네이처에 실린 이번 연구에서 연구자들은 화석 뼈에 남은 대사물질을 이용해 고대 동물과 그들이 살던 환경을 새롭게 해석했습니다. NYU 치과대학의 티모시 브로미지 연구진은 생전 혈류에 있던 대사물질이 뼈의 미세한 틈새에 갇혀 장기간 잔존할 수 있다는 가설을 제시했습니다. 이를 검증하기 위해 질량분석법으로 분자를 이온화해 식별했습니다.
연구진은 먼저 현대 생쥐 뼈에서 거의 2,200개의 대사물질을 확인했고, 일부 시료에서는 콜라겐 같은 단백질도 검출했습니다. 이어 탄자니아·말라위·남아프리카의 연대 1.3백만 년에서 3백만 년 사이 화석 뼛조각을 분석했습니다. 분석 결과 수천 개의 대사물질이 검출되었고 많은 물질이 현대 동물과 공유되었습니다.
검출된 분자들은 아미노산·탄수화물·비타민·무기질 대사 등 생물학적 과정을 드러냈고, 일부는 에스트로겐과 연관된 신호로 특정 개체가 암컷이었음을 시사했습니다. 올두바이 협곡에서 나온 연대 180만 년의 땅다람쥐 화석에서는 Trypanosoma brucei에 특이적인 대사물질과 항염증 반응 징후가 보여 감염과 일치했습니다.
식물 유래 대사물질(예: 알로에와 아스파라거스 형태)은 식단을 알려 주었고 온도·강수량·토양·수목 덮개 같은 지역 조건을 재구성하는 데 도움을 주었습니다. 이러한 결과는 올두바이 협곡의 Bed와 Upper Bed에 대한 다른 연구와도 일치하며, 연구진은 당시 환경이 오늘보다 더 습하고 따뜻했다고 결론지었습니다. 추가 저자들은 프랑스·독일·캐나다·미국 기관에서 참여했고 연구는 The Leakey Foundation과 National Institutes of Health의 지원을 받았습니다.
어려운 단어·표현
- 대사물질 — 생물체 안에서 생화학 반응으로 만들어진 물질
- 질량분석법 — 분자 무게로 물질을 식별하는 분석 방법
- 콜라겐 — 결합조직에 많고 조직을 지탱하는 단백질
- 검출되다 — 기계나 방법으로 어떤 것이 발견되다검출되었고
- 재구성하다 — 과거 상태나 환경 조건을 다시 밝혀내다재구성하는
- 연대 — 사건이나 물체의 나이 또는 시기
- 항염증 — 염증을 줄이거나 막는 성질 물질이나 반응
- 시료 — 연구에서 분석하기 위해 모은 표본시료에서는
팁: 글에서 강조된 단어에 마우스를 올리거나 포커스/탭하면, 읽거나 들으면서 바로 간단한 뜻을 볼 수 있습니다.
토론 질문
- 화석에서 대사물질을 분석해 성별이나 감염 흔적을 찾는 것이 고생물학 연구에 어떤 이점과 한계를 줄 수 있을까요? 이유와 예를 들어 설명해 보세요.
- 연구진은 올두바이 협곡의 과거 환경을 오늘보다 습하고 따뜻했다고 결론지었다. 이런 환경 정보가 고대 인류나 동물 행동 연구에 어떤 영향을 줄 수 있을까요?
- 이 연구는 여러 나라 기관과 재단의 지원을 받았다. 국제 협력이 이런 종류의 연구에서 왜 중요한지 자신의 생각을 말해 보세요.
