Body size, dental pathology and maternal genetic diversity of ancient horses in the eastern Baltic Sea region and western Russia

이 연구는 동발트해 지역과 서부 러시아의 고대 말 유적을 분석하여 야생말과 가축마의 체구 크기, 치과 병리, 그리고 모계 유전적 다양성을 규명함으로써 북유럽 말의 가축화 역사와 야생마의 생존 시기를 재조명했습니다.

핵심

이 논문은 고대 말들의 '신체 기록'과 '유전적 족보'를 통해 동유럽 발트해 지역과 서부 러시아의 말 역사에 대해 밝혀낸 흥미로운 연구입니다. 마치 고대 말들의 '건강 기록부'와 '가족 앨범'을 뒤적여 본 이야기라고 생각하시면 됩니다.

연구진들은 고대 말들의 뼈와 치아를 분석하여 세 가지 주요 질문을 던졌습니다: "그때 말들은 얼마나 컸을까?", "사람들이 말을 타고 다녔을까?", "그들의 가족 관계는 어땠을까?"

이 연구의 핵심 내용을 쉽게 풀어서 설명해 드릴게요.

1. 말들의 키와 몸무게: "거인에서 요정까지"

연구진은 고대 말들의 뼈 (특히 다리 뼈) 를 재어 키와 몸무게를 추정했습니다.

• 러시아의 야생 말 (이바노프스카야 유적): 약 6,000~4,000 년 전, 러시아의 초원에 살던 야생 말들은 키가 약 141cm, 몸무게 410kg 정도로 꽤 크고 튼튼했습니다. 마치 현대의 거대한 경주마나 무거운 짐을 나르는 말 같은 느낌입니다. 이들은 당시 인간들에게 중요한 식량원이었을 것입니다.
• 리투아니아의 야생 말: 반면, 리투아니아에서 발견된 야생 말 한 마리는 몸무게가 고작 270kg 정도였습니다. 러시아의 거인들과 비교하면 작은 요정 같은 크기죠. 이는 지역마다 말의 크기가 달랐거나, 시간이 지나면서 야생 말들이 점점 작아졌을 가능성을 보여줍니다.
• 리투아니아의 가축 말: 시간이 흘러 사람들이 말을 길들인 후 (청동기~중세 시대), 리투아니아의 말들은 작은 말 (Pony) 크기로 변했습니다. 평균 키가 125cm 정도였는데, 이는 현대의 작은 말 품종과 비슷합니다.
  • 재미있는 점: 이 작은 말들도 당시 성인 남자 (키 170cm, 몸무게 75kg 정도) 가 타기에 충분했습니다. 마치 작은 오토바이에 성인 남자가 타는 것처럼, 말의 크기에 비해 사람이 무겁지만, 말들이 충분히 버텨냈다는 뜻입니다.

2. 치아로 읽는 말의 삶: "안장 끈의 흔적과 치통"

말들의 치아를 현미경으로 자세히 보니, 그들의 삶을 보여주는 두 가지 중요한 단서가 나왔습니다.

• 안장 끈 (Bit) 의 흔적: 한 치아에서 안장 끈이 닿아 닳은 흔적이 발견되었습니다. 이는 리투아니아에서 가장 오래된 '가축화된 말'의 증거입니다. 약 800~500 년 전 (기원전) 에 이미 사람들이 말을 타고 다녔다는 뜻이죠. 마치 **치아에 묻은 '안장 끈의 지문'**을 발견한 셈입니다.
• 치통 (EOTRH): 또 다른 치아에서는 치아 뿌리가 녹고 뼈가 자라는 '말 치통 (EOTRH)' 증상이 발견되었습니다. 이는 주로 나이가 많은 말에게 나타나는 질환입니다. 즉, 이 말은 인간에게 길들여져 오랫동안 살아오다가 노년에 치통을 앓고 죽었을 가능성이 큽니다.

3. 유전자로 본 가족 관계: "다양한 가족의 모임"

연구진은 말들의 미토콘드리아 DNA (어머니로부터 물려받은 유전자) 를 분석해 가족 관계를 파악했습니다.

• 다양한 가족: 고대 말들은 매우 다양한 '가족 계보 (모계 계통)'를 가지고 있었습니다. 마치 다양한 성씨를 가진 사람들이 한 마을에 모여 사는 것처럼, 한 가지 혈통만 이어진 것이 아니라 여러 다른 계통의 말들이 섞여 있었습니다.
• 야생과 가축의 구분: 흥미롭게도, 러시아에서 발견된 야생 말과 리투아니아의 가축 말이 **같은 가족 계보 (B 계통)**를 공유하기도 했습니다. 이는 가축화가 이루어질 때, 야생 말들이 무리 지어 길들여졌거나, 가축과 야생 말 사이에서 유전자 교류가 활발히 일어났음을 시사합니다.
• 결론: 유전자를 보면 "이 말은 야생이야, 가축이야?"라고 딱 잘라 말하기는 어렵지만, 당시 말들이 매우 다양한 어머니들의 자손으로 구성되어 있었다는 점은 분명합니다.

