d라이브러리

대뇌가 발달하고 엄지손가락이 다른 손가락과 닿을 수 있게 되면서 인간으로 진화했다고 볼 수 있다.

23년 전 경기고등학교에서 교편을 잡고 있을 때의 일이다. 한 졸업생이 소포와 편지 한 통을 보내왔다.

"선생님의 좋은 가르침을 받고 좋은 대학에 입학했습니다. 감사합니다. ……그러나 선생님, 라마르크의 용불용설이나 다윈의 자연선택설 등의 진화설을 그렇게까지 강조해 가르치셔야 합니까. ……여기 성경 한 권을 보내 올리오니 읽어 주시옵고 후배들께는 창조설도 함께 말씀해 주십시오."

그 후에 필자는 수업 내용이 달라진 것은 물론이고 창조설에 관한 의문도 갖게 되었고 종교의 의미도 되새겨보게 됐다.

달걀이 먼저냐(진화설) 닭이 먼저냐(창조설)하는 치열한 싸움이 있다. 필자의 생각과 일치하는 두사람의 표현을 소개하고 본론으로 들어갈까 한다.

샤르댕 신부는 "하느님은 전능하시지만 이 세상을 창조할 때 완전하게 창조하시지 못했다. 때문에 이 지구는 진화한다"고 했고, 아이스너라는 과학자는 "왜 생물의 진화까지도 하느님이 창조했다고 생각하지 못하는가"라고 설파했다.

모습 드러내는 빙산

사실 인류의 진화를 논하기는 매우 어렵다. 그러나 고인류학(古人類學)이나 인류고생물학(人類古生物學)의 연구가 활발하게 이루어져서 빙산의 끝만큼이나마 밝혀졌다고 볼 수 있다. 전체적인 발전이 있기는 했으나 아직도 너무 많은 미해결의 문제가 남아있다. 학자들 간에도 다른 이론을 제기하고 있는 실정이며 아직까지 수수께끼로 남아있는 부분도 많다.

과거의 연구는 주로 인류 화석(化石)의 비교해부학적 연구가 전부였으나 최근에는 물리 화학 생물학의 빠른 발달로 새로운 연구 방법이 개발돼 인류의 진화 연구에 많은 공헌을 하고 있다.

화석의 연대를 밝히기 위해서 원소들의 반감기(半減期)를 응용하는 칼륨-아르곤 방법(potassiumargon technique)이나 방사선 탄소방법(radiocarbon dating)이 쓰이고 있다. 아르곤의 반감기는 13억년으로 암석과 같은 긴 연대의 측정이 필요할때 사용하고, 탄소 동위원소 ${}^{14}$C는 생물체의 연대 측정에 쓰인다. ${}^{14}$C의 반감기는 5천7백30년이다.

채집된 화석의 연대와 그 때의 기후를 알기 위해서는 화석 주변의 꽃가루(花粉)를 분석해 간접적으로 알아낸다. 그리고 현재 살고 있는(현생하는) 동물 간의 유연관계(멀고 가까운 정도), 즉 진화 단계에서 종과 종 사이의 관계를 밝히기 위해서는 단백질의 구조를 비교한다.
사람과 침팬지의 혈청단백질을 분석한 결과 총 2천6백33개의 아미노산 중에서 19개(19군데)만 차이를 나타냈다. 침팬지는 사람과 가장 가까운(비슷한) 아미노산 배열을 하는 동물로 밝혀졌다.

세포유전학적인 염색체를 대상으로 한 연구 결과, 종이 서로 가까울수록 핵형(염색체의 수 크기 형태와 동원체의 위치 등의 비교)이 비슷한 것이 밝혀졌다.

예를 들면 침팬지 고릴라 오랑우탄은 체세포의 염색체 수가 2n=48이며 사람은 2n=46인데, 핵형분석(核型分析)의 결과 아주 비슷하며 앞 동물들의 12번과 13번 염색체가 융합하여 사람의 2번 염색체가 되었다고 본다.

