과학자들은 납과 인간 진화 사이에 놀라운 연관성을 발견했습니다.

새로운 연구에 따르면 인류 조상은 현대 산업이 발달하기 훨씬 이전인 200만 년 이상 독성 납에 노출되어 살았으며, 이러한 숨겨진 환경적 압력이 우리의 뇌, 행동, 심지어 언어의 진화까지 변화시켰을 가능성이 있습니다. 출처: Shutterstock

주요 국제 연구 활동은 납 노출이 주로 현대 사회의 문제라는 오랜 통념을 뒤흔들고 있습니다. 새로운 연구 결과는 초기 인류 조상이 200만 년 이상 반복적으로 납에 노출되었음을 보여주며, 이 독성 금속이 인류의 뇌, 행동, 그리고 어쩌면 언어의 진화에 예상치 못한 역할을 했을 가능성을 시사합니다.

Science Advances 에 게재된 이 연구는 현대인이 궁극적으로 네안데르탈인을 능가한 이유에 대한 새로운 시각을 제시합니다. 네안데르탈인 유전자 변이를 가진 실험실 배양 뇌 오가노이드는 인간 유전자를 가진 오가노이드보다 납에 더 강하게 반응했는데, 이는 네안데르탈인이 납의 신경학적 영향에 더 취약했을 가능성을 시사합니다.

호주 서던크로스대학교 지질고고학 및 고고측정학 연구그룹(GARG), 미국 뉴욕 마운트 시나이 병원 아이칸 의과대학 환경의학과, 캘리포니아 샌디에이고 대학교(UCSD, 미국) 의과대학의 연구진은 화석 화학, 뇌 유기체 실험, 진화유전학을 결합하여 납이 호미니드 역사에 어떻게 영향을 미쳤는지 밝혀냈습니다.

화석 치아에서 발견된 고대 납 노출 증거

오랫동안 납 독성은 제련, 채굴, 그리고 유연 휘발유와 페인트 사용을 포함한 인간 산업과 밀접한 관련이 있다고 여겨졌습니다. 하지만 연구자들이 오스트랄로피테쿠스 아프리카누스, 파란트로푸스 로부스투스, 초기 호모, 네안데르탈인, 그리고 호모 사피엔스를 포함한 다양한 호미니드와 유인원의 치아 화석 51개를 분석하면서 이러한 관점은 바뀌었습니다. 치아에서는 거의 200만 년 전까지 거슬러 올라가는 간헐적인 납 노출의 명확한 화학적 흔적이 발견되었습니다.

서던크로스대학교(Southern Cross University)의 GARG 시설(뉴사우스웨일즈주 리스모어 소재)과 마운트 시나이대학교(Mount Sinai University)의 엑스포소믹스(Exposomics) 연구실에서 시행한 고정밀 레이저 어블레이션 지구화학 검사 결과, 법랑질과 상아질에 뚜렷한 '납 띠'가 나타났습니다. 이 띠는 어린 시절에 형성되었으며, 환경 요인(오염된 물, 토양, 화산 활동 등)이나 신체 뼈에 저장되어 스트레스나 질병 시 방출되는 납으로부터 반복적으로 납을 섭취했음을 시사합니다.

"저희의 자료에 따르면 납 노출은 단순히 산업 혁명의 산물이 아니라 인류 진화의 일부였습니다."라고 서던 크로스 대학교의 GARG 연구 그룹 책임자인 르노 조앤스-보야우 교수가 말했습니다.

"이것은 우리 조상의 뇌가 강력한 독성 금속의 영향을 받아 발달했으며, 이것이 수천 년에 걸쳐 그들의 사회적 행동과 인지 능력을 형성했을 수 있음을 의미합니다."

납이 초기 뇌 발달에 미치는 영향

이러한 노출의 기능적 영향을 이해하기 위해 연구팀은 초기 뇌 발달의 단순화된 실험실 배양 모델인 인간 뇌 오가노이드를 연구했습니다. 연구팀은 납이 신경 발달 중 납 노출 시 유전자 발현을 조절하는 NOVA1이라는 핵심 발달 유전자의 두 가지 변형에 어떤 영향을 미치는지 검증했습니다. 현생 인류의 NOVA1 변형은 네안데르탈인을 비롯한 멸종된 인류에서 발견되는 변형과는 다르지만, 이러한 진화적 변화의 이유는 이전에는 명확히 밝혀지지 않았습니다.

