유전학자들은 인간의 뇌가 언제 진화했다고 믿는가?

처음에는 Vectors of Mind에 게재되었다.

인간은 상징적 사고 능력과 복잡하고 문법적인 언어에 대한 의존성에서 모든 동물과 구별된다. 약 70,000년 전, 우리 종은 예술을 제작하기 시작했고, 이후 세계를 장악했다. 이와 같은 시기에 우리의 두개골, 내 귀, 성도의 형태도 모두 변화했다. IQ 및 교육 성취와 관련된 유전자에 대한 선택도 있었다. 이 모든 사실은 현대적 인간 정신의 진화와 매우 유사해 보이며, 2000년대까지 연구자들 사이에서 사실에 대한 지배적인 해석은 그러했다. 그러나 이후 유전학자들은 인간 가계도에 200,000년 전까지 거슬러 올라가는 유전적 분기가 존재한다는 사실을 발견했고, 이는 이 모델에 큰 난점을 제기했다. 인간의 조건이 유전적인 것이라면, 그것은 언제 확립되었는가? 만약 그것이 지난 50,000년 또는 100,000년 사이에 확립되었다면, 어떻게 가계도의 여러 가지로 퍼져 나갈 수 있었는가? 그리고 물론, 우리에게 우위를 안겨 준 것은 무엇이었는가?

이 수수께끼는 드와르케시 파텔이 최근 유전학자 데이비드 라이히와 진행한 인터뷰의 핵심에 놓여 있다. 라이히는 다음과 같이 지적한다. “일부 사람들은 인간이 어떤 근본적인 계산 능력에서 침팬지보다 더 지능적인 것은 아니며, 인간을 독특하게 만드는 것은 사회적 학습 능력이라고 주장합니다.” 이에 파텔은 우리의 사회적 인지가 언제, 어떻게 진화했는지를 묻는다.

파텔: 여전히 이해가 되지 않습니다. 답은 단지 우리가 60,000년 전에 무슨 일이 일어났는지 모른다는 것입니까? 당시에는 인간과 다른 현생인류, 그리고 다른 유형의 인간들이 서로 상호작용하고 있었지만, 적어도 유라시아에서는 어느 누구도 지배적인 위치에 있지 않았습니다. 그런데 이제 인간은 지배할 뿐만 아니라, 사실상 그들을 멸종으로 몰아갔습니다. 그 시기 이후 무엇이 달라졌는지에 대해 우리가 알고 있는 것이 있습니까?

라이히: 이것은 정말로 제 전문 분야를 벗어나는 문제입니다. 여러 가지 아이디어가 제시되어 왔는데, 제가 아마도 서툴게 요약해 보겠습니다. 밴드의 규모에 해당하는 수백 명, 혹은 때로는 1,000명으로 이루어진 모든 인간 집단은 도구, 생활 전략에 관한 공유된 문화적 지식을 축적하고, 점점 더 많은 공유 지식을 쌓아 갑니다. 그러나 규모가 제한된 집단이 충분히 큰 다른 집단과 상호작용하지 않는다면, 때때로 그 집단에서는 정보의 손실이 발생합니다. 자연재해가 일어나거나 핵심적인 연장자들이 사망하고, 지식이 사라집니다. 공유 지식의 임계 질량이 형성되지 않는 것입니다. 하지만 일단 어떤 임계 질량을 넘어서면 집단은 더 커질 수 있습니다. 공유 지식의 양은 더욱 많아집니다. 특정 도구를 만드는 방법과 혁신의 패턴, 언어, 개념적 관념에 관한 공유 지식의 몸체가 증가하면서 걷잡을 수 없이 확장되는 폭주 과정이 일어납니다.

여기서 인간이 언어 능력을 갖춘 하드웨어를 언제 진화시켰는지에 대한 답은 제시되지 않는다는 점에 유의해야 한다. 오랫동안 그것은 Homo sapiens가 세계를 장악하고 행동적 현대성을 보여 준 시기와 대략 일치한다고 여겨졌다. 70,000년 전 세계에서 가장 복잡한 예술은 다음과 같은 모습이었다.

