인류의 탄생과 진화

인간이 속해 있는 포유동물(젖먹이 동물)은 어류로부터 양서류를 거쳐 포유동물로 진화해왔다.

인류의 기원(탄생)

사람은 두발로 걷는 영장류(영장목)에서 원숭이과(Pongidae, 성성이과)와 사람과(Hominidae, 호미니드)로 갈라졌다. 사람과(Hominidae, 호미니드)에서 유인원과 인간으로 갈라진다. 여기서 인류란 사람속(Homo)뿐만 아니라  케냔트로푸스속(Kenyanthropus), 파란트로푸스속(Paranthropus), 오스트랄로피테쿠스속(Australopithecus)을 포함한다. 인류의 탄생이란 침팬지속(Pan)과 다른 케냔트로푸스속(Kenyanthropus), 파란트로푸스속(Paranthropus), 오스트랄로피테쿠스속(Australopithecus), 사람속(Homo)의 출현을 의미한다.

인류는 동아프리카의 건조한 초원에서 탄생했다. 사람과(Hominidae, 호미니드)에서 유인원과 갈라져 새로운 인간이 출현하게 된 원인은 기후변화가 원인이다. 동아프리카의 좋은 환경인 숲속에 살던 유인원(현재의 유인원 조상)은 진화가 느려 현재의 유인원(침팬지, 고릴라 등)과 같이 별로 진화되지 않고 유지되었지만, 그 중에서 허약한 유인원(현재의 인간 조상)들은 기후 변화로 건조한 초원이 생성되면서 건조한 초원으로 밀려나게 되었다. 건조한 초원으로 밀려난 유인원들은 나쁜 환경에 적응하여 진화하게 되는데 이때 나쁜 환경에 조금이라도 더 적응한 개체만이 살아남게 되므로 매우 빠르게 진화하였으며 진화가 많이 일어난 것 중에서 능력이 뛰어난 종이 인간이 되었다.

인간도 직립보행하기 전에는 현재의 고릴라나 침팬지처럼 앉아서 생활을 하였으며 꼬리가 있었다. 현재 원숭이꼬리의 기능을 보면 달릴 때 몸의 균형을 잡아주고 몸에 달라붙는 곤충이나 작은 물체를 제거하는 역할을 하며 높은 나뭇가지를 붙잡고 매달릴 수 있게 하는 것이다. 인간에게는 꼬리가 퇴화되었는데 그 시기는 직립보행을 하면서 이다. 직립보행으로 손이 자유로워져 꼬리의 기능을 대신함에 따라 꼬리가 필요 없거나 진화에 걸림돌이 되었기 때문이다.

분류학적으로 사람은 동물계(動物界, Animalia), 척색동물문(脊索動物門, Phylum Chordata), 척추동물아문(脊稚動物亞門, Vertebrata), 사지상강(四肢上綱, Tetrapoda), 포유강(哺乳綱, Class Mammalia ), 수아강(獸亞綱), 진수하강(眞獸下綱), 영장목(Order : 靈長目, primates), 참원숭이아목(진원아목, Anthropoidae), 사람상과(사람上科, Hominoidea), 사람과(Family : Hominidae), 사람류(tribe : 사람족 Hominini), 사람속(사람屬, Homo), 사람종(사람種,  sapiens)으로 분류된다.

이를 간단히 요약하면 사람은 동물계, 척추동물문, 포유강, 영장목 ,사람과, 사람속, 사람종(학명 : Homo Sapiens)이다.

옛날에는 인간과 그 조상들만 영장목(Order : Primates)에서 사람과(Family : Hominidae)로 분류하고 원숭이, 유인원류(오랑우탄-genus Pongo, 고릴라, 침팬지, 난쟁이침팬지-Pan)는 원숭이과((Pongidae, 성성이과)로 분류하였다. 그런데 형태학적 연구와 분자생물학적 연구 결과 사람은 침팬지와 가깝고, 고릴라, 오랑우탄과는 거리가 멀다는 것이 밝혀졌다. 그래서 현재는 영장목(Order : 靈長目, primates)의 사람상과(上科,꼬리가 없음)에서 사람과(Hominidae)와 긴팔원숭이과(Hylobatidae, 꼬리가 없고, 뒷다리로만 걷고 앞다리로 물건을 쥘 수 있음)로 나누고 사람과에 사람과 유인원류(오랑우탄-genus Pongo, 고릴라, 침팬지, 난쟁이침팬지-Pan) 포함한다. 사람과(Family : Hominidae)를 보통 호미니드(hominid, 사람科)라 한다.

