kict 창조신학연구소
 
작성일 : 17-03-20 21:07
98.5%라는 착각 - 인간과 침팬지의 유전학적 차이의 비교논문(도표-그림은 생략되어 있습니다)
 글쓴이 : 최고관리자
조회 : 767  

영역: 과학/공학

키워드: 공통조상, DNA 유사성, 염색체 융합, 미토콘드리아 하와

 

 

98.5%라는 착각 - 인간과 침팬지의 유전학적 차이의 비교

Illusion of the so-called 98.5% - Comparing the Genetic Differences between Human and Chimpanzee

 

 

양승훈

밴쿠버기독교세계관대학원

viewmanse@gmail.com

1-604-996-VIEW(8439)

 

Paul S. YANG

Vancouver Institute for Evangelical Worldview

ACTS Seminaries, Trinity Western University

7600 Glover Road, Langley, BC V2Y 1Y1, CANADA

 

 

(Received on February 1, 2017,

Accepted on February 25, 2017)

 

 

Evolutionists say that DNA of human is similar to that of chimpanzee up to 98.5% and it is definite proof that human and chimpanzee share common evolutionary ancestor. But the real similarity of DNA is much lower than they say. This essay tries to check how was the data produced and what is the real situation in the area of molecular biology. The author argues that evolutionists were biased and their conclusion was not correct. Common ancestry between human and chimpanzee is not based on data.

 

 

I. 공통조상과 성경

II. 게놈 유사성

III. 관점의 차이

IV. 염색체 융합

V. 미토콘드리아 하와

VI. 결론

 

 

진화론자들은 인간은 다른 유인원들과 공통조상으로부터 진화되었다고 주장한다. 그리고 이의 가장 중요한 증거로서 사람과 침팬지의 DNA가 98.5% 동일하다는 점을 내세운다. 과학저술가이자 생리학자인 다이아몬드(Jared Diamond)는 저서 <왜 인간의 조상이 침팬지인가>(문학사상, 2015)에서 다른 침팬지와 단 1.6% 정도 다른 유전자를 지닌 제3의 침팬지가 인간으로 진화했다고 주장한다. 그러면서 그는 인간 DNA는 고릴라와 약 2.3%, 침팬지나 보노보(피그미 침팬지라고도 불리는)와는 약 1.6% 다를 뿐이라고 주장하면서 “외계인 과학자가 본다면 망설이지 않고 인간을 제3의 침팬지 종으로 분류할 것”이라고 단언한다.

 

98.5% 유사성 주장은 유전학이나 분자생물학, 그런 결과가 나오게 된 과정에 대한 배경지식이 없는 사람들에게 매우 큰 설득력을 갖는다. 그래서 일반인들이 접하는 매스컴이나 대중과학서적에서는 마치 인간의 진화가 확증된 것인 양 기술되고 있다. 본 논문에서는 그 동안 인간과 침팬지의 DNA 염기서열이 거의 같다는 주장을 비판적으로 살펴보고자 한다.

 

 

I. 공통조상과 성경

 

인간이 다른 유인원들과 공통조상을 가졌다는 주장은 일반 학계 뿐 아니라 기독교 내에서도 진보적인 일부 학자들 사이에서 강하게 제기되고 있다. 유신진화론자들은 DNA를 보면 인간과 유인원이 공통조상을 갖는다는 것은 의심한 여지가 없다고 하면서 인간과 침팬지는 같은 조상에서 유래하였음이 명백하다고 말한다. 예를 들면 이스턴대학(Eastern University)에 재직하면서 유신진화론자들의 모임인 바이오로고스(BioLogos) 멤버로 활동하고 있는 엔즈(Peter Enns)는 “2003년에 종료된 인간 게놈 프로젝트는 합리적인 과학적 의심을 넘어 인간과 유인원이 공통조상을 공유한다는 것을 보여주었다.”고 단언한다.

 

과연 인간과 침팬지가 공통조상에서 출발한 것이 그렇게 분명한가? 그렇다면 성경은 인간의 창조에 대해 뭐라고 말하는가? 성경은 “하나님이 이르시되 땅은 생물을 그 종류대로 내되 가축과 기는 것과 땅의 짐승을 종류대로 내라 하시니 그대로 되니라. 하나님이 땅의 짐승을 그 종류대로, 가축을 그 종류대로, 땅에 기는 모든 것을 그 종류대로 만드시니 하나님이 보시기에 좋았더라.”(창1:24-25)고 한 후 “하나님이 이르시되 우리의 형상을 따라 우리의 모양대로 우리가 사람을 만들고 그들로 바다의 물고기와 하늘의 새와 가축과 온 땅과 땅에 기는 모든 것을 다스리게 하자 하시고 하나님이 자기 형상 곧 하나님의 형상대로 사람을 창조하시되 남자와 여자를 창조하시고”(창1:26-27)라고 기록하고 있다.

 

창세기 1장은 인간과 침팬지의 공통조상에 대해 뭐라고 말하는가? 성경에 공통조상이란 말이 없기 때문에 틀렸다고 할까? 성경을 과학교과서로 보는 창조과학자들의 입장에 찬성해야 할까? 창조과학자들은 “성경은 진리이기 때문에 우리가 과학적인 증거를 볼 때에 성경이 확인하고 지지해야 한다. 왜냐하면 이것은 오류가 없는 하나님의 말씀이기 때문이다.”라고 말한다. 하지만 이런 주장은 많은 복음주의 성경학자들의 비판을 받고 있다. 비록 성경이 과학교과서가 아니고 성경으로부터 직접적인 과학적 데이터를 도출할 수 없다고 해도 성경으로부터 인간이 진화되었다는 해석을 도출하기는 어려운 것으로 보인다.