이 격자무늬를 긁어 새기는 데에는 마음 이론, 언어, 또는 상징적 사고가 필요하지 않다. 여기에 드러난 사고는 동물들이 일상적으로 수행하는 것보다 더 발전된 것이 아니라고 볼 수도 있으며, 네안데르탈인이 만든 플루트보다 인지적으로 덜 인상적이다. 그러나 40,000년 전이 되면 인간은 비너스 조각상을 만들었고, 이후 30,000년 동안 지속된 전통 속에서 계속해서 그러한 조각상을 제작했다.

동물과 네안데르탈인은 이와 조금이라도 비슷한 것을 만들지 않는다. 특히 Homo sapiens가 세계를 정복하기 시작한 시기가 바로 이때라는 점을 고려하면, 70,000년 전에서 40,000년 전 사이에 어떤 인지적 진화가 있었다고 생각하는 것은 합리적이다. 이는 단순한 모델이다. 일부 집단이 언어, 자기 성찰, 상징적 사고를 발달시키면서 지배하고 확장하는 경향을 보였다는 것이다. 이 글에서 나는 Who We Are and How We Got Here: Ancient DNA and the New Science of the Human Past를 쓴 유전학자가 인간의 조건의 출현과 sapiens가 살아남은 마지막 Homo라는 사실을 설명하는 데서 유전자의 중요성을 경시하는 이유를 맥락 속에서 살펴본다.

여전히 우리의 믿음을 시험하는 다윈#

완전한 인간이 된 시점을 묘사한 위의 도표는 진화생물학자 니컬러스 롱리치가 제작했다. “현대 DNA”가 확립된 시점은 260,000~350,000년 전으로 강조되어 있는데, 이는 코이산족이 인간 가계도의 나머지 부분에서 갈라져 나온 것으로 추정되는 시기다. 언어, 예술, 음악, 영성, 춤, 이야기하기, 결혼, 전쟁, 양부모 돌봄은 오늘날 우리 종을 규정하므로, 대도약이 시작된 약 65,000년 전까지 그러한 것들이 입증되지 않음에도 당시의 삶에서도 모두 근본적인 요소였다고 가정된다. 사실 현생인류의 역설은 약 10,000년 전까지 세계 대부분에서 예술, 종교, 추상적 사고가 왜 부재했는지를 묻는다.

라이히와 마찬가지로 롱리치는 인간이 문화적 복잡성의 임계점을 넘어섰고, 그 결과 네안데르탈인과의 경쟁에서 우리가 앞설 수 있게 한 피드백 고리가 형성되었다고 주장한다. 문화는 진화했지만 우리의 뇌는 진화하지 않았다. 이 모델이 매력적인 이유는 쉽게 이해할 수 있다. 스티븐 핑커가 말했듯이, “나를 포함한 사람들은 인종이 분화하기 전인 50,000~100,000년 사이에 중요한 인간의 생물학적 진화가 멈췄다고 믿는 편을 선호할 것입니다. 그렇게 되면 인종 및 민족 집단이 생물학적으로 동등하다는 사실이 보장될 테니까요.” 그러나 인간의 진화가 사실상 “꺼짐 스위치”에 도달했다는 생각을 뒷받침하는 증거가 있는가? 더 중요한 점으로, 최근의 진화에 관해 자료는 무엇을 말해 주는가?

인간 적응에 관한 새로운 발견#

인터뷰가 진행된 지 불과 2주 후, 라이히가 공동 저자로 참여한 *방향성 선택에 관한 광범위한 발견은 고대 DNA가 인간의 적응을 해명하리라는 약속을 실현한다*라는 제목의 프리프린트 논문이 공개되었다. 수천 개의 고대 DNA 표본에서 얻은 게놈을 분석한 이 연구는 지난 10,000년 동안 인간의 뇌에 강한 선택이 작용했음을 보여 준다.

