1970년대 중국서 나온 화석은 데니소바인이었다, 그 얼굴이 드러났다

중국의 한 소장고에서 수십 년 동안 잠들어 있던 두개골 조각, 치아, 턱뼈가 데니소바인의 것으로 밝혀졌다. 데니소바인은 네안데르탈인의 사촌뻘인 멸종 인류로, 과학계가 이들을 처음 만난 것은 손가락뼈 한 조각을 통해서였다. 그중 뼈 두 점에서 추출한 단백질에는 지금까지 연구된 인류 가운데 오직 데니소바인만 지닌 분자적 특징이 담겨 있었다. 이로써 쉬자야오(Xujiayao) 화석은 세계에서 가장 큰 데니소바인 유해 집합 가운데 하나가 되었고, 연구자들은 이들의 생김새를 특징 하나하나 짚어 가며 설명할 수 있게 되었다.

그 답은 매우 두꺼운 뼈로 된 길고 낮은 머리, 뒤쪽으로 휘어 넘어가는 두툼한 눈썹뼈, 경사진 이마, 네모진 눈구멍, 넓은 콧구멍, 그리고 앞으로 튀어나오지 않고 평평하게 자리한 뺨이다. 이번 연구에 참여하지 않은 브리즈번 퀸즐랜드공과대학교(Queensland University of Technology)의 고유전학자 Sally Wasef는 Nature 뉴스팀에 “마침내 데니소바인에게 얼굴을 찾아 주기 시작했다”고 말했다. 최근까지 이 집단에 대해 알려진 것은 대부분 해부학이 아니라 DNA에서 나온 것이었다.

베이징 중국과학원 고척추동물·고인류연구소(Institute of Vertebrate Paleontology and Paleoanthropology)의 푸차오메이(Qiaomei Fu) 연구팀이 이끈 이번 연구는 인류 계통수의 복잡한 한 구석도 새로 그린다. 전문가들이 서로 다른 이름으로 분류해 온 동아시아 화석 여러 점이, 최근 제안된 종인 Homo juluensis를 포함해, 모두 데니소바인일 수 있다는 것이다.

어떻게 밝혀냈나

인류 화석 20점이 출토된 중국 북부 니허완(Nihewan) 분지의 유적 쉬자야오에는 DNA가 남아 있지 않았다. 단백질은 DNA보다 오래 남기 때문에 연구팀은 단백질을 노렸다. 연구팀은 표본 두 점, 즉 두개골 옆면을 이루는 오른쪽 마루뼈(두정골) 조각과 아래턱뼈 일부를 CT로 촬영한 뒤, 클린룸 안에서 각각에 작은 구멍을 뚫어 뼛가루를 채취했다.

이어 분자 조각의 질량을 구성 단위를 읽어 낼 만큼 정밀하게 재는 장비인 질량분석기로 단백질 조각을 식별했다. 수도의과대학(Capital Medical University)과 푸단대학(Fudan University)의 두 독립 연구실이 시료를 분석했고, 결과는 서로 다른 두 소프트웨어로 검증했다. 땅속에 아주 오래 묻혀 있던 단백질은 서서히 화학적으로 변하지만, 피부나 실험 시약에서 온 현대의 오염 물질은 그렇지 않다. 그래서 연구팀은 이 마모 흔적을 이용해 진짜 고대 물질과 섞여 들어온 현대 단백질을 가려냈다. 이렇게 걸러 낸 뒤 고대 단백질 18종이 남았다.

결정적인 단서는 COL1A2라는 콜라겐 단백질의 한 위치에 있다. 시베리아의 데니소바 동굴부터 티베트고원, 타이완해협, 하얼빈(Harbin) 두개골에 이르기까지 지금까지 분석된 모든 데니소바인은 그 자리에 라이신이라는 아미노산을 지니고 있는 반면, 네안데르탈인과 현생인류는 아르기닌을 지닌다. 마루뼈에서는 서로 다른 단백질 조각 57개가 그 위치에서 라이신을 보였고, 아르기닌을 보인 것은 단 하나였다. 턱뼈에서는 61 대 1이었다. 여덟 가지 단백질로 만든 계통수는 두 뼈를 모두 데니소바인과 한 무리로 묶었으며, 통계적 신뢰도는 99퍼센트를 넘었다.