 

침팬지는 성경이 기록되던 시대와 지역에 살던 동물이 아니었다. 그러므로 성경이 인간과 침팬지의 관계에 대해 아무런 언급을 하고 있지 않는 것은 당연하다. 당연히 성경으로부터 인간과 침팬지의 공통조상에 대해 알 수 있는 바는 없다. 그렇다면 인류 진화론자들이 말하는 것처럼 과학적인 면에서는 인간과 침팬지의 진화적 관계를 찾아낼 수 있을까? 아래에서는 인간이 침팬지와 공통조상을 갖고 있는지를 과학적으로 살펴보기 위해 먼저 게놈의 유사성(genome similarity)을 살펴보자.

 

 

II. 게놈 유사성

 

게놈은 세포핵 내에 있는 DNA인데 이는 인간과 침팬지는 물론 모든 생물들의 세포 속에 모두 들어있기 때문에 상호비교가 가능하다. 1953년 왓슨(James Dewey Watson, 1928-)과 크릭(Francis Crick, 1916-2004)에 의해 DNA의 분자구조가 발견된 후에 생물들의 DNA에 대한 연구가 활발히 이루어져 왔으며, 이는 오늘날 분자생물학이라고 하는 거대한 과학의 분야를 열었다. 특히 2010년에 인간유전체(遺傳體)분석사업(Human Genome Project)이 완료됨에 따라 인간 유전자에 대한 사람들의 지식이 획기적으로 증가하게 되었다. 그렇다면 분자생물학적 관점에서 인간과 침팬지의 DNA는 얼마나 유사할까?

 

우선 이에 대해 인간과 침팬지의 DNA 유사성은 연구하는 학자들에 따라, 어떻게 계산하는가에 따라 상당히 달라진다는 사실을 고려해야 한다. 미국 창조과학연구소(ICR)의 톰킨스(Jeffrey Tomkins)는 인간과 침팬지의 DNA를 정밀하게 비교, 분석한 결과 평균적으로 70%의 DNA만 유사하다는 결론을 내렸다. 그는 이미 진화론자들이 인간과 침팬지의 DNA가 98% 이상 유사하다는 결과를 발표했는데 왜 다시 동일한 비교를 했을까? 이에 대해 톰킨스는 진화론자들이 “데이터를 선택적이며 편향적으로 다룬다는 것”(preferential and selective treatment of data)을 확인했기 때문이라고 했다.

 

이것은 다만 창조론자들의 주장만이 아니다. 진화론자들 중에도 인간과 침팬지 DNA의 유사성에 여러 가지 오해가 있음을 지적하는 사람들이 많다. 현재 매스컴에서 보도하고 있는 DNA 유사성 주장의 내막을 살펴보면 실제와는 상당히 차이가 난다는 것이다. 한 예로 2012년, 진화론자 프루스(Todd Preuss)가 <미국국립과학원 회보>(Proceedings of National Academy of Science, PNAS)에 보고한 바에 의하면 “인간과 침팬지의 유전적 차이는 이전에 생각했던 것보다 훨씬 더 크다는 것이 분명하다: 그들의 유전자는 98%나 99% 동일한 것이 아니다.”

 

근래 인간과 침팬지 유전자의 유사성에 대한 논의를 하기 전에 먼저 유전체의 복사, 전사 및 번역 과정 전체에서 분자적 기반을 연구하는 분자생물학적 상식을 살펴보자.

 

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그림1 침팬지, 인간, 쥐의 DNA 밴딩 패턴

 

생물학적으로 침팬지나 인간은 모두 포유류이기 때문에 당연히 유전자는 비슷할 것이다. 아마 인간의 유전자를 개나 고양이, 쥐 등과 비교해도 비슷할 것이다. 게다가 인간 DNA의 2%만이 단백질 코딩에 참여하기 때문에 단백질 코딩에 참여하는 DNA는 전체의 아주 일부분이다. 그러므로 서로 다른 동물들의 DNA 전체를 비교하게 되면 전혀 다른 그림이 될 수 있다.

 

DNA는 A, C, G, T라는 네 글자(염기)로 표현된다. 그림2에서 볼 수 있는 것처럼 위에 있는 인간의 DNA 서열과 아래에 있는 침팬지 DNA 서열은 같지 않다. 그냥 언뜻 보기에도 인간의 DNA와 침팬지의 DNA는 많이 다르다. 그런데 어디에서 98.5%의 유사성을 볼 수 있다는 말인가? 그 이유는 진화론자들이 DNA를 비교할 때 비정렬 DNA(non-aligned DNA), DNA 틈(DNA gaps), 정크 DNA, 유전자 복제수 변이(copy number variations), 크기 차이(size differences) 등의 요소들을 포함하지 않았다는 점이다. 만일 이러한 요소들을 고려한다면 인간과 침팬지 DNA는 앞에서 언급한 것보다 훨씬 더 많이 다르다.