회색 선은 지난 9,000년 동안 유럽에서 지능과 가구 소득에 대한 평균 다유전자 점수(PGS)의 추정 변화를 보여 준다. PGS는 특정 형질에 긍정적 또는 부정적으로 기여하는 모든 유전 변이를 합산하여 계산한다. 이는 추정치이고 잠재적인 오류의 영향을 받을 수 있지만, 이처럼 유의미한 변화가 단순한 우연에 의해 발생했을 가능성은 낮다. 변화의 규모는 놀랍다. 9,000년 전 IQ의 PGS는 오늘날보다 표준편차 2만큼 낮았다. 유사한 변화가 50,000년 전까지 거슬러 올라가 투영된다면, 당시 해당 집단의 대다수 개인은 완전히 발달한 문법적 언어나 추상적 사고를 구사할 인지 능력을 갖추지 못했을 가능성이 있음을 시사한다.

언어의 진화#

이는 다음 이론과 같은 일부 언어 이론과 부합합니다. 이를 꼼꼼히 읽을 필요는 없습니다. 제가 전달하고자 하는 요지는, 진지한 연구자들이 완전한 언어가 확립된 시점을 10,000년 전으로 본다는 것입니다(마지막 단계의 ‘embedding’은 ‘재귀’라고도 합니다).

이 모형은 2020년에 발표되었으며, 이와 유사한 다른 모형들도 있습니다. 이를 염두에 두고, 라이히가 언어의 진화를 다룬 방식을 살펴봅시다.

라이히: 유전학적 증거 가운데 믿을 수 없을 만큼 흥미롭고 기묘한 한 가지 흐름이 있었습니다. 너무나 기묘해서 제가 아는 많은 사람들이 논문에서 손을 뗐습니다. 그들은 그 논문과 연관되고 싶어 하지 않았습니다. 너무 기묘했기 때문입니다. 그들은 그 결과가 틀렸을지도 모른다고 생각했습니다. 제가 알기로는 그 결과는 지금까지도 견고합니다. 그저 너무 기묘할 뿐입니다…… 연구자들은 현대인의 계통에서 체계적으로 달라진 차등 메틸화 영역을 살펴보았습니다. 대략 1000개 정도였습니다. 그리고 그것들의 특징이 무엇인지 물었습니다. 현대인에게 특이적인 계통에서 특별히 이례적인 생물학적 활동이 있었을까요? 매우 크고, 매우 놀라우며, 예상하지 못한 통계적 신호가 나타났습니다. 그것은 성도였습니다. 후두 및 인두 기관이었습니다.

……이러한 성도의 변화가 언어에서 중요하다고 생각한다면, 그리고 그렇게 생각하는 것이 합리적으로 보인다면, 이는 지난 50만 년 또는 수십만 년 동안, 구체적으로는 우리 계통에서 매우 중요한 변화들이 일어났음을 뜻하는 것일 수 있습니다. 그 변화들은 네안데르탈인과 데니소바인에게는 없었습니다.

파텔: 인간이 수십만 년 동안 그것을 지니고 있었다면, 인간이 아프리카 밖으로 확장할 수 없었던 이유가 무엇인지 분명하지 않군요. 그리고……

라이히: 우리는 그것을 알지 못합니다. 우리가 아는 것은 오늘날 우리가 그것을 지니고 있다는 사실뿐입니다. 이러한 변화가 불과 20만 년 전, 또는 50,000년 전이나 100,000년 전에 일어났을 수도 있습니다.

파텔: 하지만 그렇다면 모든 현대인, 서로 다른 현대인 집단들이 그것을 지니고 있다는 사실은 알고 있지 않습니까?

라이히: 200,000년 전에 분리된 것입니다.