분자생물이 발달해 DNA(데옥시리보핵산, 동물세포에는 주로 핵과 미토콘드리아에 있다)의 염기 배열 순서가 비슷할수록 종 간의 유연관계가 가깝다는 것을 밝힐 수 있다. DNA를 구성하는 염기들은 특성을 갖고 있어 아데닌 염기(A)는 티민 염기(T)와 결합하고 시토신 염기(C)는 구아닌 염기(G)와만 결합한다. 이 특성을 상보성(相補性)이라고 하는데 이 성질을 이용해 종 간의 유연관계를 밝힌다. 2중 나선구조를 하는 DNA는 열처리하면 2중 나선을 풀고 이것을 냉각하면 다시 결합하는 성질이 있다. 열처리해 한 생물의 DNA 나선을 풀어 놓고 다른 생물로부터 분리한 DNA 1개의 가닥을 결합시키면 염기 배열의 비슷한 정도에 따라 잡종 DNA(hybrid DNA)의 생성 정도가 다르다. 많은 염기끼리 결합할수록 서로 가깝다고 판단한다.

그러나 위에서 든 실험들로도 명확한 해석이 되지 않으며 실험 방법에 따라 다른 결과가 나오고 있어 하나의 시도에 지나지 않고 있다.

바로 서게 된 이유

지금까지는 연구 방법을 몇가지 들어보았다. 다음은 진화의 결과, 바로 서게 된 것(直立)에 관해서 알아보자. 아프리카에서 처음 직립원인이 생겼다는 전제가 일반적으로 받아들여지고 있다. 초기 인간은 열대림의 나무 위에서 수상생활(樹上生活)을 하다가 기후의 변동으로 나무 사이에 풀이 나는 사바나 지대에 살게 됐고, 나중에는 초원에서 살게 되었다고 본다. 이런 환경의 변화가 없었다면 아직도 다른 영장류들처럼 수상생활을 하고 있을 것이다.

사바나, 즉 초원 생활을 하다보면 맹수들의 공격을 예방하고 피하기 위해서 똑바로 서서 주위를 둘러보아야 했고 또 지혜를 필요로 했다(지능 발달을 의미함). 그리고 먹이를 잡아 운반하는 데 두다리로 서면 팔로 안고 올 수 있게 돼 팔을 효율적으로 쓰게 됐다. 초원에서 걷고 뛰는 데도 네다리 보다는 두 다리로 걷고 두 팔로는 풀을 헤치며 가는 것이 유리했다고 본다. 위의 일들을 반복하면서 직립하게 되었다고 보는 견해는 매우 그럴듯하나 하나의 가설에 지나지 않는다.

그런데 사람이 바로 서서 다니면서 윗몸의 무게가 뒷다리를 누르게 돼 좌골신경통과 허리의 디스크병이 많아졌고, 내장은 항문 쪽을 압박해 피의 흐름을 억제한 결과 치질이 생기는 등 다른 동물에 볼 수 없는 부작용을 초래했다.

다음은 직립하면서 변화한 비교해부학적 특징들을 살펴보자.

① 척추가 S자 모양을 해 직립이 가능한 형태로 바뀌어 갔다.
② 안면각(턱과 이마가 이루는 각)이 커졌고(그림1) 상대적으로 얼굴이 차지하는 면적이 좁아(작아)졌다.
③ 대뇌의 앞쪽이 커지고 결과적으로 이마가 앞으로 나왔다.
④ 두개골의 두께가 얇아지고 뇌 용량이 증가했다.
⑤ 이의 크기가 작아졌으며 특히 송곳니가 작아졌다.
⑥ 눈과 눈 사이가 가까워지고 코가 우뚝 솟았다.
⑦ 꼬리는 태아 때만 나타나고 퇴화됐다.
⑧ 뒤꿈치가 발달해 발이 납작해졌다.
⑨ 턱뼈의 끝이 앞으로 나오고 예리해졌다.
⑩ 눈(눈알)의 위쪽 뼈가 편평해졌다.
⑪ 엄지발가락과 새끼발가락이 서로 닿을 수 없게 됐다.
⑫ 팔이 점점 짧아졌다.
⑬ 엄지손가락과 다른 손가락이 서로 닿을 수 있게 되었다.