📝 한 줄 요약

이 연구는 **"고대 발트해 지역의 말들은 러시아의 거대한 야생 말에서 시작해, 시간이 지나면서 리투아니아에서는 작고 튼튼한 '요정 같은' 가축 말로 변신했으며, 이미 기원전부터 사람들이 말을 타고 다녔고, 말들도 치통 같은 질병을 겪으며 인간과 긴밀하게 살았음을 보여준다"**는 사실을 밝혀냈습니다.

이처럼 뼈와 치아, 그리고 유전자는 수천 년 전 말들의 숨겨진 이야기를 우리에게 들려주는 시간 여행의 열쇠가 되었습니다.

기술 요약

1. 연구 배경 및 문제 제기 (Problem)

• 가축화 시기와 지역적 불확실성: 현대 가축 말 (DOM2 계통) 의 기원은 흑해 - 카스피해 스텝 (Pontic-Caspian steppe) 에서 기원전 2700 년경으로 추정되지만, 북유럽 (발트해 지역 및 핀란드 등) 으로 가축 말이 언제 도입되었는지, 그리고 야생 말 (Tarpans 등) 이 언제까지 생존했는지에 대한 명확한 증거가 부족합니다.
• 형태학적 한계: 북유럽 및 서부 러시아 지역의 고대 말 유해에 대한 체구 (키와 체중) 연구는 기존에 부실하거나 오래된 추정식 (May, 1985 등) 을 사용하여 수행되었습니다.
• 야생과 가축의 구분 어려움: 고고학적 유물만으로는 야생 말과 가축 말을 형태적으로 구분하기 어렵고, 유전적 데이터 (특히 모계 계통) 와 치과 병리 (마구 사용 흔적 등) 를 통한 종합적 분석이 필요합니다.
• 연구 목적: 동발트해 지역과 서부 러시아의 고대 말 유해를 분석하여 1) 야생 말과 초기 가축 말의 체구 변화, 2) 치과 병리 및 마구 사용 흔적 (Bit wear) 을 통한 활용 양상 규명, 3) 미토콘드리아 DNA 를 통한 모계 유전적 다양성 및 계통 분석을 수행하는 것입니다.

2. 연구 방법론 (Methodology)

• 표본 수집: 리투아니아 (22 개), 핀란드 (19 개), 러시아 (17 개), 에스토니아 (1 개) 등 총 59 개의 고대 말 치아 및 뼈 표본을 분석했습니다.
  • 연대: 기원전 5900 년 (이바노프스카야 야생 말) 에서 서기 1920 년까지의 다양한 시기의 표본 포함.
• 체구 추정 (Body Size Estimation):
  • 25 개의 이바노프스카야 (러시아) 야생 말 표본과 리투아니아의 다양한 시기의 말 (청동기 - 로마 시대, 바이킹 시대, 중세) 에 대한 발골 (metapodial) 및 지골 (phalangeal) 측정을 수행했습니다.
  • 기존 May (1985) 의 공식을 재평가하고, 현대 말 ($E. caballus$) 과 프르제발스키 말 ($E. przewalskii$) 을 기준으로 보정한 새로운 추정식을 적용하여 어깨 높이 (Withers height) 와 체중을 재계산했습니다.
  • 말의 크기를 바탕으로 운송 가능한 최대 승하중 (Rider weight) 을 추정하여 당시 인간 (남성) 의 평균 체중과 비교했습니다.
• 병리학적 분석 (Pathologies):
  • 치과 전문 수의사의 감정을 통해 치아 병리 (염증, 마모 등) 를 확인했습니다.
  • 특히 마구 (Bit) 사용으로 인한 치아 마모 (Bit wear) 와 치아 흡수 및 과석회화증 (EOTRH) 을 진단했습니다.
• 고대 DNA 분석 (aDNA):
  • 59 개 표본 중 26 개에서 미토콘드리아 DNA (mtDNA) 의 조절 영역 (Control region, 572-573 bp) 을 증폭 및 시퀀싱했습니다.
  • Achilli et al. (2012) 가 정의한 18 개의 주요 하플로그룹 (Haplogroup) 과 비교하여 모계 계통을 규명하고, 계통수 (Phylogenetic tree) 및 하플로타입 네트워크를 구축했습니다.

