먹는 게 바뀌면 머리도 좋아진다?…고열량 식단이 인류 역사 바꿨다 [사이언스 브런치]

사람의 성인 뇌는 평균 무게 1.2~1.5㎏에 불과하지만 인간을 인간답게 만드는 신체 기관이다. 진화적 관점에서 인간의 뇌는 진화 후기에 뇌 자체 크기는 물론 신체 대비 크기 면에서도 급격한 증가를 겪었다. 뇌의 폭발적 증가 이유에 대해서는 여러 가설이 있지만 그중 하나가 ‘뇌 지연 가설’이다. 인간과 뇌가 큰 다른 영장류의 경우 일반적으로 신체 크기가 먼저 증가하고 뇌 크기는 나중에 커졌다는 것이다.

영국 옥스퍼드대 실험심리학과 연구팀은 일부 영장류 혈통에서 더 큰 신체 크기로의 진화가 더 큰 뇌로 진화보다 선행했다는 ‘뇌 지연’ 가설을 증명했다. 인간의 경우는 뇌 크기가 실제 예상되는 기준선을 넘어 계속 성장했다는 점도 밝혀냈다. 이 연구 결과는 미국 공공과학도서관에서 발행한 국제 학술지 ‘플러스 원’ 7월 2일 자에 실렸다.

연구팀은 뇌 지연 가설을 검증하기 위해 1999년 31쌍의 영장류 표본으로 영장류의 뇌 및 신체 크기에 대한 진화 타임라인을 분석한 연구를 다시 정밀 분석했다. 당시에는 주로 영장류 화석의 연대 측정에서 도출된 타임라인과 해부학적 특성에만 의존했다. 이후 분자 유전학 기술의 발달로 등장한 ‘분자 유전학적 분기 연대’ 기술로 더 정확한 진화 타임라인을 확보하고 축소주축(RMA) 회귀분석이라는 통계 분석을 사용했다. 또 뇌 크기, 신체 질량, 사회적 집단 크기 간의 진화적 선후 관계를 규명하기 위해 경로 분석, 소벨 매개분석을 실시했다. 연구팀은 이를 이용해 1999년 분석에 사용했던 것과 동일한 데이터셋을 재분석했다.



최신 분기 연대와 RMA 회귀분석을 적용한 결과, 인류를 포함한 일부 영장류 혈통에서 뇌 크기는 신체 크기 증가보다 뒤처졌지만 다른 영장류 혈통과 비교해 예상되는 신체와 뇌 크기 간 기준선 관계까지 따라잡는 현상에 대한 증거를 발견함으로써 ‘뇌 지연 효과’가 존재한다는 것을 확인했다.

연구팀은 인류와 침팬지, 고릴라, 오랑우탄 같은 대형 유인원, 구세계와 신세계에 서식하는 원숭이를 포함하는 ‘인류형 영장류’는 단순히 뇌 크기가 신체 크기 증가에 버금가게 커지는 것을 넘어 지속적으로 커지는 초과 성장 양상을 보임으로써 더 높은 인지 수준에 진입했다고 밝혔다. 뇌가 초과 발달한 영장류는 포식자에 대항하기 위한 보호 전략으로 대규모 사회 집단을 형성하도록 진화한 것으로 보인다고 설명했다. 사회적 유대는 복잡한 인지적 요구를 필요로 하기 때문에 결과적으로 뇌 크기는 더 커지게 됐다.

또 커진 뇌의 에너지 수요를 감당하기 위해 초기 영장류처럼 나뭇잎 위주 식단에서 벗어나 과일, 씨앗, 견과류 등 영양 밀도가 높은 식단으로 전환했으며 인류는 약 250만 년 전부터 고기 섭취를 시작하면서 뇌는 더욱 폭발적으로 커지게 됐다.

연구를 이끈 로빈 던바 옥스퍼드대 명예교수는 영장류 행동 전문가로 생물인류학, 진화심리학 분야 석학이다. 던바 교수는 “이번 연구는 뇌 지연이 진화적 한계를 뚫고 한 차원 높은 인지적 등급으로 도약하기 위한 필수적인 생태적, 신경학적 메커니즘이었음을 증명했다”고 밝혔다. 그는 “포유류, 특히 몸집이 큰 영장류에서는 신체 크기와 뇌 크기 성장이 분리될 수 있는 만큼 현재 진화생물학 등에서 널리 쓰이는 대뇌화 지수(EQ)를 지능의 기준으로 삼는 관행은 오류를 만들 수 있다”고 경고했다.

유용하 과학전문기자