이 중에서 뭐니해도 대뇌의 발달과 엄지손가락이 다른 손가락과 닿을 수 있다는 것이 제일 큰 변화이고 다른 동물과의 차이다. 손이 발처럼 엄지와 다른 손가락이 닿을 수 없었다면 어떠했겠는가. 손으로 기계를 만들고, 연필로 글자를 쓰고 그림을 그리고 하여 기록을 남기는 문화의 축적이 불가능했을 것이다. 대뇌의 발달은 손의 정교함을 더욱 촉진시켰다. 대뇌와 손이 이 지구를 지배하는 주인이 되게 한 것이다. 다른 영장류도 손가락끼리 닿을 수 있으나 사람만큼 정교하지 못하다.
 

가장 지혜로운 영장류

현재 살고 있는 사람의 학명은 Homo sapiens Linné로 쓴다. 모든 학명은 라틴어로 그 뜻을 가지고 있는데, 사람의 학명은 어떤 뜻일까. 스웨덴의 동식물분류학자인 린네(Linné는 라틴어식 이름이고 원명은 Linnaeus이다)가 사람의 학명을 붙일 때도 의미를 부여했을 것이다. 학명의 Homo는 영장류라는 뜻이고 sapiens는 영리하다는 뜻이다. 영장류 중에서도 제일 지혜롭다는데 사람의 의미를 두고 있다.

사람의 동물 분류학상의 위치를 동물계-척색동물문-척추동물아문-포유강-영장목-진원아목(眞猿亞目)-협비류-사람과로 분류한다.

여기에서 영장목 이하를 간단히 비교해보면 사람을 이해하는 데 도움이 될 것이다(표).

유인원과 닮은 조상에서부터 현대인까지 화석을 통한 사람의 진화단계를 선(先)인류계통 전기인류계통 후기인류계통 최종 단계로 나누어 간략하게 설명해 보자. 이 내용은 학자마다 이론이 다르다는 것을 미리 밝혀 둔다. 그리고 학명(學名, scientific name)이 하나의 단어로 되어 있는 것은 유인원(類人猿) 또는 원인(猿人)이고, Homo-는 원인(原人), Homo sapiens는 인(人)을 붙여 부른다. 물론 현대인은 Homo sapiens다.

■선(先)인류계통/유인원(類人猿)

플리오피테쿠스(Pliopithecus) : 초기의 원시유인원. 두개골과 대부분의 뼈를 발굴해 복원한 결과 얼굴 턱 이빨의 생김새가 긴팔원숭이와 비슷해 긴팔원숭이의 조상으로 보고 있으며 약 2천만년 전의 것으로 추측하고 있다.

프로콘슬(Proconsil) : 1930년대 리키(L.. Leaky)가 아프리카 케냐에서 발견했으며 초기 유인원으로 고릴라나 침팬지의 조상으로 본다. 2천만년 전에 침팬지 같은 유인원이 나타나기 전에 살았던 동물이다.

드리오피테쿠스(Dryopithecus) : 최초의 거대한 화석 유인원으로 1856년 처음 발견된 이후, 유럽 인도 중국 등지에서 발견됐다. 화석이 매우 크다는 것이 특징이다.
 

■전기인류계통/원인(猿人)

오레오피테쿠스(Oreopithecus) : 사람의 계통수에서 방계에 속하는 하나의 초기 유인원이나 인과 방향으로 좀 더 진화한 것으로 본다. 1958년 골격 거의 전체가 발굴됐으며 1천만년 전에 살았던 것으로 추정한다.

라마피테쿠스(Ramapithecus) : 1932년 루이스(G.E. Lewis)가 인도 북부에서 발견한 것으로 대부분의 학자들이 사람의 직계 조상으로 본다. 1천4백만년에서 8백만년 전에 살았던 것으로 추정하며 유인원 계통보다 작은 이를 가진 것이 특징. 특히 송곳니가 작고, 턱뼈의 구조나 입천장의 형태, 이의 배열이 유인원의 U자형이 아니고 포물선형을 나타내는 점 등으로 사람의 직계조상으로 본다(그림3 참조).

라마(Rama)는 인도 힌두교의 신(神)이라는 뜻이다. 사람의 계통수를 그릴 때 대부분의 학자들이 라마피테쿠스에서 시작한다. 사람의 조상이 아시아에서 태어난 것을 기억해 두자.
 

