ⓒ www.jadam.kr 2013-01-21

약 200만년 전에 동아프리카지역에서 일어난 일련의 급격한 환경변화는 인간의 진화를 촉진한 요인이었을 것이라는 주장이 미국 펜실베이니아 주립대학과 러트거스 (Rutgers University)의 연구자들에 의해서 제기되었다. 펜실베이니아 주립대학의 지질과학 대학원연구원인 클라이튼 매길 (Clayton Magill)은 “초기 인류가 살았던 환경은 산림지역에서 광활한 목초지대로 급격한 변화가 이루어졌으며 그 기간은 약 20만년 동안의 기간이었을 것”이라고 말했다. 그는 “이러한 변화는 매우 급격하게 발생해서 수백 년에서 수천 년 사이에 일어났을 것”이라고 말했다.

펜실베이니아 주립대학의 지질과학 교수인 캐서린 프리맨 (Katherine Freeman)에 의하면, 현재 받아들여지고 있는 가설은 이 연구팀이 조사한 기간 동안에 일어난 인간의 진화상 변화는 장기적이고 일정한 환경의 변화 또는 거대한 기후변화와 연관된다고 주장하고 있다. 그녀는 “이 기간 동안 아프리카에서는 300만 년에 걸쳐 환경이 천천히 변화한 ‘거대한 죽음’이 일어났다는 시각이 있다. 하지만 우리의 데이터에 의하면 건조한 기후로의 거대한 발전이 아니며 환경은 매우 다양했다”고 말했다. 매길에 의하면, 많은 인류학자들은 경험 상의 다양성이 인지발달을 일으켰을 것이라고 믿고 있다. 그는 “초기인류는 10개에서 100개 사이의 세대 동안 나무에서 초원지대로 이동했을 것이다. 그리고 이들의 식습관은 이에 대해서 반응하면서 변화했다. 먹이의 변화와 먹이형태 또는 먹이를 얻는 방식은 이러한 변화에 상응하여 진화를 일으켰을 것이다. 그 결과는 뇌의 크기의 증가와 인지능력의 증가로 이어졌으며 운동과 사회변화를 일으켰다. 우리의 데이터는 이러한 가설과 일관된다. 우리의 연구는 단기간에 걸친 급격한 환경변화와 호모종이 처음 형성되는 인간진화에서 중요한 기간과 일치하며 처음으로 도구를 사용한 기간과도 일치한다”고 말했다.

러트거스 대학의 지구행성과학교수인 게일 애쉴리(Gail Ashley)를 포함한 연구자들은 북부 탄자니아의 올두바이 협곡 (Olduvai Gorge)의 호수지층을 조사했다. 이들은 200만년 전의 지층에서 주변 식물과 미생물 그리고 다른 생물체가 호수로 쓸려가거나 날아간 유기물질을 제거했다. 특히 이들은 고대 생물체의 화석화된 입자인 바이오마커를 식물 잎에 왁스형태로 피복된 상태를 조사했다. 프리맨은 “우리는 이 지층에서 살아남은 강력한 식물의 잎의 왁스를 조사했다”고 말했다. 이 연구팀은 가스 크로마토그래피와 질량 분광기를 이용하여 각기 다른 잎의 왁스의 상대적인 풍부함과 각기 다른 잎의 왁스에 대한 탄소 동위원소의 양을 조사했다. 이 데이터를 통해서 특정한 시기 동안에 올두바이 협곡에 어떤 형태의 식물이 존재했는가를 재구성할 수 있었다. 그 결과, 환경의 변화는 급격하게 산림지역에서 목초지 사이에서 반복적으로 변화했다.

이러한 급격한 변동의 원인을 알아보기 위해서 연구자들은 통계적이고 수학적인 모델을 사용하여 환경의 변화와 당시에 지구의 운동변화와 해수면 온도의 변화와 같은 다른 요소들 사이의 연관성을 조사했다. 프리맨은 “태양 주위를 도는 지구의 궤도는 이 당시에 천천히 변화했다. 이러한 변화는 아프리카의 몬순 시스템에서 변화를 일으켜 올두바이 협곡의 지역적인 기후변동과 연관되었다. 태양빛의 약간의 변화는 대기순화의 집중도의 변화를 일으켰으며 수분의 공급에 영향을 준다. 이러한 몬순의 순환에 따른 강우패턴의 변화는 식물의 패턴의 변화와 연관된다. 우리는 환경의 변화와 행성운동 사이의 상호연관성을 발견했다”고 말했다.

이 연구팀은 또한 환경과 열대지역의 해수면 온도의 변화 사이의 상호연관성도 발견했다. 프리맨은 “우리는 상호보완적인 추동 메커니즘을 발견했다: 한 가지 요소는 지구의 궤도이며 다른 요소는 아프리카 주변의 해수온도의 다양성”이라고 말했다. 연구자들은 최근에 이번 결과를 학술지인 ‘Proceedings of the National Academy of Sciences’지에 발표했다. 두 번째 논문은 나무가 풍부한 상황에서 강수량이 많았으며, 목초지일 경우에는 강수량이 적었다는 사실도 발견했다. 매길은 “이번 연구는 아프리카와 같은 건조한 지역에서 수분의 중요성을 강조하고 있다. 식물은 수분이 부족할 경우에 수분의 양과 깊은 연관성을 가진다. 이것은 또한 먹이의 확보와도 연관된다”고 주장했다. 그는 이어서 “이를 종합해보면, 이번 두 개의 논문은 인간의 진화에 대해서 새로운 관점을 갖게 한다. 우리는 이 지역이 어떤 조건이었는가를 알 수 있으며 먹이와 물의 변화가 진화과정과 연관된다는 점을 보여주고 있다”고 말했다. 이번 연구는 국립과학재단 (National Science Foundation)의 지원을 받아 이루어졌다.

출처: ‘사이언스 데일리’ 2012년 12월 27일

원문참조:

1. C. R. Magill, G. M. Ashley, K. H. Freeman. Feature Article: Water, plants, and early human habitats in eastern Africa. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2012; DOI: 10.1073/pnas.1209405109

출처: KISTI 미리안 글로벌동향브리핑

원문: http://www.sciencedaily.com/releases/2012/12/121226080906.htm

연도: 2012-12-28

제공:kisti, 다른기사보기기사등록일시 : 2013.01.21 19:43

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