네안데르탈인과 유사한 NOVA1 변이체를 보유한 오가노이드는 납에 노출되었을 때 피질과 시상에서 FOXP2 발현 뉴런에 상당한 장애를 보였습니다. 이러한 뇌 영역은 언어 및 언어 발달에 필수적입니다. 현대인의 NOVA1 유전자를 보유한 오가노이드는 장애가 훨씬 적었습니다.

"이러한 결과는 NOVA1 변이체가 납의 유해한 신경학적 영향으로부터 보호 효과를 제공했을 수 있음을 시사합니다."라고 UC 샌디에이고 샌포드 줄기세포 연구소 통합 우주줄기세포 궤도 연구 센터 소장이자 소아과/세포 및 분자의학과 교수인 앨리슨 무오트리 교수가 말했습니다.

"이것은 환경적 압력, 즉 납 독성이 어떻게 생존과 언어를 사용한 의사소통 능력을 향상시키는 유전적 변화를 가져왔을 수 있는지를 보여주는 놀라운 사례입니다. 하지만 이제는 이러한 변화가 현대의 납 노출에 대한 취약성에도 영향을 미치고 있습니다."

현대인의 출현에 대한 유전적 통찰력

이 연구에서 얻은 유전 및 단백체 데이터는 고형 유전자 변이를 가진 오가노이드에서 납 노출이 신경 발달, 의사소통, 그리고 사회적 행동과 관련된 여러 경로를 교란시켰음을 보여주었습니다. FOXP2 유전자 교란은 FOXP2가 언어 발달에 중요한 역할을 한다는 점에서 특히 주목할 만합니다. 이러한 결과는 환경 독소에 의한 장기적인 압력이 현생인류와 네안데르탈인의 인지 및 의사소통 특성을 서로 다른 진화적 경로로 변화시켰을 가능성을 시사합니다.

환경 의학과 교수이자 부회장인 마니시 아로라 교수는 "이 연구는 우리의 환경 노출이 어떻게 우리의 진화에 영향을 미쳤는지 보여줍니다."라고 말했습니다.

"종간 경쟁의 관점에서 볼 때, 독성 노출이 전반적인 생존에 이점을 제공할 수 있다는 관찰은 환경 노출과 관련된 질병의 진화적 근원을 조사하는 환경 의학에 새로운 패러다임을 제공합니다."

고대 납 노출이 오늘날 우리에게 의미하는 것

현대의 납 노출은 대부분 산업 활동과 연관되어 있지만, 특히 어린이의 경우 심각한 건강 위협을 초래하고 있습니다. 새로운 연구 결과는 인간의 납 민감성이 진화적 과거에 깊이 뿌리내리고 있으며, 유전자와 환경 조건 간의 상호작용에 의해 형성될 수 있음을 보여줍니다.

조앤스-보야우 교수는 "우리의 연구는 납 노출의 역사를 다시 쓸 뿐만 아니라, 유전자와 환경 사이의 상호작용이 수백만 년 동안 우리 종을 형성해 왔으며 지금도 계속 형성하고 있다는 사실을 일깨워줍니다."라고 덧붙였습니다.

이 연구는 아프리카, 아시아, 유럽, 오세아니아의 화석 치아를 활용하여 상세한 지구화학적 지도 작성을 통해 유년기 납 섭취 양상을 추적했습니다. 이와 동시에, 현생 또는 고대 NOVA1 유전자를 포함하는 뇌 오가노이드를 이용하여 납이 뇌 발달에 미치는 영향을 연구했으며, 특히 언어에 중요한 유전자인 FOXP2에 주목했습니다. 유전학적, 전사체학적, 단백체학적 분석을 결합하여 납이 인류의 인지 및 사회적 행동 진화에 어떤 영향을 미쳤는지에 대한 광범위한 이해를 구축했습니다.

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2025/11/251115095930.htm