 

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그림2 인간의 DNA(위)와 침팬지의 DNA(아래). 비교된 DNA는 일부에 불과하다.

 

예를 들면 그림2에서 ---으로 표시한 인간이나 침팬지의 DNA에서 18개의 DNA 틈은 비교 대상에서 제외하였다. 서로 간에 매칭되는 염기쌍이 있는 것들만을 비교한 것이다. 그렇다면 왜 진화론에서는 인간과 침팬지 DNA의 유사성을 강조하는가?

 

우선 인간이 침팬지와 공통조상을 가졌다는 진화론적인 선입견을 들 수 있다. 인간이 침팬지와 공통조상을 가졌다는 것은 증명되지는 않았지만 인류진화론자들은 당연한 것으로 받아들이고 있다. 그러므로 비교할 수 있는 짝이 없는 경우에는 아예 비교 자체를 하지 않았다. 한 예로 그림2는 57개 염기쌍을 보여주고 있다. 이 중에서 18개의 염기쌍은 상대편 DNA에 비교할 수 있는 염기가 없기 때문에 아예 비교하지 않았고, 나머지 39개의 염기 쌍 중에서 화살표로 표시한 두 개의 염기쌍만 다르다. 아래에서는 이 문제에 대해 좀 더 살펴볼 것이다.

 

또한 인간과 침팬지의 DNA 유사성이 크다고 해야 수백만 년 전에 공통의 조상이 있었다는 말이 설득력이 있기 때문이다. 만일 인간과 침팬지 DNA 유사성이 10% 이상 차이가 난다면 인간과 침팬지가 수백만 년 전에 공통의 조상을 가졌다는 주장이 전혀 설득력이 없게 된다. 그렇게 많은 차이가 난다면 진화를 위해 훨씬 더 오랜 시간이 필요하기 때문이었다. 인간이 진화되는데 수백만 년보다 훨씬 더 오랜 시간이 걸렸다고 하면 방사성 연대 측정 결과 등 기존의 진화 시간표와 맞지 않는다. 그래서 진화론자들은 어떻게든 인간과 침팬지의 DNA 유사성이 매우 높아야 한다는 선입견을 갖고 있다.

 

DNA의 틈만이 문제가 아니다. 흔히 사람들은 DNA를 비교할 때 있는 그대로의 삼차원적 구조를 비교하는 것으로 생각하기 쉽다. 하지만 실상은 그렇지 않다. 위 그림2에서 보여준 것처럼 두 DNA를 일차원적으로 펼쳐두고 일대일로 하나씩 비교한다. 동일한 염기서열이라도 어떻게 삼차원적으로 접혀있는가에 따라 다른 유전적 특성이 발현된다는 점을 생각한다면 DNA를 일차원적으로 펼쳐서 비교한다는 것은 DNA에 코딩된 많은 정보를 생략한다는 것이다.

 

정크 DNA는 어떤가? 정크 DNA의 기능은 완전히 밝혀지지 않았을 뿐이지 중요하지 않거나 기능이 없다는 의미가 아니다. 오랫동안 사람들은 정크 DNA가 아무런 기능을 하지 않는 것으로 생각했다. 하지만 연구가 진행되면서 정크 DNA도 쓰레기가 아니며 고유한 기능이 있음이 속속 밝혀지고 있다. 모든 DNA는 중요하고, 거의 모든 DNA는 뭔가 나름대로의 기능이 있다. 이러한 연구 결과들은 다만 DNA의 염기서열의 차이만으로 종들 간의 진화적 근친성을 결정하려고 하는 근래의 시도가 바르지 않음을 보여주고 있다.

 

이 외에도 인간과 침팬지의 DNA를 비교할 때 앞에서 언급한 비정렬 DNA(non-aligned DNA), 유전자 복제수 변이(copy number variations), 크기 차이(size differences) 등도 고려되지 않는다. 실제로 침팬지 게놈은 인간의 게놈보다 약 10% 더 큰 것으로 알려져 있다. 인간과 침팬지의 DNA를 비교할 때 지금까지 언급한 이런 종류의 차이점은 일반적으로 계산할 때에 포함되지 않았다. 요소들을 모두 고려한다면 훨씬 더 많은 차이가 생길 것은 자명하다. 이것은 98.5%라는 것은 착각 혹은 착시일 수 있음을 의미한다.

 

 

III. 관점의 차이

 

DNA 구조를 비교할 때 염기서열 이외의 요소를 고려해야 하는 것과 관련하여 근래에 많은 관심을 끌고 있는 분야가 후성유전학(後成遺傳學, epigenetics) 또는 후생유전학(後生遺傳學)이다. 후성유전학이란 DNA의 염기서열이 변화하지 않는 상태에서 이루어지는 유전자 발현의 조절인 후생유전적 유전자 발현 조절을 연구하는 유전학의 하위 학문이다. 즉 후성유전학은 DNA 배열의 변화를 포함하지 않으면서도, 유전자 외적 요인에 의해 일어나는 유전을 연구하는 연구 분야이다.

 

후성유전학에서는 DNA에 있는 화학 표시자(chemical marker)를 연구하는데 이 화학 표시자가 어떤가에 따라 DNA에 있는 유전적 특성이 표현되는 것이 다르다. 인간과 침팬지의 유전자는 상당히 다른 화학 표시자를 갖고 있다. 아마 시간이 지나면서 DNA의 3차원 구조에 관한 연구가 진행되면 각 층에 저장되어 있는 정보에 대해 더 많이 알게 될 것이다.

