인간은 어떻게 꼬리를 잃었는가

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새로운 연구에 따르면 단일 유전자 돌연변이가 원숭이에게는 꼬리가 있는 반면 유인원과 사람에게는 꼬리가 없는 이유를 설명하는 데 도움이 된다고 합니다.

칼 짐머

약 5억년 동안 우리 조상들은 꼬리를 뻗었습니다. 물고기로서 그들은 꼬리를 사용하여 캄브리아기 바다를 헤엄쳤습니다. 훨씬 후에 그들이 영장류로 진화했을 때, 꼬리는 시신세 정글을 통해 가지에서 가지로 경주할 때 균형을 유지하는 데 도움이 되었습니다. 그러나 약 2,500만년 전에 꼬리가 사라졌습니다.

찰스 다윈은 고대 해부학에서 이러한 변화를 처음으로 인식했습니다. 그러나 그 일이 어떻게, 왜 일어났는지는 미스터리로 남아 있습니다.

이제 뉴욕의 한 과학자 팀은 우리의 꼬리를 지웠을지도 모르는 유전적 돌연변이를 정확히 찾아냈다고 말했습니다. 지난 주 온라인에 게시된 새로운 연구에 따르면, 과학자들이 생쥐에게 유전적 변형을 가했을 때, 꼬리가 자라지 않았다고 합니다.

이 극적인 해부학적 변화는 우리의 진화에 깊은 영향을 미쳤습니다. 우리 조상의 꼬리 근육은 골반을 가로지르는 해먹 같은 그물망으로 진화했습니다. 수백만 년 전 인류의 조상이 서서 두 다리로 걸었을 때, 그 근육질의 해먹은 직립 기관의 무게를 지탱할 준비가 되어 있었습니다.

비록 이 돌연변이가 우리 조상의 꼬리를 잘라냈다는 것을 확실하게 증명하는 것은 불가능하지만 "그것은 우리가 바라는 것만큼 연기에 가깝다"고 이번 연구에 참여하지 않은 코넬 대학의 유전학자인 세드릭 페쇼트(Cedric Feschotte)는 말했습니다.

다윈은 우리가 꼬리를 가진 영장류의 후손이라고 주장하여 빅토리아 시대의 청중을 놀라게 했습니다. 그는 인간과 유인원은 눈에 보이는 꼬리가 없지만 골반 너머로 뻗어 있는 작은 척추뼈 세트, 즉 미골이라는 구조를 공유하고 있다고 지적했습니다.

“나는 그것이 초보적인 꼬리라는 것을 의심할 수 없습니다.”라고 그는 썼습니다.

그 이후로 고인류학자들은 이러한 변화에 대해 어느 정도 밝혀 주는 화석을 발견했습니다. 6,600만년 전으로 거슬러 올라가는 가장 오래된 것으로 알려진 영장류는 나무에서 균형을 유지하는 데 사용했던 완전한 꼬리를 가지고 있었습니다. 오늘날 여우원숭이와 거의 모든 원숭이와 같은 대부분의 살아있는 영장류에는 여전히 꼬리가 있습니다. 그러나 약 2천만년 전 유인원이 화석 기록에 등장했을 당시에는 꼬리가 전혀 없었습니다.

“이 질문은 – 내 꼬리는 어디에 있습니까? —라는 생각이 어렸을 때부터 머릿속에 있었습니다.”라고 NYU Grossman School of Medicine 줄기 세포 생물학 대학원생인 Bo Xia가 말했습니다.

2019년에 Xia 씨가 미골을 다쳤던 좋지 않은 Uber 승차감은 그 일을 새로운 긴급함과 함께 다시 떠올렸습니다. 그는 “회복하는 데 1년이 걸렸고, 그것이 꼬리뼈에 대해 생각하게 된 계기가 됐다”고 말했다.

유인원과 인간이 어떻게 꼬리를 잃었는지 이해하기 위해 Xia 씨는 다른 동물에서 꼬리가 어떻게 형성되는지 살펴보았습니다. 배아 발달의 초기 단계에서 마스터 유전자 세트가 켜져 척추의 여러 부분을 조정하여 목과 요추 부위와 같은 독특한 정체성을 발달시킵니다. 배아의 끝 부분에는 꼬리 싹이 나타나며 그 안에 척추, 근육 및 신경의 특별한 사슬이 발달합니다.

연구자들은 이구아나의 긴 채찍부터 맹크스 고양이의 그루터기에 이르기까지 다양한 종의 꼬리 발달과 관련된 30개 이상의 유전자를 확인했습니다. 이들 유전자는 모두 발달 중인 배아의 다른 부분에서도 활성화됩니다. 과학자들은 배아 말기의 독특한 활동이 어떻게 꼬리를 발생시키는지 여전히 연구하고 있습니다.

Xia 씨는 돌연변이가 이러한 유전자 중 하나 이상을 변경했을 때 우리 조상이 꼬리를 잃었다고 추론했습니다. 이러한 돌연변이를 찾기 위해 그는 꼬리 없는 유인원 6종의 DNA를 꼬리가 있는 원숭이 9종과 비교했습니다. 결국 그는 TBXT라는 유전자에서 유인원과 인간이 공유하지만 원숭이에게는 없는 돌연변이를 발견했습니다.

TBXT는 거의 100년 전에 과학자들이 발견한 최초의 유전자 중 하나였습니다. 당시 많은 연구자들은 돌연변이가 눈에 띄는 변화를 가져올 것이라고 기대하면서 동물, 식물, 미생물을 엑스레이로 조사하여 유전자를 검색했습니다.

1923년 러시아의 유전학자인 나데즈다 도브로볼스카야-자바드스카야(Nadezhda Dobrovolskaya-Zavadskaya)는 수컷 쥐를 엑스레이로 촬영한 후 번식을 허용했습니다. 그녀는 그들 중 몇몇이 그들의 후손 중 일부가 꼬이거나 짧아진 꼬리를 갖게 만드는 돌연변이를 얻었음을 발견했습니다. 후속 실험에서는 돌연변이가 TBXT 유전자에 있음이 밝혀졌습니다.