다시 사람과를 정리하면 사람과(Family:Hominidae)에서 사람아과(Homininae)와 오랑우탄아과(Ponginae)으로 나누고 사람아과(Homininae)에서 사람족(Hominini)과 고릴라족(Gorillini)으로 나뉜다. 사람족(Hominini)에는 침팬지속(Pan), 케냔트로푸스속(Kenyanthropus), 파란트로푸스속(Paranthropus), 오스트랄로피테쿠스속(Australopithecus), 사람속(Homo) 등 여러 속이 있었으나 현재는 침팬지속(Pan)과 사람속(Homo)만이 남아 있고 사람속(Homo) 중에서는 사람종(Homo sapiens)만이 남아 있다.

영장목(Order : Primates)의 사람족(Hominini)에서 침팬지속과  케냔트로푸스속(Kenyanthropus), 파란트로푸스속(Paranthropus), 오스트랄로피테쿠스속(Australopithecus), 사람속(Homo)이 분리되는 계통을 지금까지 발견된 화석 연구로는 정확히 알 수 없다. 그래서 현대에는 DNA연구로 진화과정을 밝히려 한다. 인간의 DNA와 침팬지의 DNA는 1.2% 다르다. 그리고 생물체에 있는 DNA에서 일어나는 돌연변이에 대해 오랜 기간 동안의 화석을 비교 조사한 결과 돌연변이 속도는 거의 일정하다는 것이 알려졌으며 이런 DNA 돌연변이 속도를 이용하여 분자시계를 만들게 되었다. 이 분자시계로 침팬지와 인간이 언제 분화되었는지 그 기간을 계산할 수 있는데 침팬지 DNA와 인간 DNA간에 3500만개의 염기가 달라졌으므로 두 계통이 500만~600만 년 전에 갈라졌음을 알 수 있다. 이것은 650만 년 전에 지구가 극심하게 추웠으며 건조했다는 사실과 일치한다.

2001년 차드에서 인류 조상의 가장 오래된 화석을 발굴했다고 했다. 이 화석은 사헬란트로푸스 차덴시스(투마이, 어린이)라 명명되었는데 사헬란트로푸스 차덴시스가 살던 시기는 700만 년 전이다. 인간과 침팬지가 500만~600만 년 전에 갈라졌다는 유전적 계산(분자시계)과 비교하면 100만년 이상 차이가 나므로 투마이는  인간의 최초 조상이 될 수 없다. 투마이가 우리의 최초 조상이 아니라 할지라도 인류 진화에는 다른 계통의 진화가 있을 수 있다는 점에서 의미가 있다.

인류가 침팬지와 갈라진 후 짧은 기간에 18개의 염기가 변화되었다. 이렇게 빠른 변화 속도는 이후 인간들에게 급속한 진화가 일어났다는 것을 의미한다.

오스트랄로피테쿠스 속 출현

400만 년 전부터 오스트랄로피테쿠스 속(屬)에는 오스트랄로피테쿠스 아파렌시스와 오스트랄로피테쿠스 아나멘시스, 오스트랄로피테쿠스 바렐그하자리, 오스트랄로피테쿠스 아프리카누스, 오스트랄로피테쿠스 가르히가 있으며 오스트랄로피테쿠스 아파렌시스와 오스트랄로피테쿠스 아나멘시스가 가장 이른 시기에 나타난 호미니드로 알려졌으나 최근에 새로운 화석인 아르디피테쿠스 속(4.4백만 년 전)이 추가되었다. 이런 여러 종류의 호미니드가 아프리카에서 탄생하여 살았다. 1974년 발견된 360만 년 전에 살았던 루시라는 화석의 오스트랄로피테쿠스 아파렌시스는 큰 턱과 튀어나온 얼굴 등 원숭이의 특성을 지녔고, 아마도 나무를 안전한 쉼터로 삼았을 것이며 특징인 직립 보행으로 초원을 돌아다녔을 것이다.