3. 주요 결과 (Key Results)

가. 체구 및 체중 변화

• 야생 말 (러시아 이바노프스카야, 기원전 5900-3800 년): 어깨 높이 약 141.3~141.5 cm, 평균 체중 약 410.3 kg 으로 추정되었습니다. 이는 후기 스텝 지역의 말들보다 약간 더 크고 무거웠습니다.
• 리투아니아 야생 말 (기원전 4000 년대): 단일 표본의 체중은 약 265.5 kg 으로, 러시아의 야생 말보다 훨씬 작았습니다.
• 리투아니아 가축 말의 경향:
  • 청동기 - 초기 로마 시대: 매우 작았으며 (어깨 높이 ~119 cm, 체중 ~275 kg), 기마용으로는 적합하지 않았을 가능성이 큽니다.
  • 바이킹 시대 및 중세: 어깨 높이 약 124125 cm (포니 크기) 로 유지되었으며, 중세 시기에 크기의 변동성이 커지고 140155 cm 의 대형 개체가 나타났습니다.
  • 승하중 능력: 추정된 최대 승하중은 8092 kg 으로, 당시 리투아니아 성인 남성 (평균 7577 kg) 을 태울 수 있는 수준이었습니다.

나. 병리학적 발견

• 마구 사용 흔적 (Bit wear): 리투아니아의 한 치아 (기원전 798~568 년) 에서 마구로 인한 전형적인 마모 (P2 치아의 전내측 및 등면 마모) 가 확인되었습니다. 이는 리투아니아 및 동발트해 지역에서 발견된 가장 오래된 가축 말의 증거입니다.
• 치과 질환 (EOTRH): 리투아니아의 한 치아 (서기 18~202 년) 에서 치아 흡수 및 과석회화증 (EOTRH) 이 확인되었습니다. 이는 말의 노령 (>15 세) 과 통증의 징후로 해석됩니다.

다. 유전적 다양성 (mtDNA)

• 하플로그룹 분포: 26 개의 성공적인 시퀀스에서 11 개의 하플로그룹 (B, C, D, G, I, L, M, N, O, P, Q) 이 확인되었습니다.
• 지리적 분포: 하플로그룹 B는 리투아니아, 핀란드, 중부 볼가 지역 (러시아) 을 아우르는 모든 지역에서 발견되어 고대 북동유럽 말들에게 널리 분포했음을 시사합니다.
• 야생 말의 유전자: 이바노프스카야 야생 말 (기원전 6771-6598 년) 은 하플로그룹 B 에 속했으며, 이는 현대 말의 조상 계통과 연결될 수 있음을 보여줍니다.
• 다양성: 지역별, 시기별로 하플로타입의 공유 패턴이 뚜렷하지 않았으며, 높은 유전적 다양성이 관찰되었습니다.

4. 연구의 의의 및 기여 (Significance & Contributions)

1. 체구 추정 방법론의 개선: 북유럽 및 서부 러시아 고대 말의 체구 추정을 위해 기존 공식을 재평가하고 현대 기준에 맞춰 보정한 새로운 데이터를 제공했습니다. 이를 통해 당시 말들이 '포니' 크기가 주류였으며, 중세에 이르러 대형화가 시작되었음을 규명했습니다.
2. 동발트해 가축화 시기 확정: 치아 마모 (Bit wear) 분석을 통해 리투아니아에서 기원전 800~570 년경에 이미 가축 말이 도입되어 기마 생활이 시작되었음을 유전적, 형태적 증거와 함께 확인했습니다.
3. 야생 말의 생존 및 크기 변화: 러시아 스텝 지역의 야생 말은 상대적으로 크기가 컸으나, 발트해 지역의 후기 야생 말은 크기가 급격히 감소했음을 보여주어 지역적 환경 적응이나 개체군 감소를 시사합니다.
4. 유전적 계통의 재조명: 고대 말의 모계 계통이 현대 말의 다양성과 밀접하게 연결되어 있으며, 특정 하플로그룹 (B) 이 광범위하게 분포했음을 확인했습니다. 또한, 프르제발스키 말과 관련된 하플로그룹 F 가 과거에 더 널리 분포했을 가능성도 제기했습니다.
5. 종합적 접근: 고고학 (체구), 병리학 (치아), 유전학 (aDNA) 을 결합한 다학제적 접근을 통해 고대 말의 생태, 활용, 이동 경로를 종합적으로 재구성했습니다.

이 연구는 북유럽과 서부 러시아 지역의 말 기원 및 가축화 역사를 이해하는 데 있어 중요한 실마리를 제공하며, 특히 야생 말의 멸종 시기와 가축 말의 도입 시기를 구체화하는 데 기여했습니다.