 분석을 통해 5개 호미닌 화석이 데니소바인으로 확인되었으며, 이는 중국 남서부 지역 데니소바인 분포 공백을 메우는 데 기여한다.

연구진에 따르면, 최초로 발견된 데니소바인 요골은 데니소바인의 체간골 표현형에 대한 중요한 통찰력을 제공한다.

이 연구는 중국과학원 척추고생물·고인류학연구소Institute of Vertebrate Paleontology and Paleoanthropology (IVPP)의 푸차오메이Fu Qiaomei 교수 연구팀이 여러 기관과 공동으로 수행하여 네이처(Nature)지에 발표되었다.

새로운 전략

ZooMS (Zooarchaeology by Mass Spectrometry, 질량분석법을 이용한 동물고고학)는 미세침습적 시료 채취, 방법론의 단순성, 신속한 식별 및 저비용이라는 장점 덕분에 최근 대규모 호미닌 화석 조사에 중요한 도구로 자리 잡았다.

그러나 데니소바 동굴Denisova Cave이나 바이시야 카르스트 동굴Baishiya Karst Cave과 같은 유적에서는 호미닌 화석 회수율이 0.1%에 불과할 정도로 매우 낮았다.

비안푸 동굴에서 6만 점이 넘는 뼈 조각이 출토되었기 때문에 모든 표본에 대해 ZooMS 분석을 실시하는 것은 비용이 많이 들고 비효율적이다.

이러한 문제를 해결하기 위해 연구진은 "형태학적 사전 선별morphological pre-screening + ZooMS 식별identification"이라는 새로운 전략을 개발했다.

이 결합 접근 방식은 선별 효율을 크게 향상할 뿐만 아니라, 뼈 조각이 풍부한 유사한 구석기 시대 유적에서 인류 화석을 발견하는 데 적용 가능한 방법론적 틀을 제공했다.

형태학적 사전 선별을 통해 연구진은 방대한 뼈 조각 중에서 22점 잠재적 인류 화석을 선별했다.

이후 ZooMS 분석을 통해 두 개 두정골 조각parietal bone fragments (BFD767 및 BFD769)과 하나의 근위 요골 조각proximal radial fragment (BFD771)이 인류 화석임을 확인했다.

새롭게 식별된 세 점 인류 화석 중 BFD767과 BFD771은 인류 치아 네 점이 함께 출토된 7층에서 발견되었다.

이 지층은 약 14만 8천 년에서 13만 4천 년 전으로 추정한다.

BFD769는 더 오래된 9번 지층에서 발견되었으며, 이 지층은 약 16만 7천 년에서 15만 년 전으로 추정한다.

연구팀은 세 개 호미닌 뼈 외에도 7번 지층에서 발굴된 두 개 호미닌 치아, 즉 하악 제4소구치lower fourth premolar (YHB3518)와 하악 제2대구치lower second molar (YHB3075)를 분석했다.

다섯 개 표본의 포괄적인 단백질체 프로파일을 얻기 위해 연구팀은 뼈, 상아질, 법랑질 등 다양한 조직 여러 부분에서 단백질을 추출하고 분석했다.

각 표본에서 6~16개 내인성 단백질endogenous proteins이 확인되었으며, 이는 1,972~4,076개 아미노산 잔기amino acid residues를 포함한다. 

특히, 두 치아의 법랑질에서 아멜로게닌amelogenin Y 동형의 특이적 펩타이드가 풍부하게 검출되었는데, 이는 두 치아 모두 남성 개체 것임을 시사한다.

 

베이지안 계통수 분석을 통해 Pongo abelii를 외집단outgroup으로 사용해 비안푸 동굴 반지름 위치를 ​​7번 지층(BFD771)에서 확인할 수 있었다.

 

집단 분류

이러한 호미닌 표본의 집단 분류를 결정하기 위해 연구팀은 내인성 단백질체 내에서 단일 아미노산 다형성single amino acid polymorphisms (SAP)을 체계적으로 분석했다. 

그 결과, 다섯 개 샘플 모두에서 데니소바인 특이적 변이인 COL1A2 R996K가 발견되어 데니소바인임을 확인했다.

또한, 비안푸 동굴에서 발견된 두 개 치아 법랑질에서 세 가지 추가적인 SAP가 확인되었다.

데니소바인 관련 변이인 AMBN M273V, 현생 인류, 네안데르탈인, 데니소바인이 공유하는 변이인 AMELY 179L, 그리고 비안푸 동굴 개체를 동아시아 중기 플라이스토세 호모 에렉투스와 구별하는 변이인 AMBN 253A다.

연구진은 각 샘플의 내인성 단백질의 공통 서열을 이용해 베이지안 계통수Bayesian phylogenetic trees 분석을 수행했으며, 그 결과는 핵 게놈 연구에서 얻은 결과와 매우 일치했다.

계통수 분석 결과, 현생 인류는 네안데르탈인-데니소바인 계통군의 자매군으로 나타났다. 

각 비안푸 동굴 표본은 데니소바인 3과 함께 단일 계통군을 형성했으며, 사후 확률posterior probability은 100%였다.

이 결과는 SAP 분류와 일치하며, 이 표본들이 데니소바인으로 확실하게 분류되었음을 뒷받침한다.

형태학적 표현형Morphological phenotype

데니소바인의 두정골 두 개(BFD767 및 BFD769)와 요골 일부(BFD771)에 대해 종합적인 형태학적 분석을 수행했다.

비안푸 동굴 인류의 두개골 두께 패턴은 호모 하이델베르겐시스와 동아시아 중기 플라이스토세 후기 고대 호모와 가장 유사하다.

특히, BFD771은 현재까지 확인된 유일한 데니소바인 요골이다.

근위부 크기가 크고 네안데르탈인 요골처럼 중앙으로 향하는 요골 결절이 있을 가능성이 높지만, 전체적인 외형과 목 중앙 단면의 기하학적 구조는 현생 인류와 더 유사하다.

연구진에 따르면, 최초로 확인된 데니소바인 요골 조각은 매우 중요한 의미를 지닌다.

모자이크 형태의 특징은 데니소바인만의 독특한 생체역학적 요구와 행동 적응을 시사하며, 이는 네안데르탈인과 현생 인류와는 다른 양상이다.

이번 연구 결과에 따르면, 비안푸 동굴은 데니소바 동굴을 제외하고 현재까지 알려진 데니소바인 화석이 가장 풍부한 곳이다.

이 연구는 데니소바인의 분포에 대한 중요한 지리적 공백을 메워준다.

데니소바인 유해는 해양 동위원소 단계 6에 해당하는 두 개 서로 다른 지층에서 발견되었다.

이 빙하기 동안 상대적으로 따뜻한 기후와 풍부한 식량 자원은 윈난-구이저우 고원Yunnan-Guizhou Plateau을 호미닌에게 유리한 서식지로 만들었고, 비안푸 동굴 데니소바인 집단의 장기적인 생존을 가능하게 했을 것으로 추정된다.


Publication details
Qiaomei Fu, Ancient proteins identify various Denisovan remains from Southwest China, Nature (2026). DOI: 10.1038/s41586-026-10976-9. http://www.nature.com/articles/s41586-026-10976-9

Journal information: Nature

 

이 소식은 도하 각 언론을 통해 공개됐거니와, 이 아티클은 이번 분석을 수행한 중국과학원 보도자료다. 

 

중국 운남성 동굴에서 13만 년 전 데니소바인 뼈와 생활상 확인!

https://historylibrary.net/entry/Denisovans-1

중국 운남성 동굴에서 13만 년 전 데니소바인 뼈와 생활상 확인!