“네안데르탈인, 현대인과 같은 청각 • 언어능력 지녔다”

과학기술

“네안데르탈인, 현대인과 같은 청각 • 언어능력 지녔다”
“100년 이상의 연구 끝에 결정적인 해답 제시”

2021.03.05 09:04 김병희 객원기자

일정 기간 호모사피엔스와 같은 시기를 살다 멸종된 네안데르탈인들은 동굴에 벽화를 그리고, 죽은 사람을 위해 장례의식을 치렀던, 나름의 문화를 가졌던 인류족으로 알려진다. 이들의 유전자는 적으나마 현대인에게도 전해지고 있다.

최근 영국과 스페인 등 국제 다학제간 연구팀은 현대인의 가장 가까운 조상인 네안데르탈인들이 말을 못 하고 괴상한 소리를 내는 ‘만화 속의 원시인’이 아니라, 현대인과 같이 말을 인식하고 생성하는 능력을 지녔었다는 새로운 연구를 ‘네이처 생태와 진화’(Nature Ecology and Evolution) 저널에 발표했다.

연구를 이끈 영국 빙햄턴대 인류학과 롤프 쾀(Rolf Quam) 교수는 “이 연구 결과는 지금까지 이 분야를 천착하면서 쌓아온 나의 경력 가운데 가장 중요한 연구 중 하나”라고 강조하고, “연구 결과는 확실하며, 네안데르탈인들이 인간의 말을 인식하고 생성할 수 있는 능력이 있었음을 분명히 보여준다”고 밝혔다.

쾀 교수는 “화석 증거를 기반으로 언어 진화를 밝히려는 연구는 인류학에서 까다롭기 이를 데 없는 연구로, 진행 중인 연구 자체가 극소수인데 이번 연구도 그중의 하나”라고 덧붙였다.

네안데르탈인은 우리 현대인과 같이 인간의 말소리를 생성하는 유사한 능력을 갖추고 있었고, 이들의 귀는 이런 주파수를 인식하도록 ‘조정(tuned)’됐다는 연구가 나왔다. 미국 화가 찰스 나이트(1874~1953)가 그린 르 무스티에 네안데르탈인들 상상도. © WikiCommons / Charles R. Knight

“네안데르탈인의 언어 능력은 오래된 숙제”

언어의 진화, 그리고 특히 네안데르탈인의 언어 능력은 인류 진화 문제에서 오랫동안 지속해 온 질문으로 알려진다.

논문 공저자이자 스페인 아타푸에르카(Atapuerca) 동굴 유적 발굴 및 연구 공동 책임자인 마드리드 콤플루텐세 대학 후앙 루이스 아르수아가(Juan Luis Arsuaga) 고생물학 교수는 “지난 수십 년 동안 인간 진화 연구의 핵심 질문 중 하나는 인간의 의사소통 형태인 구어가 다른 종의 인간 조상 특히 네안데르탈인에게도 존재했는지의 여부였다”고 말했다.

가장 최근에 발표된 이번 연구에서는 네안데르탈인들이 의사소통 방법에 대한 추론을 어떻게 이끌어냈는지를 재구성했다.

연구팀은 고해상도 CT 스캔을 기반으로 아타푸에르카 지역에서 나온 네안데르탈인 조상들의 화석을 비롯해 호모사피엔스와 네안데르탈인 귀 구조의 가상 3차원 모델을 생성했다.

이 3차원 모델에서 수집된 데이터는 청각 생물공학 분야에서 개발된 소프트웨어 기반 모델에 입력돼, 현대인들이 말하는 소리의 주파수 대부분을 포함하는 최대 5kHz까지의 듣기 능력을 추정할 수 있도록 했다.

조상인 아타푸에르카 화석인들과 비교해 네안데르탈인들은 4~5kHz 사이에서 좀 더 나은 청력을 보여 현대인들과 더욱더 가까운 것으로 나타났다.