인간은 오스트랄로피테쿠스를 시작으로 유전자가 변화하여 급속한 진화를 이루었다.

인류 조상의 세포 핵 속에는 HAR1 유전자가 돌연변이로 생성되었으며 이 유전자는 대뇌피질의 배열과 구조에 관한 역할을 하였다. 이 유전자에 의해 인류조상의 대뇌피질이 정교한 주름을 가지게 되어 지능의 발달을 가져왔다.

유전자 변화는 뇌의 구조와 더불어 뇌의 신경화학물질의 작용에도 변화를 가져왔다. 2005년 듀크대의 매슈 록먼과 동료들은 PDYN이라는 유전자가 가장 오래된 인류의 직접적 조상이 출현한 직후인 700만 년 전부터 돌연변이로 생성되어 진화를 일으키기 시작했다는 것이다. 이 유전자는 프로디노르핀이라는 분자의 생산을 조절한다. 이물질에 어떤 성분을 첨가하느냐에 따라 인식과 행동, 또는 기억의 토대가 되는 신경화학물질로 바뀐다.

신경에는 뉴런과 뉴런 사이에 신호를 전달하는 신경흥분전달 속도에 영향을 주어 뇌가 정보를 처리하는 속도를 높이는 유전자, 여러 뉴런 간의 연락을 향상시켜 학습과 기억력을 향상시키는 유전자, 그리고 뇌의 성장을 촉진하는 유전자들이 있다. 이런 유전자 활동은 오스트랄로피테쿠스 속의 출현과 때를 맞춰 출현하였다.

루시 종족인 아파렌시스는 키가 90~150㎝이고 몸무게는 27~45㎏ 정도였다. 이가 작아 과일과 견과류를 먹기에는 좋지만 고기를 씹기는 어려웠다. 즉 초기 인류는 크기도 작고 육체적 능력이 시원치 않아 포식자가 되기보다는 피식자로 되는 경우가 더 많았다. 초기 인간이 피식자라는 사실을 알게 되면서 인간 종이 번창한 원인에 관한 전통적 개념이 달라졌다. 즉 우리 조상이 진화에 성공한 데는 사냥 솜씨와 경쟁자를 물리치는 능력이 뛰어났기 때문이라는 견해가 지배적이었지만 현재는 우리 조상은 약한 종이지만 지능이 높아서, 특히 사회를 이루는 능력이 뛰어나서 생존했다는 것이다. 우리 조상은 서로 협력하고 집단을 이뤄 살도록 진화했다. 이 사실은 유전학과 고신경학으로 뒷받침된다. 여성의 분만과 젖 분비를 촉진하는 호르몬인 옥시토신이 남녀 모두의 뇌 속에서 활동한다. 옥시토신은 뇌하수체 후엽에서 분비되어 분만 때 자궁을 수축시켜 분만을 쉽게 하는 호르몬 이지만 친밀한 관계를 나눌 때도 분비되어 긴장을 완화시켜 주고 집중력을 높여주며, 다른 사람과 교류할 때 신뢰감을 촉진하므로 사회적 교류 활동이 활발해지고 협조적 정신이 함양되게 함에 따라 인간은 집단 동거하여 공동 이익을 추구하는 사회로 발전하였다. 그리고 옥시토신은 심장과 신경 내분비 기능과 면역체계를 강화시켜 주기도 한다.

과학자들은 침팬지와 인간의 지놈을 비교해 두 종의 공동 조상은 옥시토신을 가졌다고 추론했다. 그러나 침팬지와 인간이 계통이 갈라진 뒤로 변화되었다. 인간은 옥시토신 생산량도 많고 옥시토신에 뇌가 강력히 반응하였지만 침팬지는 옥시토신 생산량도 적고 옥시토신에 뇌가 강력히 반응하지도 않았다는 것이다. 우리 조상이 약 170만 년 전 남여가 생식주기 동안의 일시적 결합이 아니라 항구적 결합(1부1처제 결혼)하는 제도가 생겨났을 무렵 그 변화가 일어났을 것이다.