■후기 인류계통

오스트랄로피테쿠스(Australopithecus) : 1924년 다트(R. Dart)가 남아프리카 타웅의 석회암지대에서 유아의 두개골을 처음 채집했으며 나중에 동부 아프리카의 여러 곳에서 채집했다. 4백만년에서 1백만년 전의 화석으로 뇌 용량이 4백~8백㏄로 유인원과 현대인의 중간에 위치한다. 초기 인간이라 할 수 있다. 잡식성이고 본격적인 직립 보행을 시작했던 것으로 보인다.

파란트로푸스(Paranthropus) : 약 50만년 전의 것으로 추정하며 오스트랄로피테쿠스와 유사하나 얼굴의 폭이 넓고 편평하며 턱의 근육이 매우 발달했다.

하빌리스원인(Homo habilis) : 처음 나타나는 원인(原人)으로 1961년 리키가 발견했으며 뇌 용량은 6백~6백50㏄ 정도로 작은 편. 두개골의 뼈의 두께가 얇고 이의 배열이 포물선형인 것은 인간과 유사하다.
 

■인류의 최종단계

직립원인(Homo erectus erectus) : 1백50만년전에서부터 23만년 전에 걸쳐 살았던 것으로 골의 용량이 최고 1천3백㏄ 정도. 체구는 작으나 직립하는 원인(原人)이다. 자바섬에서 두보이스(E. Dubois)가 발견했으며 처음에는 피테칸트로푸스 에렉투스(Pithecanthropus erectus)로 불렸으나 지금은 호모 에렉투스 에렉투스로 바꾸어 부르고 있다. 이 화석이 발견되는 곳에, 3백여마리의 사슴화석과 팽나무류의 열매를 불로 볶은 흔적이 발견되는 점으로 보아, 이들은 집단 수렵생활을 하였고 불을 사용했던 것으로 본다.

이와 유사한 것으로 하이델베르크원인(Homo erectus heidelbergensis)과 로데시아원인(Homo erectus rhodesiensis)도 있다.

북경원인(Homo erectus pekinensis) : 북경원인(北京原人)은 우리와 가까운 곳에서 발굴되었기 때문에 관심이 더 가는 화석인이다. 북경 부근의 주구점이라는 곳에서 40여명의 성인과 어린이들의 유골이 채집되었는데 총 13층의 층을 이루고 있었다. 윗층의 것일수록 현재에 가까운 유골이 나오기 때문에 화석을 비교하기 매우 좋다. 안구 윗부분의 뼈(와상골)가 매우 뾰족하게 발달한 것이 특징. 추위에 적응한 결과로 본다. 두개골의 양은 1천1백40㏄에 달한다. 1941년 이들을 미국으로 이송 중 중간에 증발해 지금도 찾지 못하고 있다.

네안데르탈인(Homo sapiens neanderthalensis) : 10만년에서 3만5천년 전에 살았던 종으로 보이며 유럽과 서남아시아에 분포했고 뇌의 용량이 최고 1천6백㏄에 달하는 것도 있다. 이것은 현대인의 뇌의 크기와 비슷하다(그림4).

호모 사피엔스 사피엔스(Homo sapiens sapiens) : 현대인의 학명이 H. sapiens이고 본 종과 네안데르탈인은 현대인의 아종(亞種)으로 본다. 현존하는 사람의 직계 조상으로 보는 종으로 크로마뇽인(Cromagnon)이 대표적이다. 크로마뇽인은 프랑스의 크로마뇽이라는 마을 근처에서 발견됐으며 B.C. 4만년 이후에 살았던 것으로 추정한다. 두개골 뇌 용량등이 현대인과 비슷하고 아래턱이 발달하고, 눈 위의 융기도 높지 않으며 키는 1백80㎝ 정도로 지금의 백인종과 유사하다. 이들은 후기 구석기문화를 이룩했었다.

우주달력/1백50억년을 1년으로단군 조선 개국은 12월 31일 23시 59분 50초

우주력으로 따지면 인간의 역사래야 고작 5분에 불과하다.

