모로토피테쿠스, 인간의 첫 발걸음을 떼다

1958년 우간다와 케냐의 국경지대에 위치한 모로토 화산 지대에서 다량의 포유류 화석이 발견됐다. 그 중에는 일련의 고대 유인원 화석이 포함되어 있었는데, UMP 67.28이라는 숫자가 붙은 척추뼈 하나가 인류학자들의 눈을 사로잡았다. 바로 모로토피테쿠스 비쇼피(Morotopithecus bishopi)라 명명된 유인원의 척추뼈였다. 거의 완전한 형태로 남아있던 이 척추뼈는 놀랍게도 현존 인류의 척추뼈와 유사한 형태를 띠고 있었다. 다른 유인원종이나 원숭이에게서 발견하기 힘든 모로토피테쿠스의 변형된 척추뼈는 직접 그 뼈를 조사한 연구자들을 어리둥절하게 만들었다. 그 변형은 오랑우탄이나 고릴라, 침팬지가 분기되기 한참 전인 2100만 년 전에 살았던 호미노이드(사람상과) 한 개체가 이미 허리를 세우고 두 발로 걸었다는 것을 의미하기 때문이다. 이 척추뼈의 존재는 네 발로 걷던 원숭이에서 허리가 구부정한 유인원 단계를 거쳐 직립 보행하는 인간 종이 탄생했다는 고전적인 다윈주의 진화 패턴에 대한 강력한 도전이 되었다.
척추와 말초신경 분야의 세계적 권위자이자 당대에 저명한 진화론자들을 사사한 진화생물학자 에런 필러는 이 척추뼈의 발견이 인간 진화의 역사, 넓게는 생물 진화의 역사에서 발생한 중요한 형태적 혁신을 반영한다고 말한다. 진화의 역사에는 고전적인 진화론에서 말하는 집단 변이, 자연선택 그리고 종 분화라는 표준적인 과정으로 설명할 수 없는 현상들이 벌어진다. 공룡의 갑작스런 멸종이 그렇고, 척추동물의 탄생 과정이 그렇다. 저자는 다윈 진화론 이후 잊혀졌던 생물학자들의 생각에서 그 해답을 찾고자 한다. 한때는 허무맹랑한 생각으로 주류 과학계의 비웃음을 샀지만 유전학과 분자생물학의 발달로 새롭게 빛을 보고 있는 이 이론들은 진화를 설명하는 새로운 관점으로 주목받고 있다.

괴테, 진화의 새로운 비전을 품다

다윈의 진화론은 새로운 종이 어떻게 탄생하는지, 그리고 이 새로운 종이 자신의 조상과 어떻게 다르게 변하는지에 주목한다. 그는 DNA의 존재를 모르는 상태에서 ‘변이를 수반한 유전’이라는 개념을 만들었으며, 이것이 자연선택과 적응의 과정을 거치면서 종 분화를 유발한다고 생각했다. 하지만 그보다 앞선 시기에 살았던 두 인물, 괴테와 조프루아는 어째서 전혀 다른 생물 종 사이에 그토록 수많은 유사성이 존재하는지에 더 주목했으며 이는 진화의 새로운 국면을 발견하는 단초가 되었다.
괴테와 조프루아는 종들 사이에서 발견되는 형태적 유사성은 각 생물 종을 구성하는 공통된 근본 요소가 있기 때문이라고 보았다. 괴테는 그것을 원형 그리고 프로테우스 단위체라고 개념화했으며 조프루아는 ‘설계의 통일성’이라는 측면에서 고찰했다. 특히 복잡한 식물과 동물의 근본적 구성요소가 있어, 이것이 반복적으로 결합해 다양한 생물의 형태가 조립된다는 생각에서 나온 ‘프로테우스 단위체’라는 개념은 오늘날 모듈성 이론(Modularity theory)의 선구로 주목받고 있다. 또 모든 생물의 구성에는 ‘설계의 공통성’이 있다는 조프루아의 주장은 무척추 동물에서 척추동물이 출현했으며 곤충의 체절과 척추동물의 척추뼈 사이에는 공통적인 부분이 존재한다는 통찰력을 보여줬다. 하지만 이들은 주장은 오랫동안 유형론 또는 형이상학이라는 비난을 받으면서 과학계에 진지하게 받아들여지지 못했다.