고신경학으로 뇌의 크기를 알 수 있을 뿐만 아니라 뇌가 두개골 안쪽에 남기는 표면 흔적으로 뇌조직을 알 수 있다. 과학자들은 250만 년 전 살았던 두 호미니드(오스트랄로피테쿠스 아프리카누스와 파란트로푸스)의 뇌 모양을 비교해, 고등 인식을 관장하는 전두엽 모양에서 중대한 차이를 알아냈다.

오스트랄로피테쿠스 파란트로푸스는 전두엽이 눈물방울 같은 모양이고 오스트랄로피테쿠스 아프리카누스는 전두엽이 좀 더 사각형에 가깝다. 오스트랄로피테쿠스 아프리카누스는 아래쪽으로 처진 데 비해 오스트랄로피테쿠스 파란트로푸스는 위로 솟은 편이다. 이것은 오스트랄로피테쿠스 아프리카누스가 10구역이라는 좀 더 잘 발달된 부위를 가졌다는 뜻이다. 의사결정, 솔선수범, 사전계획 등에 주로 활약하는 부위다. 그래서 오스트랄로피테쿠스 아프리카누스는 진화하고 오스트랄로피테쿠스 파란트로푸스는 멸종했는지 모른다.

고대 호미니드가 갖가지 유전적 특징의 조합을 이루었다가 없어졌다가 훗날 다시 종이 그런 유전적 특징을 가지는 종으로 진화했다. 비슷한 특징이 두 번 이상 진화했다. 다시 말해 그것을 근거로 한 화석이 다른 화석의 후손이라거나, 또는 발달된 특징을 지녔다는 이유로 한 화석이 현대 인류의 직접 조상이라고 확실하게 말할 증거는 못된다. 인류 가계도의 수많은 가지가 명확하게 밝혀지지 않았기 때문이다.

호모 속 출현

호모 하빌리스(Homo habilis) 출현

약 200만 년 전 호모 하빌리스(Homo habilis)라는 오스트랄로피테쿠스 속과는 다른 새로운 호모 속의 종이 아프리카에 등장했다.

호모 하빌리스(도구를 만들어 쓰는 사람, 손재주가 있는 사람)는 오스트랄로피테쿠스와는 해부학적 특징을 달리 하는 인류로서, 인간의 진화를 특징짓는 경향이 바로 이들로부터 시작되었다. 호모 하빌리스라고 명명된 이유는 이 화석인들의  뇌용량이 더욱 늘어났고, 작은어금니와 큰어금니가 상대적으로 작으며, 손을 자유롭게 움직일 수 있다는 사실에 근거를 둔 것이었다. 호모 하빌리스는 침팬지보다 큰 뇌를 가진 최초의 호미니드였고, 최초로 도구를 만들었다. 호모 하빌리스의 출현과 때맞춰 석기(날카로운 돌 조각)가 출현했다.

호모 에렉투스(Homo erectus, 직립원인) 출현

보통 160만 년 전에 호모 에렉투스(Homo erectus, 직립원인 直立原人, 곧선사람)가 출현했다고 한다.

호모 에렉투스는 도구를 발명하여 사용하였다. 그리고 아프리카를 떠나 다른 곳으로 진출했다. 인류가 아프리카 대륙을 약 1백만 년 전을 전후로 떠난 것으로 설명되고 있었다. 그러나 그루지야의 드마니시에서 발견된 화석과 인도네시아에서 발견된 화석의 연대는 백팔십만 년 전이다. 1백만 년 전보다 더 일찍이 인류가 아프리카를 떠난 것이다. 또 인류의 진화과정 중 호모의 시작은 단일종 가설로 설명되었으나 아프리카에서 발견되는 새로운 화석에 의하면 호모의 시작은 복수종 가설이 더 타당하다는 것으로 밝혀지고 있다.

아프리카를 떠난 호모 에렉투스는 여러 원인(原人) 중 자바 원인도 되고 베이징 원인도 됐다. 원인들은 걷기만 하지 않았다. 6만 년 전 대양을 건너 호주에도 갔다.

