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- 남아프리카의 스테르크폰타인 동굴에서 발견된 유명한 오스트랄로피테쿠스 화석
- 현재 연대 측정으로 이전에 생각했던 것보다 100만 년 더 오래된 것으로 다시 밝혀져

남아프리카 공화국: "루시"보다 나이가 더 많은 인간 이전 시대
Sterkfontain 동굴의 오스트랄도피테쿠스(Australopithecus) 화석은 이전에 생각했던 것보다 백만 년 더 오래되었다.

인류 가계도의 변화:
남아프리카의 스테르크폰타인 동굴에서 발견된 유명한 오스트랄로피테쿠스 화석이 현재 연대 측정으로 이전에 생각했던 것보다 100만 년 더 오래된 것으로 다시 밝혀졌다. 따라서 인간 이전의 유물은 340만 년 전으로 거슬러 올라가며, 따라서 동아프리카에서 발견된 것과 동일하거나 더 오래됐다. 이것은 연구원들이 보고한 바와 같이 "인류의 요람"으로서 남부 아프리카의 역할에 새로운 빛을 비춰준다. 

▲ 왼쪽에 있는 두개골은 "Mrs. Ples"이다. 남아프리카의 스테르크폰타인 동굴에서 유명한 오스트랄로피테쿠스 화석 중 하나다. © Jason L. Heaton/ Birmingham-Southern College

남아프리카 공화국의 스테르크폰타인 동굴에서 오스트랄로피테쿠스 화석이 세계 어느 곳보다 많이 발견됐다. 수백 개의 발견 물 중에는 "Mrs. Ples" 또는 "Little Foot", 오스트랄로피테쿠스의 가장 완전한 골격. 이 유물의 대부분은 오스트랄로피테쿠스 아프리카누스(Australopithecus africanus) 종의 것으로 표면에 가까운 동굴의 "구성원 4" 방에서 발견되었다.

Mrs. Ples and co는 몇 살일까?

지금까지 Sterkfontain에서 인간 이전 화석이 나온 시기에 관해서는 논쟁이 있었다.
'구성원 4' 방의 지붕이 무너지면서 발견물의 층이 부분적으로 뒤섞여 연대측정이 어렵다. 동물 뼈를 기반으로 한 이전의 실험은 100만 년에서 400만 년의 광범위한 결과를 가져왔지만 석회암 퇴적물과 종유석의 우라늄 납 연대 측정은 200만 년에서 265만 년에 불과했다.
그러나 그것은 Sterkfontain의 Australopithecines가 약 320만 년 된 "Lucy"를 포함하여 동아프리카에서 동종보다 훨씬 늦게 살았다는 것을 의미한다. 남아프리카에서 최초의 호모속 인류와 훨씬 더 원시적인 오스트랄로피테쿠스(Australopithecines) 개체군은 연대가 정확하다면 동시에 존재했어야 했을 것이다. 동물 뼈와 석회암 퇴적물의 화석에 대한 귀인은 이후 크게 변경된 동굴 지질로 인해 더욱 어려워졌다.

▲ Sterkfontain 동굴은 현재 유네스코 세계 문화 유산인 인류 요람의 일부다. © Bob Hilscher

우주 생성 핵종을 사용한 재연산

명확성을 기하기 위해 미국 퍼듀 대학교의 Darryl Granger와 그의 동료들은 이제 Sterkfontain의 "Member 4" 챔버와 그 내용의 날짜를 다시 지정했다. 이를 위해 그들은 희귀 동위원소 함량에 대해 화석의 돌 퇴적물을 분석했다. 이러한 우주 생성 핵종 알루미늄-26과 베릴륨-10은 암석을 형성하는 광물 석영이 지표면에서 고에너지 우주선에 노출되는 한 형성된다.

Granger는 "이 암석들이 화석과 함께 동굴 속으로 떨어지면서 방사성 붕괴를 시작했다"라고 설명했다. 따라서 이 동위원소의 함량은 화석을 둘러싼 암석이 위에 있는 퇴적물로 덮인 기간을 나타낸다. "이 방법을 사용하면 원시인과 그 친척을 정확한 시기에 더 정확하게 지정할 수 있다"라고 연구원은 말했다.
"루시"보다 나이

결과:
"구성원 4" 방과 그 내용물은 약 341만 년 전의 것으로 이전에 생각했던 것보다 약 100만 년 더 오래된 것이다. Sterkfontain의 인간 이전은 그들의 속의 후발자가 아니라 오스트랄로피테쿠스의 초기 대표자였다. 그들은 심지어 동아프리카의 인간 이전 종인 오스트랄로피테쿠스 아파렌시스(Australopithecus afarensis)에 속하는 유명한 "루시"보다 앞선 것이다.

"새로운 연대측정은 Sterkfontain 호미닌이 동아프리카의 Australopithecus afarensis를 포함해 다른 초기 Australopithecus 종과 동시대에 있었음을 시사한다. 연대는 또한 남아프리카에서 가장 잘 알려진 화석 중 하나인 Mrs. Ples의 나이를 백만 년 뒤로 늦춘다.“

▲ 샘플 위치를 보여주는 Sterkfontein의 지도 및 횡단면. (A) 지도는 동굴 시스템에 중첩된 표면 퇴적물 및 굴착의 범위를 보여준다. 여기에 보고된 샘플 위치는 녹색 원으로 표시된다. 선택된 호미닌 화석은 빨간색 별과 노란색 원으로 표시된 U-Pb 연대 샘플로 표시된다. UTM(Universal Transverse Mercator) 좌표가 표시 (B) A. Cosmogenic 샘플 위치는 녹색 원으로 표시 ref. BH 4의 5는 노란색 원으로 표시다. 측정된 지층은 유동석이 우주 생성 샘플 사이에 층서학적으로 위치한다는 것을 보여주지만, 멤버 4의 다른 유동석과 마찬가지로 침투성이며 브레시아보다 젊다. 지표면과 지하에서 수집된 LiDAR(Light Detection and Ranging) 기반 단면 지형. 시추공 4 층서는 ref를 기반으로 한다. 출처: 관련논문 Cosmogenic nuclide dating of Australopithecus at Sterkfontein, South Africa

인류의 부족 역사에 대한 새로운 시각

연구원에 따르면, 이것은 또한 인류 역사에서 남아프리카의 역할에 대한 새로운 빛을 제공한다. Stratford는 "Sterkfontain에 있는 Member 4의 Australopithecus 화석에 대한 재평가는 호미닌 진화에서 남아프리카의 역할에 중요한 의미가 있다"라고 말했다. 지금까지 Sterkfontain 이전 인간은 Paranthropus의 직계 조상이자 남아프리카에서 Homo 속의 첫 번째 대표자가 되기에는 너무 어린 것으로 생각됐다.

연구원은 "따라서 호모와 파라트로푸스는 동아프리카에서 진화했음에 틀림없다고 생각했다"고 말했다. 이 초기 인류는 나중에야 남아프리카에 도착했다. 그러나 이제 이 속들이 남아프리카 오스트랄로피테쿠스 종에서 지역적으로 진화하는 데 거의 백만 년이 걸렸다는 것이 분명하다. "따라서 연대 측정을 다시 하게 되면 스테르크폰타인의 오스트랄로피테쿠스 대표자들이 남아공의 후대 호미닌의 조상일 수 있었는지에 대한 논쟁이 다시 촉발될 것이다"라고 Granger는 말했다.
(Proceedings of the National Academy of Sciences, 2022; doi: 10.1073/pnas.2123516119)
출처: University of the Witwatersrand, Purdue University

[더사이언스플러스=문광주 기자]

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