 

후성유전학의 연구에 의하면 근본적인 DNA 염기순서를 바꾸지 않더라도, 즉 생물의 기초가 되는 DNA 서열의 변화를 수반하지 않더라도 유전자들의 발현은 여러 세대를 지속될 수 있다. 아직 과학자들은 이에 대한 메커니즘을 분자적 수준에서 완전히 이해하고 있지는 못하지만 DNA 염기순서의 변화를 기반으로 하는 유전학과는 달리, 후성유전학의 세포표현 또는 유전자 발현의 변화는 다른 원인들에 의해 일어나는 것이 분명한 것으로 보인다. 후성유전학 연구는 단순한 염기서열의 비교를 진화적 근친성의 근거로 사용하는 것과 충돌한다.

 

여기서 다시 한 번 앞에서 언급한 톰킨스의 주장을 다시 한 번 생각해 보자. 톰킨스는 인간과 침팬지의 DNA 차이가 1.5%가 아니라 12%라고 했다. 즉 근래 인간 DNA의 염기서열 30억 개 중 88%가 같고 12%가 다르다는 말이다. 12%의 염기서열이 다르다는 말은 3억 6천만 개의 염기서열이 다름을 의미한다. 아마 어떤 사람은 여전히 88%의 DNA가 같다면 상당히 비슷하다고 생각할지 모른다. 하지만 이 정도 염기서열이 다르게 되면 한 종류의 유기체에서 완전히 다른 종류의 유기체로 진화하는 정도의 DNA 변화가 일어나려면 수백만 년 동안의 돌연변이로서도 불가능하다는 것이 잘 밝혀져 있다.

 

또한 인간과 침팬지의 DNA 88%가 같다는 결론에는 침팬지의 염기 쌍 숫자가 인간의 염기쌍 숫자보다 8% 더 많다는 것을 고려하지 않은 결과이다. 그러므로 이것을 고려한다면 인간과 침팬지의 DNA는 80% 정도만 같다고 할 수 있다. 게다가 이러한 결과들은 세포핵 내에서 DNA가 존재하는 모습 그대로를 비교한 것이 아니라 선형적으로 풀어놓았을 때의 차이이다. DNA는 세포핵 내에서 3차원적으로 이루어져 있고, 3차원의 각 층에는 아직도 밝혀지지 않은 많은 정보들이 포함되어 있는 것으로 알려져 있다.

 

이런 요소들을 생각한다면 앞에서 인간과 침팬지의 유전자가 80% 혹은 88% 유사하다는 것은 상당히 보수적으로 잡은 수치라고 할 수 있다. 앞으로 이러한 요소들을 고려하여 DNA의 구조와 표현 과정에 대한 연구가 진행되면 인간과 침팬지 DNA의 유사성은 줄어들 것으로 예상된다. 이는 진화론적 긴 시간 프레임 내에서조차 진화가 일어날 수 없음을 의미하며, 인간과 침팬지의 공통조상이라는 가설도 바르지 않음을 의미한다.

 

인간과 침팬지의 유전적 유사성이 어느 정도인가에 대해서는 주류 학계에서도 상당한 논란이 되고 있다. 미시간주 웨인 주립대 의대 굿맨(Morris Goodman) 등은 2003년 4월 <미국국립과학원 회보>(Proceedings of the National Academy of Sciences, PNAS)에 발표한 논문에서 침팬지와 인간이 같은 뿌리에서 나왔을 가능성이 높다고 주장하면서 침팬지를 ‘인류의 사촌’이 아니라 ‘인류의 형제’로 봐야 한다고 주장하였다. 그는 인간과 침팬지, 고릴라, 오랑우탄, 원숭이, 쥐의 97개 유전자 염기서열을 비교한 결과 인간과 침팬지는 유전자 염기서열이 99.4%가 동일한 것으로 확인됐다고 밝혔다.

 

하지만 미 캘리포니아공대 로이 브리튼(Roy Britten)은 2002년 9월 <PNAS>에 발표한 논문에서 인간과 침팬지의 유전자 상동성이 이보다 훨씬 작다고 발표했다. 그는 침팬지와 인간 사이의 차이를 주의 깊게 검사하기 위해 779 킬로베이스(kilobases) 염기쌍을 조사했다. 연구 결과 그는 1.4%의 염기가 치환되었음을 알아냈는데, 이것은 이전 연구결과(98.6%의 유사성)와 일치하는 것이었다. 하지만 그는 이에 더하여 훨씬 더 많은 수의 삽입(insertions)과 삭제(deletions)된 염기서열을 발견했다. 흥미로운 것은 이러한 삽입과 삭제를 포함하면 인간과 침팬지 DNA에서 차이가 있는 염기쌍은 3.4%로 증가한다.

 

브리튼은 DNA 염기 서열상의 삽입과 삭제를 포함하면 그 수치는 약 95% 정도라고 한다. 그는 자신의 연구결과를 근거로 “이번 결과는 너무 높은 확률을 보인다”며 “5%의 차이는 인간을 여전히 지구에서 유일한 종으로 만든다”고 주장했다. DNA 중 5%가 다르다는 말은 인간과 침팬지 사이에는 무려 1억5천만 개의 DNA 염기쌍이 다르다는 의미이다. 그는 인간과 침팬지 염기 서열이 98.5% 이상 유사성을 보이는 것은 무엇을 비교하느냐에 따라 달라지기 때문에 틀렸다고 했다.