우리의 독보적인 성공을 고려하면, Homo sapiens의 언어 능력이 독특하다는 것은 놀라운 일이 아닙니다. 이는 오랫동안 지배적인 과학적 설명이었습니다. 실제로 많은 창조 신화는 인간과 짐승을 구별하는 것이 언어라고 말하며, 이와 유사한 관념은 수천 년 동안 민간의 지혜 속에 스며들어 왔습니다. 더욱이 언어의 진화가 위의 네 단계와 비슷한 방식으로 진행되었다면, 오늘날 언어가 보편적이면서도 200,000년 전에는 존재하지 않았던 일이 어떻게 가능했는지는 신비롭지 않습니다. 점점 더 복잡해지는 문법과 문화가 여러 집단 사이에 퍼져 나가고, 그 결과 향상된 인지 능력에 대한 선택이 일어날 수 있었습니다. 이러한 과정은 100,000년 동안 분리되어 있던 유전적으로 구별되는 계통들이 문화적 접촉을 시작한 경우에도 일어날 수 있습니다.

이러한 시나리오가 놀라운 것이 아님을 다시 강조하고 싶습니다. 1971년에 나온 고전적 저작인 『언어의 기원과 다양화』에서 모리스 스와데시가 제시한 내용을 살펴봅시다.

이 도표는 구석기 시대에 더 발전된 언어가 유라시아에서 파도처럼 퍼져 나가는 모습을 보여 줍니다(바스크-데네안어가 중심에 있습니다). 유전학자들이 아프리카 내에 깊은 유전적 분기가 존재한다는 사실을 밝혀내고, 지난 50,000년(또는 심지어 350,000년) 동안 중요한 인지적 진화가 없었다고 가정하면서 이와 같은 모형은 인기를 잃었습니다. 이제 유전학은 그러한 가정이 거짓임을 입증하고 있습니다. 최근의 진화가 다시 논의의 장에 올랐습니다. 인간은 문화가 원하는 것은 무엇이든 써 넣을 수 있는 백지 상태로 태어나지 않습니다.

당신은 혁명을 원한다고 말했지?#

라이히는 현재 인간 진화의 표준 모형이 시간이 흐르면서 어떻게 짜 맞춰졌는지를 설명합니다. 우리는 전 세계 현대인의 유전체를 염기서열 분석했고, 이어 네안데르탈인과 데니소바인의 고대 DNA를 확보하여 혼혈이 있었다는 사실을 깨달았습니다. 그 후에도 계속 나타나는 여러 불규칙성에 대해 우리는 같은 작업을 반복해야 했습니다.

“이 시점에 이르면, 점점 더 개연성이 떨어져 보이는 혼합 사건이 여러 차례 존재합니다. 고대 그리스 시대에 지구와 태양이 서로 어떤 관계에 있는지를 설명하는 모형의 역사를 안다면, 그리스의 헬레니즘 천문학자 프톨레마이오스가 태양이 지구 주위를 돈다는 모형을 전제로 행성과 별의 운동을 여전히 설명할 수 있도록 부착했던 주전원들이 있었다는 사실을 알 것입니다. 우리는 모든 것을 들어맞게 만들기 위해 이 주전원들을 계속 추가해 왔습니다.”

그 정도 지위에 있는 연구자가 이런 비교를 한다는 것은 놀랍습니다. 잘 알려진 사실 하나는 사하라 이남 아프리카 밖의 모든 사람이 몇 퍼센트의 네안데르탈인 DNA를 지니고 있다는 것입니다. 그러나 이 수치는 40,000년 전보다 훨씬 낮습니다. 한때 유라시아의 Homo sapiens는 10-20%의 네안데르탈인 DNA를 지녔을 수도 있으며, 그 이후 이 DNA에 대해서는 선택이 불리하게 작용해 왔습니다(생존에 해로웠기 때문입니다).

“실제로 자신의 조상들을 세어 본다면, 아프리카계가 아닌 혈통을 지닌 사람의 경우 70,000년 전에 조상 가운데 네안데르탈인이 몇 명이었겠습니까? 2%가 아닐 것입니다. 10-20%일 것입니다. 상당히 높은 비율이지요.

아마 이를 생각하는 올바른 방식은 다음과 같을 것입니다. 예를 들어 근동에 한 집단이 있고, 그 집단이 현대인들의 물결과 물결처럼 이어지는 혼합을 겪고 있다고 합시다. 현대인이 너무 많기 때문에 시간이 지나도 그 집단은 네안데르탈인으로 남습니다. 지역적 특성을 유지하는 것입니다. 그러나 시간이 흐르면서 점점 더 현대인에 가까워집니다. 결국 내부로부터 현대인의 조상으로 대체됩니다.

