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[궁금한S] 환경에 따라 변화…인류의 진화는 '현재진행 중'

[앵커]
과학에 대한 모든 궁금증을 풀어주는 '궁금한 S' 시간입니다. 인류는 수천만 년 동안 진화를 거치며 현재의 모습이 되었는데요.

그렇다면 진화는 더 이상 끝난 것일까요? 인류 진화의 궁금증에 대해 지금 바로 화면으로 만나보시죠.

[이효종 / 과학유튜버]
안녕하세요! 과학의 모든 궁금증을 해결하는 궁금한 S의 이효종입니다. 궁금한 S와 함께할 오늘의 이야기 만나볼게요.

오랜 시간 동안 인류는 진화를 거듭해왔습니다. 직립보행부터 도구의 사용, 언어를 익히는 것까지 여러 진화 과정을 통해 오늘날의 몸을 갖추게 되었는데요. 이후 인간은 문명과 문화를 이룩했고, 따라서 생물학적으로는 더 이상 진화하지 않는다고 생각하는 사람이 있습니다. 생물학적인 차원을 초월한 고등한 존재가 되었다는 것인데요. 지금 이 상태와 말이죠.

음, 과연 그럴까요? 진짜 인류의 진화는 멈춘 것일까요? 오늘은 그 궁금증에 대해 '궁금한S'에서 알아보도록 하겠습니다.

"노르가이가 없었다면 난 에베레스트 산에 오르지 못했을 것이다" 1953년 최초로 에베레스트 산을 정복한 뉴질랜드 등반가 '에드먼드 힐러리'가 남긴 말인데요. 노르가이는 힐러리의 정상 정복을 도왔던 네팔인 셰르파였습니다. 셰르파족은 히말라야 고산지대에서 거주하는 민족으로 에베레스트 등 히말라야의 고봉을 오르는 원정대의 짐을 나르고 길을 안내해왔기에 '산악 도우미'로도 불리는데요.

셰르파의 활약은 산소가 부족한 고산지대에서 더욱 빛을 발합니다. 높은 곳으로 올라갈수록 공기 중 산소량이 줄어들기 때문이죠. 산소가 줄어들면 두통이나 빈혈, 호흡곤란이나 구토 증상이 나타날 수 있습니다. 이는 한 번쯤 들어본 적 있는 고산병인데요. 일반적으로 고산병 증상은 해발 3,000m 이상 고지대에서 나타납니다. 심각할 경우엔 폐에 물이 차오르는 폐부종이나 뇌부종 등으로 사망에 이를 수 있죠.

그런데 산소가 부족한 고산지대에서 힘들어하는 일반인과 달리 셰르파는 산소 호흡기 없이도 이리저리 산을 뛰어다닙니다. 심지어 노르가이는 "셰르파에겐 2~3개의 폐가 있다"는 말을 한 것으로도 유명한데요. 고된 훈련으로 단련된 산악인들도 고산병으로 사망하는 마당에 셰르파들은 어떻게 산소통도 없이 무거운 짐을 이고 에베레스트 정상에 오르는 것이 가능한 것일까요?

영국 케임브리지대학교 앤드루 머레이 교수팀은 유럽 출신 연구자 10명으로 이뤄진 팀과 네팔 카트만두 출신의 베테랑 셰르파 15명으로 이뤄진 팀을 구성해 각각 해발 5,300m에 위치한 에베레스트 베이스캠프까지 오르도록 했습니다. 등반 전후에 혈액을 분석해 일반인과 셰르파의 신진대사에 어떤 차이점이 있는지 알아내기 위해서였죠.

연구 결과 셰르파의 몸은 저지대에 사는 일반인과 확연한 차이를 보였습니다. 셰르파의 혈액을 분석해 보니 그들의 적혈구는 일반인보다 두께가 얇았습니다. 셰르파의 얇은 적혈구는 혈관 속을 빠르게 이동할 수 있지만, 적혈구 안에 있는 헤모글로빈의 산소 운반 효율은 일반인보다 떨어진다는 것이었죠.