 

이러한 결과에 대해 한국생명공학연구원 박홍석 박사 역시 “침팬지와 인간의 유전자 상동성은 어느 유전자를 택해 비교하느냐에 따라 결과가 달라진다”고 말한다. 굿맨 박사와 브리튼 박사는 모두 지금까지 알려진 침팬지의 유전자를 임의로 택해, 이를 이미 밝혀진 인간의 전체 유전자와 비교하는 방식을 택했다. 즉 침팬지의 어느 유전자를 택하느냐에 따라 그 결과는 많이 달라질 수 있다는 것이다.

 

지금까지 인간과 침팬지의 DNA를 비교한 또 다른 대규모 연구는 후지야마(A. Fujiyama) 등의 연구로 알려져 있다. 198 킬로베이스(19만 8천개) 이상의 염기를 비교한 이 연구에서는 많은 수의 염색체를 비교한 것 같지만 단지 전체 염기쌍의 1% 미만을 비교한 것이다. 그들은 이 연구에서 인간과 침팬지는 평균 98.77%의 동일성, 또는 1.23%의 차이를 계산해 냈다고 했지만 다른 연구와 같이 이들도 브리튼의 지적처럼 삽입(insertions)이나 삭제(deletions)를 고려하지 않았고, 단지 유전자의 치환(substitutions)만을 고려했다. 뉴클레오티드 치환은 한 염기(A, G, C, T)가 다른 염기로 대치되는 돌연변이이다. 삽입이나 삭제는 두 개의 염기서열을 비교할 때 결손된(missing) 뉴클레오티드가 있는 곳에서 발견된다.

 

끝으로 지적하고자 하는 것은 유전자의 작은 차이가 큰 결과로 나타날 수 있다는 사실이다. 침팬지의 면역체계는 인간의 것과 매우 비슷한 것으로 알려져 있다. 인간에게 에이즈(AIDS)나 간염(hepatitis)을 유발하는 대부분의 바이러스는 침팬지에게도 동일하게 병을 유발할 수 있다. 하지만 인간에게 말라리아를 발병시키는 말라리아 기생충(Plasmodium falciparum)이 침팬지에서는 말라리아를 발병시키지 못한다. 이는 DNA의 아주 작은 차이인데도 인간 적혈구는 말라리아 기생충에 매우 취약한 반면 침팬지 적혈구는 내성이 강함을 의미한다.

 

지금까지 언급한 것처럼 인간과 침팬지 DNA 유사성 비교 연구는 관점에 따라 해석이 많이 달라진다. 흔히 생각하는 것처럼 과학이 객관적인 수치만을 다루는 것 같지만 관점에 따라 그 수치가 달라질 수 있을 뿐 아니라 그 수치를 해석하는 관점의 문제가 결과 해석에 큰 영향을 미칠 수 있다는 것이다.

 

 

IV. 염색체 융합

 

다음에는 분자생물학 분야에서 진화의 증거로 제시되고 있는 염색체 융합(chromosome fusion)에 대해 살펴보자.

 

잘 알려진 것처럼 인간의 DNA에는 23개의 염색체 쌍이 있고, 침팬지의 DNA에는 24개의 염색체 쌍이 있다. 염색체를 염색해서 관찰하면 무늬 모양이 나타나는데 흥미롭게도 학자들은 인간의 2번 염색체가 침팬지의 12, 13번 염색체가 비슷하다는 것을 알게 되었다. 그림3은 실제 염색체와 이를 비교한 그림이다. 진화론자들은 염색체수의 차이를 개별적 창조로 생긴 본질적 차이로 인정하지 않고, 대신 침팬지 내의 작은 염색체 12, 13번이 융합하여 인간의 2번 염색체가 되었다고 본다. 만일 인간과 침팬지가 정말 공통조상으로부터 진화했다고 한다면 어떻게 염색체 쌍의 숫자가 다른지에 대한 설명을 할 수 있어야 한다.

 

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그림3 인간의 2번 염색체와 침팬지의 12, 13번 염색체 비교

 

진화론자들은 이를 인간에 이르는 진화계열에서 조상의 염색체 융합이 일어났다고 본다. 그래서 인간은 23개의 염기쌍을, 침팬지는 24개의 염기쌍을 갖게 되었다고 한다. 즉 인간과 침팬지의 공통조상은 24개의 염기쌍을 갖고 있었는데 그림4에서와 같이 분지가 일어나면서 인간으로 진화할 때는 염색체 융합이 일어나서 23개의 염기쌍이 되었고, 침팬지의 경우에는 원래 조상과 같이 24개의 염기쌍을 가진 채로 남았다는 것이다.

 

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그림4 인간과 침팬지가 공통조상에서 분지(?)

 

이러한 해석은 어떤 증거나 실험에 의한 것이 아니라 그렇게 설명 혹은 해석한 것이다. 이것은 화석으로 증명할 수 있는 것도 아니고, 현재 인간과 침팬지의 염색체 쌍의 숫자로부터 그렇게 유추한 것이다. 그러면서 진화론자들은 이것이 인간과 침팬지의 공통조상이 존재했음을 보여주는 “결정적인 증거”(definitive proof)라고 주장한다. 그러나 우리가 보았듯이 이것은 공통조상에 대한 증거가 아니라 설명일 뿐이다.

