우리가 어디에서 왔는지 아는 일은 왜 그렇게 중요할까요? 몸짓, 눈동자 색, 코 모양은 모두 부모에게 물려받은 유산입니다. 우리가 존재하는 것은 부모 덕분이고, 그들 역시 그들의 부모 덕분입니다. 이 계보를 거슬러 올라가면 아담과 이브에 이르게 되는데, 바로 유전 연구 덕분에 이것이 가능해졌습니다.
아버지와 어머니 중 누구의 흔적이 더 짙을까요?
고고학에서도 마찬가지입니다. 다만 과학적 관점에서 우리가 호모 에렉투스에 더 가까운지, 아니면 네안데르탈인과 더 가까운지를 알아야 합니다. 우리는 '잃어버린 고리(missing link)'에 대해 알고 싶어 하지만, 아직 찾지 못했습니다. 그리고 그 답은 갑자기 발견되는 것이 아니라, 수많은 지질 지층을 파고들고 분석해야만 얻을 수 있습니다. 많이 발굴할수록 보존해야 할 것은 오히려 줄어듭니다. 독자 여러분, 이것이 고고학의 한계이자 동시에 아름다움입니다. 시간의 흐름과 지질학적 작용으로 사실상 훼손된 맥락(context)을 복원해 내는 학문이기 때문입니다.
오늘날 고고학자들은 앞서 제기한 문제들을 해결하는 데 큰 진전을 이루었습니다. 러셀 히구치(Russell Higuchi)가 네이처(Nature)에 발표한 논문을 통해 우리는 처음으로 고대 DNA(aDNA)를 만나게 됩니다. 그리고 이 분야에는 스반테 페보(Svante Pääbo)라는 탁월한 연구자가 있습니다. 그는 과거 생명체에 숨겨져 있던 aDNA를 고고학적 개입을 통해 복원하기 위해 수백 건의 연구를 수행해 왔습니다.
잘 알려진 DNA는 유전 정보를 저장하는 캡슐과 같습니다. 만약 과거로부터 이 정보를 복원할 수 있다면, 그것은 진화 연구의 중요한 돌파구가 될 수 있습니다. 우리가 과거에 어떤 존재였는지, 어떤 모습이었는지, 어떤 인지 능력을 지녔는지, 그리고 지금의 우리가 되기까지의 전환점이 무엇이었는지에 답할 수 있기 때문입니다. 다만 고고학자의 작업은 결코 쉽지 않습니다. 우리는 미라와 싸우고 있는 것은 아니지만, aDNA 연구의 엄격함 앞에서라면 판도라조차 고개를 숙일 것입니다.
수천 년 전의 DNA를 복원하다
생명이 살아 있는 동안 유전 정보는 온전하게 유지되지만, 죽음 이후 DNA는 빠르게 변질됩니다. 따라서 과거 생명체의 aDNA를 보존하는 것 자체가 하나의 성취이며, 극도로 엄격한 추출·분석 절차가 요구됩니다.
aDNA 연구의 시작은 이집트 미라였습니다. 페보는 2,700년 된 유아 미라에서 왼쪽 허벅지 안쪽 조직 샘플을 채취했고, 그곳에서 aDNA를 발견했습니다. 물론 극도로 훼손된 상태였습니다. 샘플은 잘게 부서져 분석이 어려웠고, 현대 DNA의 오염에 매우 취약했습니다.
과거의 유전 정보를 연구하면서 단편화 문제를 극복할 수 있는 도구가 바로 PCR(중합효소연쇄반응)입니다. 그 임무는 단순히 aDNA를 복제하는 것입니다. 복제본은 같은 종이나 다른 종, 다른 시기의 표본과 비교하는 데 쓰입니다. 그러나 오염 문제는 여전히 남아 있었고, 그래서 연구팀 모든 구성원으로부터 DNA 샘플을 채취하는 방법이 제안되었으며, 이후 효율성이 입증되며 표준 프로토콜로 자리 잡았습니다. 고고학판 '신원 대조'처럼 용의자 전원의 샘플을 확보해, 오염이 발생하면 그 원인을 추적하는 방식입니다.