데니소바인의 얼굴은 어떻게 생겼나

쉬자야오 화석이 데니소바인으로 확인되자, 연구팀은 이 뼈들을 하얼빈 두개골과 나란히 놓고 비교했다. 하얼빈 두개골은 ‘용인(Dragon Man)’이라는 별명이 붙은 거의 완전한 두개골로, 앞선 단백질·DNA 연구에서 이미 데니소바인과 연결된 바 있다. 두 화석 집합을 함께 보면, 표본 하나에서 나온 묘사가 아니라 데니소바인 해부학의 공통 체크리스트가 처음으로 만들어진다.

일부 특징은 Homo erectus처럼 오래된 모습이다. 낮고 넓은 뇌머리뼈, 그리고 정수리에서 7.7밀리미터, 마루뼈가 불룩 솟은 부분에서 12밀리미터 두께인 머리덮개뼈가 그렇다. 반면 귀 위쪽의 관자뼈(측두골)가 강하게 아치형으로 휜 것처럼 놀라울 만큼 현대적인 특징도 있다. 몇몇은 후기 네안데르탈인과 일치하는데, 평형 감각을 담당하는 속귀 반고리관의 배치와 두개골 뒤쪽의 작은 오목이 그렇다. 그리고 연구팀이 데니소바인 고유의 특징이라 부르는 조합이 있다. 옆벽이 거의 평행한 낮은 두개골, 거대한 눈썹뼈, 평평한 광대뼈, 그리고 앞으로 아주 약간만 돌출된 턱이다. 쉬자야오, 샤허(Xiahe), 펑후(Penghu)에서 나온 아래턱뼈는 뼈 안쪽 면에 작은 오목을 공유하는데, 이는 다른 인류에게서는 드문 특징이다.

비교하자면 네안데르탈인은 대개 뒤에서 보면 둥근 두개골과, ‘후두 쪽머리(occipital bun)’라 불리는 뒤통수의 불룩한 융기를 지닌다. 데니소바인 두개골에는 둘 다 없으므로, 이들은 단순히 더 동쪽에 살았던 네안데르탈인이 아니었다.

더 단순해지는 인류 계통수

가장 도발적인 주장은 쉬자야오를 넘어선다. 이곳의 두개골 가운데 하나인 쉬자야오 6은 Homo juluensis의 모식표본으로 지정돼 있었는데, 이 종은 약 1700밀리리터에 이르는 거대한 뇌 용량을 일부 근거로 정의됐다. 저자들은 크기만으로는 종을 세울 수 없다고 주장한다. 이들이 분석한 집단의 뇌 용량은 약 1120~1800밀리리터에 걸쳐 있으며, 이 폭은 현생인류에서 관찰되는 범위인 대략 1090~1880밀리리터 안에 들어간다.

지역 전반의 해부학적 특징을 비교한 연구팀은, 오랫동안 이름이 정해지지 않은 고인류로 기술돼 온 다리(Dali), 진뉴산(Jinniushan), 화룽둥(Hualongdong) 같은 유명한 화석도 데니소바인 계통에 속한다고 결론 내렸다. 이것이 사실이라면 데니소바인은 파편으로만 알려진 희귀한 집단이 아니라, 적어도 30만 년 전부터 약 4만 5000년 전까지 추운 중국 북부에서 아열대 남부에 이르기까지 살았던 동아시아의 주요 고인류 집단이었던 셈이다. 코펜하겐대학교의 고인류학자 Fabrice Demeter는 이들이 어떻게 생겼고 어디에 살았는지를 이해하는 데 “이번 연구는 큰 진전을 보여 준다”고 Nature에 말했다.

아직 풀리지 않은 문제

분자 증거는 20점 가운데 뼈 두 점에만 해당하며, 단 하나의 아미노산 차이에 기대고 있다. 데니소바인 집단 내부에서 개체를 구분하는 다른 변이가 없기 때문에, 단백질로는 쉬자야오 사람들이 시베리아, 티베트, 타이완, 하얼빈의 데니소바인과 어떤 관계인지 알 수 없다. 이 표지를 ‘데니소바인에게만 있는 것’으로 만드는 참조 자료도 적어서, 네안데르탈인 및 현생인류와 비교된 것은 다섯 개체뿐이다.