 

분자생물학자이자 유신진화론자로서 바이오로고스 재단을 창설한 콜린스(Francis Sellers Collins, 1950-)는 이에 대해 “우리가 원숭이로부터 진화했을 때 일어났던 염색체 융합은 여기 DNA 자국에 남아 있다. 공통조상을 가정하지 않고는 이러한 현상을 이해하는 것이 매우 어렵다.”고 했다. 인간과 침팬지의 공통조상이 존재했고, 이로부터 진화되는 과정에 있어서 염색체 융합이 일어나지 않았다면 인간의 2번 염색체가 어떻게 침팬지의 12, 13번 염색체와 그처럼 비슷한지를 설명해줄 방법이 없다는 것이다.

 

역시 분자생물학자이자 유신진화론자인 밀러(Kenneth R. Miller, 1948-)도 비슷하게 “우리가 알다시피 우리가 그것[인간에게 있어서 융합된 염색체]을 찾지 못한다면 진화란 틀린 것이다. 우리는 공통조상을 갖고 있지 않았을 것이다.”라고 했다. 유명한 생물교과서 저자이기도 한 밀러는 많은 대중강연을 하는 사람이며, 흥미롭게도 이 영상의 제목은 “귀찮게 하는 창조론자의 입을 다물게 하기”이다.

 

그렇다면 인간 염색체 2번 쌍이 어떻게 융합이 일어났을까? 먼저 진화론자들의 설명을 살펴보자.

 

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그림5 진화론의 염색체 융합 가설

 

진화론자들은 그림5에서와 같이 우선 12, 13번 염색체 쌍이 공통조상에게는 있었는데 인간으로 진화하는 중에 융합이 일어나서 2번 염색체 쌍 하나로 되었다고 주장한다. 염색체 융합이 일어났다는 것을 전제로 하고 진화론자들은 아예 침팬지에 있는 12, 13번 염색체를 2A, 2B 염색체라고 부른다. 이것은 12, 13번 염색체가 2번 염색체로 융합된 것을 전제하고 명명한 이름이다. 하지만 정말 그런 융합이 일어났을까? 만일 그런 융합이 일어났다면 어떤 현상이 생길까?

 

첫째, 정말 융합이 일어났다면 텔로미어의 역할을 설명할 수 없다. 그림5에서 염색체 끝 부분에 위치한 푸른색 부분은 텔로미어(telomere), 혹은 우리말로는 말단소립이라고 부르는 DNA 조각이다. 1970년대 초 러시아 생물학자 올로브니코프(Alexey Olovnikov, 1936-)가 자신의 끝 부분을 완전하게 복제해 내지 못하는 텔로미어라는 염색체를 처음 발견하였다.

 

그 후 여러 학자들의 연구를 통하여 텔로미어가 세포의 노화에 관련되어 있음이 밝혀졌다. 텔로미어의 특징을 살펴보면, 세포가 한 번 분열할 때마다 염색체 말단으로부터 50-200개의 텔로미어 DNA 뉴클레오타이드(nucleotide)를 잃어버린다. 이는 텔로미어의 길이가 짧아질수록 세포가 늙었다는 것을 의미한다. 그렇기 때문에 여러 차례 세포분열을 하면서 대부분의 텔로미어 DNA가 손실되면 세포는 세포분열을 멈춘다.

 

여성의 텔로미어가 남성의 것보다 더 긴 것으로 밝혀졌다. 일반적으로 더 긴 텔로미어를 가진 생물이 짧은 텔로미어를 가지고 있는 생물보다 더 오래 살 수 있다는 것은 밝혔지만, 짧은 텔로미어가 단순히 세포의 나이를 표시하는지 노화에 직접적으로 기여를 하는지는 밝혀진 바 없다. 노화가 진행되었다고 해서 모든 장기나 기관들의 세포에서 텔로미어가 일괄적으로 단축되지는 않는다. 한 예로 쥐의 텔로미어는 길이(20-100 kilobases)가 인간의 것(5-15 kilobases)보다 길지만 더 오래 살지 못한다.

 

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그림6 염색체 말단을 보호하는 텔로미어

 

현재까지 알려진 바에 의하면 그림6에서와 같이 텔로미어는 염색체 끝 부분에 위치하고 있으면서 세포가 분열할 때 염색체가 분해되는 것을 막아주면서 DNA를 보호하는 역할을 한다. 흥미로운 것은 텔로미어의 중요한 역할 중 하나는 다른 염색체와 결합하는 것을 방지하는 것이다. 침팬지의 12번과 13번 염색체 끝에 있는 텔로미어가 융합을 방지하는 역할을 한다면 어떻게 이 두 염색체가 결합하여 인간의 2번 염색체가 될 수 있었을까? 또한 이들이 융합했다고 한다면 융합된 유전자 속에는 반드시 두 텔로미어가 연속적으로 존재해야 하는데 그렇지 않다.