우주의 나이는 얼마나 될까. 빅뱅(Big Bang)이후 현재까지 얼마나 세월이 흘렀을까. 천문학자들은 이에 대해 아직까지 명확한 해답을 제시하지 못하고 있다.
1929년 에드윈 허블이 우주가 팽창하고 있다는 사실을 발견한 이후, 거꾸로 시간을 돌리면 우주는 수축을 계속해 빅뱅순간의 한점에 도달한다는 가정 아래, 우주의 나이를 계산하는 방법이 등장했다. 허블이 제시한 v=Hr(v : 팽창속도, r : 거리, H : 허블상수)에서 H값은 50~1백이다. H값이 50이면 은하간 거리가 멀어지며 따라서 수축하는데도 시간이 많이 걸려 약2백억년이라는 계산이 나온다. H값이 1백이면 우주의 나이는 약 1백억년. 현재 미국 서부 지역을 대표하는 캘리포니아 대학의 샌디지(Sandage)교수는 우주연령을 2백억년으로 주장하고 있고, 미국 남부지역을 대표하는 텍사스대학의 드 보클레르(De Vaucouleurs)교수는 약 1백억년을 주장하고 있다. 따라서 오차를 줄이기 위해 1백억년과 2백억년의 중간인 1백50억년을 우주의 나이로 잡는 것이 일반적인 관례다.
아무튼 1백50억년 전 대폭발이 일어나 우주가 계속 팽창해 현재에 이르렀다면, 지구가 탄생하고 그속에서 생명체가 태어나 인류로 진화되기까지 기간은 전체 우주역사 중 어느 정도를 차지할까.
우주역사 1백50억년을 1년으로 축소하고 1년동안에 일어난 중요 사건을 달력으로 표시한 것을 '우주 달력' 또는 '생명의 캘린더'라고 말한다. 즉 1월1일에 대폭발이 일어났다면 2월초에는 최초의 항성과 은하가 탄생했고 4월에는 태양계가 속한 은하계가 모습을 드러냈다. 9월 9일에 이르러서야 태양계가 형성됐고 그로부터 며칠 후에 지구가 탄생했다고 할 수 있다. 10월 초순에 최초의 생명(원핵생물)이 탄생했다고 볼 수 있으며 11월 중순에는 광합성을 하는 식물이 출현했다. 곧이어 핵을 가진 최초의 생물도 모습을 드러냈다.

우주력 1초는 5백년

우리가 알고 있는 생명체의 역사는 대부분 12월 중순 이후에 이루어진다. 사실 12월이 돼서야 대기중의 산소가 풍부해지기 때문에 새로운 생물체는 12월 15일 이후에야 본격적인 시즌을 맞는다. 19일에 최초의 어류가 탄생하고 23일에는 파충류, 24일에는 공룡이 거대한 몸집을 드러낸다. 공룡의 생존기간은 고작해야 3,4일. 1억5천만년 동안은 지구를 지배했지만 우주력으로 축소시키면 며칠되지 않는다.
우주력 하루는 약 4천1백만년이며 한시간은 약 1백70만년, 1분은 2만8천5백년, 1초는 5백년이다. 우리나라의 역사를 '유구한 5천년'이라고 표현하지만 우주력에는 고작 10초일 따름이다.
예수가 탄생한 성탄절에 고생대가 끝나고 중생대가 시작되며 26일이 되서야 최초의 포유류가 탄생한다. 최초의 영장류의 등장은 12월 30일. 말일이 되면 생명의 달력은 점점 촘촘해져간다.
인간의 조상이 침팬지에서 분화하는 시점을 5백만년 전이라 한다면 우주력으로 보아 12월 31일 오후9시13분 12초다. 두발 걸음이 시작되는 시기는(4백만년전) 그로부터 33분 36초후. 도구를 사용하기 시작한 시기를 1백만전으로 본다면 이는 오후 11시26분 24초다. 단군왕조가 개국한 5천년전은 우주달력으로 따져 12월 31일 오후 11시59분 50초.
우주력으로 따지면 사람(호모 사피엔스)의 역사래야 고작 5분정도라고 할 수 있다. 이 기간에 오늘날의 화려한 문명사회를 건설한 것이다.