현대인(왼쪽)과 아무드1 네안데르탈인(Amud 1 Neandertal, 오른쪽)의 3차원 모델 및 가상적으로 귀를 재구성한 모습. © Mercedes Conde-Valverde

“더 많은 정보 포함하는 자음 사용 많아”

연구팀은 이와 함께 각 인류 종들에서 점유 대역폭(occupied bandwidth)으로 알려진 최대 감도 주파수 범위를 계산했다.

점유 대역폭은 통신 시스템과 관련이 있어서 점유 대역폭이 더 넓으면 각 인류 종들이 구두 의사소통에서 사용하는 음향 신호를 손쉽게 구별할 수 있는 숫자가 더 많아진다.

이는 결과적으로 가장 짧은 시간에 명확한 메시지를 전달할 수 있는 능력인 의사소통 효율성을 향상하게 된다. 네안데르탈인들은 아타푸에르카의 조상들과 비교해 더 넓은 대역폭을 보여주었고, 이 특성에서 현대인들과 더욱더 가까웠다.

논문 제1 저자인 스페인 알칼라대 메르세데스 콩데-발베르데(Mercedes Conde-Valverde) 교수는 “유사한 청각 능력 특히 유사한 대역폭의 존재는 네안데르탈인이 현대인이 말하는 것과 같은 복잡하고 효율적인 의사소통 시스템을 가지고 있었음을 보여준다”고 말했다.

쾀 교수는 “이번 연구에서 얻은 또 다른 흥미로운 결과 중 하나는 네안데르탈인들의 말에 자음 사용이 증가해 있는 것처럼 보인다는 점”이라고 밝혔다.

그는 “네안데르탈인의 말하기 능력에 대한 대부분의 이전 연구는 구어 영어에서의 주 모음 생성 능력에 초점이 맞춰졌다”며, “그러나 자음 사용은 음성 신호에서 더 많은 정보를 포함하는 한편 인간의 말과 언어를 거의 모든 다른 영장류들의 의사소통 패턴과 분리하기 때문에 모음 강조는 잘못된 것으로 생각된다”고 말했다.

이 사실은 이번 연구의 매우 흥미로운 측면으로서, 화석 조상들의 언어 능력에 관한 새로운 제안이다.

현대인과 네안데르탈인 및 아타푸에르카 동굴 화석인(the Sima de los Huesos)의 귀 해부학을 기반으로 재구성한 청각 패턴. 네안데르탈인은 그들의 조상인 아타푸에르카 동굴 화석인과 비교할 때, 인간의 구어에서 자음 생성과 관련된 음향 정보를 포함하는 주파수 범위인 3.5 ~ 5kHz 사이의 높은 감도를 보여준다는 점에서 현대인과 더 가깝다. © Mercedes Conde-Valverde

“100년 이상의 연구 끝에 결정적인 답 제공”

이번 연구 결과를 요약하면 네안데르탈인은 우리 현대인과 같이 인간의 말소리를 생성하는 유사한 능력을 갖추고 있었고, 이들의 귀는 이런 주파수를 인식하도록 ‘조정(tuned)’됐다는 점이다.

네안데르탈인의 청각 능력 변화는 그들의 아타푸에르카 조상들과 비교할 때, 석기 기술의 변화와 불의 사용 및 상징적 관행들을 포함해 점증하는 복잡한 행동 패턴에 대한 고고학적 증거와 일치한다는 것.

따라서 이번 연구는 인간의 진화 과정 전반에 걸쳐 점차 행동 양식이 복잡해지면서 음성을 통한 의사소통의 효율성도 증가하는 공동진화(coevolution)를 지지하는 강력한 증거를 제공한다고 볼 수 있다.

이들 연구팀은 이번 새 연구 결과를 내기까지 거의 20년 동안 연구 라인을 개발해 왔고, 더 많은 화석종으로 분석 연구를 확장하기 위해 협력을 계속하고 있다.

스페인 알칼라대 이냐시오 마르티네즈(Ignacio Martinez) 교수는 “이번 연구 결과는 특히 만족스럽다”고 평하고, “우리는 이 질문에 대한 100년 이상의 연구 끝에 네안데르탈인의 언어 능력 문제에 대한 결정적인 답을 제공했다고 믿는다”고 강조했다.

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