 

둘째, 정말 융합이 일어났다면 센트로미어(centromere)의 역할을 설명할 수 없다. 중심립(中心粒), 매듭, 동원체(動原體), 중심절(中心節) 등으로 번역되는 센트로미어는 염색체 중에서 명확히 조여진 부분으로서 거기에서 염색분체(染色分體)가 연결된다. 그림5에서 붉은 색으로 표시한 부분이 센트로미어인데 모든 염색체는 하나의 센트로미어를 갖고 있다. 세포가 분열할 때 DNA가 두 세포 사이에 동일하게 나누어지는 것은 매우 중요하다. 만일 두 염색체가 융합하여 하나가 되었다고 한다면 융합된 염색체 안에 두 개의 센트로미어가 있든지 아니면 그림5에서와 같이 하나는 비활성화된 센트로미어(inactivated centromere)와 정상적인 센트로미어가 동시에 존재해야 한다. 하지만 인간의 2번 염색체에는 그런 흔적이 없다.

 

위 두 가지 예측을 가지고 오늘 우리가 인간의 염색체에서 융합이 일어났다고 가정할 때 설명할 수 없는 것은 무엇인가?

 

첫째, “잔여 텔로미어”(remnant telomere)의 문제이다. 즉 “잔여 텔로미어” 계열이 수적으로 매우 적으며, 그림7과 같이 그나마도 텔로미어처럼 보이지도 않는다는 사실이다. 이를 어떻게 설명할 수 있을까? 진화론자들은 이를 아주 심한 퇴화가 일어났기 때문이라고 설명한다. 하지만 진화론자들은 왜 텔로미어 계열이 이렇게 심하게 퇴화되었는지, 왜 텔로미어 계열의 숫자가 이렇게 적은지 설명하지 못한다.

 

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그림7 잔여 텔로미어의 문제

 

창조론자가 아니더라도 이 현상은 진화에 대한 선입견이 없으면 자연스럽게 설명이 된다. 즉 진화 조상에게 있었던 두 염색체가 융합된 것이 아니라 원래 침팬지 유전자에는 24개의 염색체 쌍이 있었고, 인간의 유전자에는 23개의 염색체 쌍이 있었다고 보면 되는 것이다. 염색체가 융합된 것이 아니라면 당연히 텔로미어의 숫자가 그렇게 많을 리도 없을 것이다.

 

둘째, “잔여 센트로미어”(remnant centromere)의 문제이다. “잔여 센트로미어” 계열이 아주 소량으로 존재하기는 하지만 이것은 센트로미어에만 특징적으로 나타나는 서열이 아니라 다른 곳에서도 발견되는 서열이다. 그렇다고 비활성화된 센트로미어라도 많이 있다면 이들은 진화 과정에서 퇴화된 것이라고 할 수 있지만 비활성화된 센트로미어가 있는 것도 아니다.

 

결국 인간과 침팬지의 유전자가 거의 같다고 하는 것은 잘못된 주장이다. 인간과 침팬지의 유전자의 유사성을 선호하는 방법만을 사용했으며, 불필요하다고 생각되는 부분을 생략했으며, 정크 DNA와 같이 그 기능이 알려지기 전에 너무 성급하게 결론을 발표한 것으로 보인다. 인간과 침팬지의 DNA를 비교할 때는 염색체 계열의 일부만 고려해서는 안 되고 전체를 봐야 한다.

 

 

V. 미토콘드리아 하와

 

끝으로 역사적 아담의 문제와 관련하여 미토콘드리아 하와(mitochondrial Eve)에 대해 살펴보자. 근래 일부 학자들은 여자 쪽 미토콘드리아 DNA(mtDNA)를 추적하여 거슬러 올라가면 모든 인류는 1-20만 년 전에 살았던 1만 명 정도의 무리 중 한 여자로부터 시작되었다는 흥미로운 결론에 이르게 된다고 주장하였다. 과연 인류는 그런 미토콘드리아 하와로부s터 유래했을까?

 

우선 mtDNA가 무엇인지에 대해 살펴보자. 우리가 흔히 DNA라고 하면 그림8(a)에서 볼 수 있는 것과 같이 세포핵에 있는 DNA를 가리킨다. 하지만 그림8(b)에서와 같이 세포에 있는 미토콘드리아에도 DNA가 있다. 미토콘드리아는 세포에 에너지를 공급하는 일종의 발전소 역할을 하는 곳인데 그 안에도 둥근 모양의 DNA가 존재한다. 이 mtDNA는 약 16,000개의 염기쌍으로 이루어져 있는데 이는 30억개 염기쌍으로 이루어진 세포핵 DNA보다 훨씬 적다.

 

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그림8 (a) 세포와 (b) 미토콘드리아 DNA

 

하지만 mtDNA의 독특한 점이 있는데 이는 이것이 모계로만 유전된다는 사실이다. 그래서 mtDNA는 모계 혈통을 추적할 때 사용된다. 부계 혈통을 추적할 때는 Y 염색체를 사용한다. 그런데 흥미롭게도 모든 인간은 매우 비슷한 mtDNA를 갖고 있다.

 

미토콘드리아 하와가 언제 살았는지에 대해서는 진화론자들 사이에서도 의견이 분분하다. 2009년 논문에는 108,000년 전, 2012년 논문에는 25-30만년 전, 2013년 논문에는 157,000년 전에 살았다고 주장한다. 학자들마다 다른 연대가 나오는 것은 미토콘드리아 DNA가 달라서가 아니라 그 DNA를 해석하는 가정이 다르기 때문이다. 사람들마다 가정은 다르지만 이들이 공통적으로 가정하는 것은 인간과 침팬지가 공통조상을 갖고 있다는 점이다.