……오늘날의 비아프리카인이 현대인이라는 사실조차 명백하지 않습니다. 어쩌면 그들은 물결처럼 이어지는 혼혈을 통해 현대화된 네안데르탈인일지도 모릅니다.”

서로 다른 현대인 집단이 다른 Homo 종들의 테세우스의 배라면, 왜 이 속(屬)은 지난 50,000년 동안 서로 얽혀 하나가 되었을까요? 생각해 볼 수 있는 한 모형은 유전자와 언어가 수만 년에 걸쳐 함께 진화하면서 새로운 관념과 능력, 그리고 사람들의 불꽃을 전 세계로 퍼뜨렸다는 것입니다. 이 과정의 시작점에서 각 호미닌 종—Homo neanderthalensis, 데니소바인, 롱기인, floresiensis, luzonensis, 그리고 고대 sapiens—은 각자의 적응과 생태적 지위를 지니고 있었습니다. 일반 지능이 출현하면서 상징적 사고를 꿰뚫어 이해할 수 있었던 개체들이 살아남았습니다¹. 이는 우리 종에 걸맞은 자기 창조의 이야기입니다. 지각 있는 호미닌들—에덴의 족쇄를 벗어 던진 존재들—이 마지막까지 살아남은 자들입니다.

이와 대조적으로 지배적인 모형에서는 언어가 200,000년 전에 진화했지만, 어떠한 경쟁적 이점도 제공하지 않았다고 봅니다. 그러다가 150,000년이 지난 뒤, 본질적으로 무작위적인² 과정에서 Homo sapiens는 각자의 생태적 지위에서 수십만 년 동안 살아온 사촌 종 대여섯 종을 능가했습니다. 더욱이 지난 200,000년 동안 진화는 인간의 뇌에 영향을 미치기를 멈추었습니다. 인간이 새로운 문제에 직면하면서 진화를 가속하기는커녕, 그리고 우리의 변화하는 두개골 형태와 새로운 유전자들 가운데 인지와 관련된 것들이 존재함에도 불구하고, 우리는 인지 진화의 ‘꺼짐’ 스위치를 눌렀습니다. 그 이후의 이야기는 전적으로 문화적인 것이 되었으며, 유전자가 아니라 밈이 진화했습니다.

특히 인간의 정신에 특별한 점이 없다고 주장하거나 우리의 독특한 특성이 200,000년 전에 진화했다고 주장하는 사람들이 최근의 인지적 진화는 없었다고도 주장한다는 점에서, 무언가는 굴복해야 할 것 같습니다. 유전학이 이러한 관점을 해체하고 있는 지금, 우리 종에 대한 이해는 어떻게 달라질까요?

지난 20,000년 동안 유전자와 문화가 확산된 과정만으로도 사피엔스 역설을 완전히 설명할 수 있다고 나는 생각한다. 하지만 시간만이 답을 알려 줄 것이다! DNA 염기서열 분석은 과거를 들여다보는 망원경이며, 아직은 새로운 과학이다. 망원경이 그랬듯이, 이 과학도 많은 신성한 믿음을 짓밟을 것이다. 백지 상태설을 신봉하는 사람들은 계몽주의 이전의 가톨릭교도들처럼 행동할까? 학문 분야들은 분열할까? 앞날은 거칠고 흥미진진할 것이다.

우리를 인간으로 만든 선택압에 관한 나의 이론을 더 알아보려면 의식의 이브 이론을 참조하라. 현대 인류는 육체라는 기계 속 유령으로 살아가는 필연적 이원론자들이지만, 언제나 그랬던 것은 아니다. “나”라는 감각은 우리 종이 지난 50,000년 동안 발달시킨 안정적인 환각이다. 이 이론은 구석기 시대 인류가 훨씬 더 조현병적이었으리라는 것과 같은 예측을 내놓는다. 흥미롭게도, 그것은 라이히의 새 논문에 제시된 발견 중 하나다.