우리 몸에 흐르는 핏속에는 수많은 적혈구가 있는데 이 적혈구들은 온몸 구석구석 산소를 공급해줍니다. 그래서 산소가 부족한 에베레스트 산 정상에 오르는 사람들은 시간적 여유를 두고 산에 오르는데요. 몸속 적혈구 수가 조금씩 증가해 고산병 증상을 예방할 수 있기 때문이죠. 그렇다면 적혈구의 산소 운반 효율이 떨어지는데도 불구하고 셰르파가 고산지대에서 활약할 수 있는 이유는 무엇일까요?

정답은 '세포 대사'에 있었습니다. 셰르파는 산을 오르는 과정에서 지방보다 포도당에서 더 많은 에너지를 얻었는데요. 일반적으로 같은 양이면 지방이 포도당보다 더 많은 에너지를 낼 수 있습니다. 그러나 지방을 연소할 때보다 포도당을 태울 때 산소가 더 적게 필요하기 때문에 체내 산소 활용 면에서는 셰르파의 세포 대사가 유리한 것이었죠.

그러니까 자연환경에 의해서 인류의 변화와 인류가 자연환경에 적응하는 것은 아직도 진행 중이라는 것이죠.

성인 중에는 간혹 우유를 먹으면 배가 아프면서 설사를 하는 분들이 있는데요. 저도 그렇거든요. 그 이유는 우유의 주성분은 젖당인데, 이 젖당이 우리 몸속에서 분해가 잘 안 되기 때문입니다. 젖당은 우리 몸속에 있는 젖당 분해효소라는 단백질이 분해하는데, 아기였을 때는 이 젖당 분해효소가 많이 만들어지지만, 점차 자라면서 성인이 되면 젖당 분해효소가 잘 만들어지지 않습니다. 그래서 우유를 먹으면 젖당이 분해되지 않아 설사하게 되는 거죠.

그런데 다른 민족보다 일찍 우유를 마시기 시작한 중동에서는 성인이 돼서도 젖당을 잘 분해하는 유전자가 확인됐습니다. 중동 사람들은 수천 년 전부터 낙타의 젖을 주식처럼 마시기 시작했는데요. 긴 세월에 걸쳐 우유를 마시다 보니 이들의 몸에서도 특별한 변화가 일어났습니다. 몸에 별 탈이 나지 않도록 젖당 분해효소가 성인이 돼서도 잘 작동하게 된 것이죠.

또, 아프리카는 말라리아가 득실대는 지역 중 하나인데요. 그런데 신기하게도 아프리카 일부 지역의 사람들은 말라리아에 잘 걸리지 않는다고 합니다. 비밀은 바로 '적혈구의 모양'에 있었습니다. 이들의 적혈구는 초승달 형태인데요. 말라리아 원충은 인간 세포 중에서 적혈구에 증식하며 병을 일으킵니다. 적혈구가 말라리아 원충의 집 역할을 하는 것이죠. 그런데 초승달 모양이면 말라리아 원충이 잘 들어가지 못해 증식하지 못하게 된다고 합니다.

이는 말라리아가 창궐한 상황에서도 그 환경에서 적응할 수 있었던 사람들만 남고 그렇게 진화했다는 것을 보여주는 것이 아닐까요?

오늘 '궁금한 S'에서는 환경에 맞게 변화한 인류의 진화에 대해 알아봤는데요. 인류가 끊임없이 환경에 적응해왔다는 것을 알 수 있었습니다. 이렇게 적응과 그에 맞는 변화를 거듭해 다음 세대에게 전달된다면, 인류가 지금의 모습과는 좀 다른 모습으로 변하지 않을까 기대해 볼 수도 있겠네요.

그럼 '궁금한 S'는 여기서 인사드릴게요. 과학에 대한 궁금증이 있다면 언제든 유튜브에 사이언스 투데이를 검색해주세요. 이상 궁금한 S였습니다.
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