드마니시에서 발굴된 호모 에렉투스 뇌의 용량은 600~770㏄로 좀 더 원시적인 하빌리스와 비슷했다. 호모 에렉투스의 뇌 용량은 대단하지 않지만 뇌의 구조가 인상적이다. 호모 에렉투스는 현대 인간처럼 비대칭적 뇌를 가진 최초의 조상이다. 비대칭은 증가하는 특수화의 표시이며 따라서 복잡한 인식능력을 갖췄다는 증거가 된다.

호모 에렉투스 중 35만 년 전에 출현한 네안델타인은 불을 발견하고 사용하였다.

기술 개발에는 사용하지 않았다. 드마니시 화석들과 함께 발견된 도구를 보면 절단용 돌조각, 돌조각을 만드는 원 바위, 돌도끼 등이며 그 당시 기준으로 봐도 모두 원시적이다.

전기 구석기시대(약 250만~20만 년 전)의 유적에서 가장 이른 시기의 인류선조라고 생각되는 화석과 더불어 간단하게 떼어 만든 자갈돌석기가 발견되고 있다. 좀더 뛰어난 솜씨를 발휘해서 만든 찍개공작 (Chopper chopping-tool industry)이라 불리는 전기 구석기시대 전통은 지구의 동반구에 폭넓게 분포되어 있다.
이 전통은 곧선사람(직립원인 : 直立原人 Homo erectus)이 이룩한 것으로 보인다. 아직까지 발견된 바는 없으나, 당시의 곧선사람은 돌과 마찬가지로 나무와 뼈로도 도구를 만들었으리라 생각된다. 70만 년 전 무렵, 새로운 전기 구석기시대의 석기인 주먹도끼(兩面石器 hand ax)가 나타났다. 유럽에서 가장 오래된 주먹도끼는 프랑스 북부의 솜 강 유역에 발달한 아베빌리안 공작 (Abbevillian industry)에 해당한다.

호모 에렉투스는 200만~100만 년 전 유라시아 전역에 퍼졌으나 DNA 분석에 따르면 거의 확실히 멸종했으며 우리의 조상은 아니다.

호모 사피엔스(Homo sapiens, 지혜 있는 사람) 출현

보통 지금으로부터 10만 년 전 ~ 4만 년 전인 중기 구석기시대에 호모 사피엔스(Homo sapiens, 지혜 있는 사람)가 출현했다고 한다.

중기 구석기는 10만 년 전 ~ 4만 년 전이며 떼어 낸 석기를 사용하였으며 밀개, 긁개, 찌르개가 있다.

후기 구석기는 4만 년 전 ~ 1만 년 전이며 쐐기, 돌날 격지 제작으로 슴베찌르개 가 있다. 후기 구석기에 호모 사피엔스 사피엔스가 나타났다.

인간이 아프리카를 떠난 시기

분자시계로 인간이 아프리카를 떠난 시기를 알아낼 수 있다.

Y염색체는 아버지에서 아들로 그대로 이어진다. 그런 점에서 성(姓)과 같아 조상을 추적하는 데 사용된다. 그러나 Y염색체도 돌연변이를 일으킨다. 돌연변이를 일으킨 Y염색체는 남성 후손에게 그대로 이어진다. 세계 전역 21개 인구집단의 남성 1062명의 Y염색체 중 그런 돌연변이 160개를 찾아냈으며 이를 분자시계로 계산한 결과 모든 현대인 남성의 가장 최근 시조가 8만9000년 전 아프리카에 살았다는 것이다. 최초의 현대인간은, 따라서 현 인류의 조상은 100만 년 전 아시아에 진출한 호모 에렉투스와는 달리 약 6만6000년 전 아프리카를 떠났다.

약 6만6000년 전 아프리카를 떠난 인구를 Y염색체 돌연변이의 양으로 계산하면 남자의 수가 최다 2000명이었으므로 같은 수의 여자로 가정하면 4000명 정도이다. 우리는 그들의 후손이다.

호모 사피엔스가 유럽 등에 도착 했을 때 먼저 세계로 퍼진 네안데르탈인이 살고 있었다. 네안데르탈인은 뇌 용량, 체격이 크고 골격도 발달했으며 호모 사피엔스에 뒤지지 않았지만 2∼3억 년 전에 모두 사라졌다.