이 모든 연구는 대체로 무엇을 위한 것일까요?
현미경으로 표본을 관찰한 이후, 연구의 핵심 대상은 그 표본의 주인이 살았던 사회·경제·정치·지리·문화적 맥락입니다.
진화 연구에서의 위상은 이미 말씀드렸지만, aDNA가 인구 이동 연구에 얼마나 유용한지는 아무리 강조해도 지나치지 않습니다. 이 연구는 특히 아메리카 대륙 최초 정착민을 추적하는 과정에서 발전했습니다. 크리스토퍼 콜럼버스나 아메리고 베스푸치의 도래는, 수천 년 전 베링 해협이 얼어붙었을 때를 통한 정착 이론 앞에서는 아무것도 아닙니다.
aDNA 연구는 해협이 결빙되었을 당시 인구가 아메리카 대륙을 횡단했다는 사실을 확인해 주었습니다. 새로운 자원과 터전을 찾아서였습니다. 이는 현재 미국 인구에 남아 있는 유전 정보와, 아메리카 원주민처럼 혼혈이 적은 집단의 유전 정보를 비교했을 때 해협 반대편 인구 집단과의 유전적 유사성이 확인되었기 때문입니다.
aDNA의 어느 부분을 조사하느냐에 따라 답할 수 있는 질문도 달라집니다. 모계 혈통을 따라 미토콘드리아 DNA를 추적하면, 우리 모두가 한 여성 — '미토콘드리아 이브' — 에서 유래했음이 밝혀졌습니다. 그녀는 약 19만 년 전 아프리카 대륙에 살았던 인물입니다. 부계 혈통을 따라, 남성의 성을 결정하고 아버지에게서 아들로 전해지는 Y 염색체를 연구한 결과 역시 단일 아프리카 남성 — '염색체 아담' — 에서 세계 인류가 기원했음이 드러났습니다. 그의 나이는 약 14만 년입니다. 이렇게 유전학의 옷을 입으면 아담과 이브에 다가갈 수 있습니다. 농담이 아니었던 셈입니다.
우리의 조상이 아프리카에 살았던 15만 년 이상 전의 인간이었다는 사실 외에도, aDNA 연구는 통념의 '인종' 개념을 뿌리째 흔듭니다. 우리는 단일 기원에서 출발해 서로 다른 혈통 간의 혼합을 거쳐 탄생했기 때문입니다. 다윈은 이미 '우리 모두는 원숭이의 후손'이라고 말했습니다. 겉모습이 아무리 달라도 말입니다. DNA 하플로그룹을 통해 전 세계의 유전 정보가 지리적 위치와 어떻게 연결되는지를 과학적으로 확인할 수 있습니다. 부계와 모계 혈통이 각각 독립적으로 말이지.
aDNA의 장점과 단점을 살펴봤으니, 이제 미래를 이야기할 차례입니다. 모든 연구가 그렇듯, 이 분야 역시 거인의 어깨 위에서 진보하는 과학이기에 앞날은 밝습니다. aDNA가 우리에게 무엇을 줄 수 있는지는 이미 확인했습니다.
어떤 미래가 우리를 기다리고 있을까요?
타라고나의 아우구스트 피 이 수녀 생물의학연구소(IDIBAPS)가 세계 최초의 고대 DNA 바이오뱅크를 개설했다는 최근 소식은, 유전학 분야에서 이룬 진전 중 하나입니다. 이는 고고학 연구가 한 걸음 더 나아갈 발판이 되어, 새로운 지식이 가득한 미래를 보장할 것입니다. 그리고 누가 알겠습니까? 그 유명한 잃어버린 고리, 혹은 아프리카의 '엄마와 아빠'를 찾아낼지도 모릅니다.
결국 다른 이들이 그러했듯, 우리도 우리인 것입니다. 반드시 찾아내야 할 것입니다.