더 넓은 재분류는 쉬자야오에 대한 결과 자체보다 근거가 약하다. 다리, 진뉴산, 화룽둥, 쉬창(Xuchang)은 이번 연구에서 단백질 자료가 없으며, 오직 해부학적 특징만으로 데니소바인과 연결됐다. 저자들은 데니소바인의 특징 묶음이 “개별 표본에 동시에 나타나지 않고, 여러 표본에 걸쳐 서로 다른 형태나 조합으로 나타난다”고 인정하는데, 이 때문에 정의가 유연해지는 동시에 검증하기도 어려워진다. Demeter 역시 그렇게 넓은 지역과 긴 기간에 걸쳐 퍼져 있던 집단이라면 생김새에도 차이가 있었을 가능성이 크다고 지적한다.

얼굴 자체도 부분적으로는 추론이다. 전체 그림을 완성하는 얼굴뼈는 쉬자야오가 아니라 하얼빈을 비롯한 다른 두개골에서 나왔다. 피부색, 머리카락, 연조직은 뼈로 읽어 낼 수 없으므로, 실물 같은 초상은 모두 예술가의 해석일 뿐이다.

데니소바인에 관해 자주 묻는 질문

데니소바인이란?

네안데르탈인과 가까운 친척인 멸종한 고인류 집단으로, 시베리아 데니소바 동굴에서 발견된 손가락뼈의 DNA로 처음 확인됐다. 이들은 우리 종과 교배했으며, 오세아니아와 아시아 일부 지역 사람들은 지금도 그 DNA를 지니고 있다.

데니소바인 얼굴은 어떻게 생겼나?

쉬자야오와 하얼빈 화석을 토대로 보면, 이들은 두꺼운 뼈로 된 길고 낮은 두개골, 거대한 눈썹뼈, 경사진 이마, 네모진 눈구멍, 넓은 콧구멍, 평평한 뺨을 지녔다. 턱은 아주 약간만 돌출됐다. 피부와 머리카락, 눈동자의 색은 여전히 알려지지 않았다.

단백질로 인류 종을 어떻게 구별하나?

단백질은 유전자가 정한 순서대로 아미노산이 이어져 만들어지므로, 유전자의 변화는 단백질에 오래 남는 흔적을 남길 수 있다. 뼛속 콜라겐은 DNA보다 훨씬 오래 보존될 수 있다. 단백질 COL1A2에서 알려진 데니소바인 특유의 변화는 DNA가 전혀 남아 있지 않을 때도 분자 지문 역할을 한다.

Homo juluensis는 실제 별개의 종인가?

이 종은 뇌가 큰 쉬자야오와 쉬창 화석을 대상으로 제안됐다. 새 연구는 크기 차이가 한 집단 안의 정상적인 변이이며 이 화석들이 데니소바인이라고 주장하지만, 다른 연구자들은 여전히 별도의 이름을 옹호할 수 있다.

앞으로의 과제

이번 연구가 제시하는 검증 방법은 명확하다. 다리, 진뉴산, 화룽둥이 데니소바인이라면, 그중 아직 콜라겐이 남아 있는 화석은 COL1A2의 같은 위치에서 라이신을 보여야 한다. 쉬자야오의 더 많은 개체, 이상적으로는 유적의 서로 다른 지층에서 얻은 단백질이나 DNA가 있다면, 퇴적층이 아우르는 약 6만 년 동안 한 집단이 그곳에 살았는지 알 수 있을 것이다. 이 화석군은 1976년부터 1979년 사이에 발굴됐고 연대는 약 19만 9000년 전에서 13만 8000년 전 사이로 추정돼, 분자적으로 확인된 데니소바인 가운데 가장 이른 축에 속한다. 연구는 2026년 10월 21일 Nature에 발표됐는데, 윈난(Yunnan)성 Bianfu 동굴의 데니소바인 유해를 다룬 별도의 Nature 논문이 나온 지 한 달 뒤였다.

참고문헌: Xing et al., “The proteome of Middle Pleistocene Xujiayao and common Denisovan morphology,” Nature, 2026. DOI: 10.1038/s41586-026-11132-z

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