현대인은 언어나 순간 기억력 등이 뛰어난 인지력이 발달되었다. 5만 년 전까지도 표현미술이나 입상(立像), 장신구 따위는 없었다는 것은 그때의 인간들은 언어나 순간 기억력 등이 뛰어나지 않았다는 것을 의미한다. 뇌의 크기는 잘 변하지 않기 때문에 행동적으로 현대인간을 낳은 뇌의 변화는 구조에서 일어났다. 이런 구조변화의 원인은 유전자 변화에서 온다. 연구자들은 언어, 미술, 문화, 기타 고등 지능의 산물이 출현할 무렵 등장한 유전자를 찾아 지놈을 조사한 끝에 시기가 일치하는 세 가지를 찾아냈다.

FOXP2라는 첫째 유전자는 인간의 언어에서 역할을 수행하지만 다른 종에서는 다른 일을 수행함이 틀림없다. 왜냐하면 분명 말을 못 하는 쥐도 그 유전자의 이형(異形)을 지녔기 때문이다. 표준 분자시계 기법을 이용해 인간형 FOXP2가 출현한 지는 20만 년도 채 되지 않았으며, 어쩌면 5만 년 전인지도 모른다고 추산했다. 그렇다면 진보한 구어(口語)를 개발한 인간은 마지막으로 아프리카를 떠난 현대인류일 수밖에 없다. 시기가 흥미로운 또 하나의 유전자는 뇌의 크기에 영향을 미치는 마이크로세팔린이다.

이것의 역사는 3만7000년 전으로 거슬러 올라간다. 역시 가장 최근의 조상들 머리  속에 상징적 사고가 자리 잡기 시작하던 무렵이다. ASPM이라는 셋째 유전자도 뇌의 크기에 관여하는데 5800년의 역사가 있다. 인간이 서남아시아(근동, 중근동)에서 첫 도시들을 세우기 직전이며, 호모 사피엔스가 현대의 형태에 이르고 훨씬 뒤에 일어난 일이다. 따라서 우리는 여전히 진화 중이라는 의미다.

크로마뇽인 출현

크로마뇽인은 후기 구석기시대(3만 5,000~1만 년 전)에 출현했다.

1868년 프랑스의 지질학자 루이 라르테가 프랑스 남부의 도르도뉴에 위치한 크로마뇽의 얕은 동굴에서 모두 5개의 고고학적 단층을 발견했다. 가장 위쪽 단층에서 발견된 1만~3만 5,000년 전의 화석에 크로마뇽인이라는 이름이 붙여졌는데, 이 화석인은 네안데르탈인과 함께 구석기시대의 대표적인 선사 인류로 간주된다. 크로마뇽인은 키는 166~171㎝로 크고 골격이 단단하고 억세며 근육조직 역시 단단했던 것으로 여겨진다. 뇌용적은 현대인의 평균 뇌용적보다 다소 큰 1,600㎤ 정도였다.

크로마뇽인이 인류의 진화단계에서 정확히 어디에 놓이는지는 단정하기가 어렵다.  크로마뇽인은 대부분 동굴 속이나 바위가 돌출되어 생긴 얕은 동굴에서  정착해서 살았던 것으로 추정된다. 크로마뇽인은 네안데르탈인과 마찬가지로 시신을 매장했다. 이들은 선사 인류 가운데 최초로 예술활동을 시작했는데, 인간의 형상만이 아니라 동물의 형상을 음각, 양각하거나 조상으로 만들었다. 크로마뇽인은 끊임없이 새로운 예술적 수단과 형식을 시도했으며 장식된 도구나 무기 등은 이들의 예술이 종교적 이유에서만이 아니라 미적인 추구에서 이루어졌다는 사실을 보여준다. 크로마뇽인이 얼마 동안 존속했는지, 또 이들이 어떻게 생활했는지 명확히 알아내기는 어렵다. 이들은 나중에 유럽에 출현한 호모 사파엔스 사파엔스에로 서서히 흡수되었을 것이다.

BC 8000~5000사이를 중석기시대, BC 5000~2000사이를 신석기시대라 한다. BC2000~15000사이를 청동기시대, BC500이후를 철기시대라 한다.