모듈성 이론, 진화를 새롭게 해석하다

오늘날 발달된 분자생물학은 괴테와 조프루아가 찾아 헤매던 생명 설계의 근본 모듈의 실제 분자적 기초를 알아냈다. 바로 동물의 체절 형성에 관여하는 혹스 유전자가 그것이다. 혹스 유전자 체계는 지구상에 존재하는 동물 대부분의 공통조상이라 할 수 있는 원좌우대칭 동물에서 기원한 것으로 보인다. 이 유전자에서 발생한 작은 변화는 유기체 전체에 다면발현성 형질 변환을 초래해 새로운 신체 설계를 출현시킨다. 그러나 진화론자들 대부분은 돌연변이에 의한 진화는 받아들이면서도 그 단 한 번의 사건으로 새로운 종 분화가 이루어진다는 점에서는 쉽게 동의하지 못한다. 하지만 이는 돌연변이 사건에 뒤따라 염색체적 종 분화 사건이 일어난다면 한 세대 만에 새로운 종이 탄생할 수 있다는 점을 간과한 결과일 뿐이다.
수십억 년의 시간 동안 생물체 내부에서 기능해온 혹스 유전자는 유성생식을 가능하게 한 DNA 복제와 함께 생명의 역사에서 출현한 가장 중요한 생물학적 모듈로서 평가된다. 저자는 인간의 허리뼈 변형 또한 이 유전자의 산물이며 모로토 화산에서 발견된 화석은 돌연변이에 의한 종 분화 사건의 핵심적인 증거가 된다고 주장한다. ‘허리를 세우고 두 발로 걷던 유인원’은 현존 인간과 유인원의 공통 조상임을, 즉 지금의 유인원들뫀 '허리를 세운 그 첫 유인원이자 첫 인간'으로부터 진화했다는 과감하고도 저항하기 어려운 주장을 빈틈없는 논증을 통해 펼친다. 그렇다면 유인원은 왜 허리 세운 자세를 포기한 채 현존 인류와는 다른 진화의 길로 들어섰던 것일까?

유인원, 다시 네 발 보행으로 돌아가다

2100만 년 전 한 호미노이드 계통에서 발생한 새로운 신체 설계는 포유류의 네 발 보행의 역사에서 새로운 전환점을 마련했다. 허리뼈에서 발생한 붓돌기 상실과 척추가로돌기의 사소한 위치 이동은 꼿꼿하게 세운 허리, 넓은 가슴, 꼬리 상실이라는 변형을 야기했다. 인간의 첫 새벽을 열어젖힌 이 새로운 종은 긴 진화의 시간을 거치며 무수히 많은 자손을 배출했다. 어떤 종은 위험을 무릅쓰고 평원을 삶의 터전으로 삼았지만 어떤 종은 두 발로 걷기 위한 최적의 신체 설계 일부를 포기하고서 포유류의 날카로운 발톱을 피해 다시 나무 위로 올라갔다.
오랑우탄, 고릴라, 침팬지는 각각 허리뼈 개수를 줄이거나 엉덩뼈능선을 극단적으로 신장하는 방법으로 허리의 과다 젖힘을 억제해 나무에서의 생활에 적합한 구조로 신체를 개조했다. 다윈주의 진화론의 자연선택과 적응인 셈이다. 저자는 그동안 점진적인 진화를 설명하기 위해 포유류의 네발 보행과 인간의 두발 보행 사이에 유인원의 너클 보행(빗금 보행 자세로 손가락 결절을 땅에 부딪치면서 걷는 걸음)이라는 과정을 설정해온 진화론자들의 생각은 명백히 잘못된 것이라고 지적한다. 지금까지 유인원의 이동 패턴을 연구해온 결과에 따르면 진정한 너클 보행이라 생각될 만한 국면은 어느 유인원 개체에서도 발견되고 있기 않기 때문이다.
다윈주의 진화론은 분명 타당하고 옳은 이론이다. 그러나 긴 생명의 역사에서 볼 때 부분적으로만 그렇다. 우리가 모듈성 이론이 밝힌 돌연변이적 진화 사건을 받아들인다면 진화에 대해 더 많을 것을 알게 될 것이라는 저자의 말을 외면할 수 없는 까닭이다.