 

하지만 세포핵의 DNA와는 달리 인간과 침팬지의 mtDNA는 전혀 다르다. 그러므로 인간과 전혀 다른 침팬지의 mtDNA가 인간의 mtDNA로 진화하는데 걸리는 시간을 계산함에 있어서 사람들마다 다른 가정을 사용하고 있으며, 따라서 최초의 인간의 출현 시기, 즉 미토콘드리아 하와의 출현 시기도 달라지는 것이다.

 

흥미롭게도 1997년에 한 진화론자는 미토콘드리아 하와가 6,500년 전에 살았다는 논문을 발표했다. 그림9에서 보여주고 있는 것과 같이 파슨스 등(Thomas J. Parsons et. al)은 이렇게 말했다: “mtDNA의 분자시계를 보정하기 위해 실험 데이터를 사용하면 불과 약 6,500년 정도의 나이가 나오는데 이는 명백하게 현생인류의 알려진 연대와는 부합하지 않는다.”

 

당연히 젊은 지구론자들이 인용할만한 연대라고 할 수 있다. 어떻게 그런 연대가 나왔을까? 연대를 계산한 방법은 간단했다. 그는 침팬지와의 공통조상을 가정하지 않고 사람들 사이의 mtDNA의 차이만을 고려했다. 즉 mtDNA의 구조를 조사하면서 증조할머니와 할머니 사이의 차이, 할머니와 어미 사이의 차이, 어머니와 딸 사이의 차이만을 고려해서 계산한 것이다. 전혀 구조가 다른 침팬지의 mtDNA에서 출발하게 되면 엄청나게 오랜 시간이 필요하지만 모계 세대들 사이의 차이만 고려하면 그렇게 오랜 연대가 나오지 않는 것이다. 당연히 이 결과에 대해서는 진화론자들은 격렬하게 비난했다.

 

하지만 창조론자들의 연구도 자못 진지하다. AiG(Answers in Genesis)의 창조과학자이자 유전학자 진슨(Nathaniel T. Jeanson)은 전 세계에 있는 사람들의 DNA를 비교할 수 있는 데이터베이스를 가지고 연구했다. 그리고 그는 mtDNA가 진화론적 시간표와 맞지 않음을 발견했다.

 

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그림9 mtDNA와 진화론적 시간표

 

만일 미토콘드리아 하와가 157,000년 전 사람이라면 미토콘드리아 돌연변이율을 적용할 때 평균 1,000여 개의 차이가 발생해야 한다. 하지만 미토콘드리아 하와가 6,000년 전 쯤 살았다면 돌연변이가 일어날 수 있는 시간이 짧기 때문에 평균 20-79개 정도의 차이가 발생해야 한다. 진슨이 전 세계 모든 사람들의 DNA 서열 데이터베이스를 연구한 결과 평균적으로 77개 정도의 차이가 있음을 발견했다. 진슨의 연구결과는 젊은 지구론과는 무관하다고 보지만 현대 인류가 침팬지나 다른 유인원들과 공통조상을 가졌다는 사실은 명백히 부정하는 것으로 보인다.

 

 

VI. 결론

 

지금까지의 논의를 결과로 우리는 몇 가지 결론을 내릴 수 있다.

 

첫째, 인간과 침팬지의 유전자가 98.5% 비슷하다고 주장하면서 이것이 공통조상을 가졌음을 증명한다고 하는 주장도 바르지 않다는 사실이다. 인간과 침팬지의 DNA를 비교할 때 DNA 전체 구조를 두고 비교한 것이 아니며, 삼차원적 구조를 비교한 것도 아니다. 비정렬 DNA(non-aligned DNA), DNA 틈(DNA gaps), 정크 DNA, 유전자 복제수 변이(copy number variations), 크기 차이(size differences) 등 전체 DNA를 다 고려한다면 DNA 유사성이 80% 정도 밖에 되지 않는다. 이렇게 낮은 유사성은 진화론적으로 설명하기 어렵다. 이들이 자연선택에 의해 진화되었다고 한다면 오늘날 인류진화론에서 제시하는 시간표와 전혀 맞지 않는다.

 

둘째, 텔로미어와 센트로미어의 연구도 인간과 침팬지가 공통조상으로부터 유래하였다는 주장을 지지하지 않는다. 가상적인 공통조상에게 있던 12, 13번 염색체가 융합해서 인간의 2번 염색체가 되었다는 주장은 유전학의 상식으로 볼 때 맞지 않는 주장이다. 현재까지의 연구결과만 두고 본다면 인간과 침팬지는 처음부터 다른 종류였다고 보는 것이 자연스럽다.

 

셋째, 미토콘드리아 하와에 대한 연구 역시 진화적 관점에서의 해석과는 맞지 않는다. 인류의 DNA 서열의 평균적 차이는 현대 인류 진화론자들이 주장하는 것과는 연대적으로 너무나 차이가 난다. 자연적 돌연변이의 발생 빈도를 근거로 생각한다면 최초의 미토콘드리아 하와가 15만 년 전 쯤 존재했다는 것은 현존하는 인류의 미토콘드리아 DNA 변이율과 맞지 않는다.