Brace yourselves

제목: 마음의 준비를 하라

네안데르탈인이 치과에 가다 (정말로)

근대 이후 상당 기간 동안 "네안데르탈인"은 야만성과 무능함의 대명사로 통했다. 그러나 점차 늘어나는 고고학적 증거들은 그들이 죽은 자를 매장하고, 다친 동료를 돌보며, 빙하기 유럽의 가혹한 환경에 놀라울 정도로 성공적으로 적응했던, 훨씬 더 세련된 종이었음을 시사한다.

많은 연구자는 여전히 네안데르탈인과 현대 인류의 행동 사이에 선을 그으며, 네안데르탈인은 수술처럼 복잡한 행위를 수행할 기술적 정교함이 부족했다고 주장한다. 하지만 러시아 과학 아카데미의 알리사 주보바, 리디아 조트키나, 크세니아 콜로보바가 학술지 '플로스 원(PLOS ONE)'에 발표한 남부 시베리아 동굴에서 발견된 손상된 치아 하나가 이러한 생각을 재고하게 만들고 있다.

문제의 치아는 네안데르탈인 성인의 5만 9천 년 된 어금니다. 이 치아는 2016년 콜로보바 박사팀이 러시아 알타이 산맥의 차기르스카야 동굴에서 발견했으며, 많은 고대 치아와 마찬가지로 질기고 거친 음식을 씹어 먹느라 상당히 마모된 상태였다. 치아의 주인으로 추정되는 다른 골격 유해는 발견되지 않았다. 이 치아에서 주목할 점은 씹는 면에 신경과 혈관이 있던 치아 중심부까지 깊게 이어진 커다란 구멍이 있다는 사실이다.

얼핏 보면 이 구멍은 치명적이었을 치과 감염(또는 충치)의 흔적처럼 보인다. 그러나 주보바 박사와 그녀의 연구팀이 면밀히 조사한 결과, 치아의 주인은 아마도 이러한 비극을 피했을 것이라는 사실을 깨달았다. 현미경 이미지와 CT 촬영을 통해 구멍 벽면에서 마치 뾰족한 도구를 반복적으로 회전시켜 만든 듯한 홈과 미세한 선들이 발견된 것이다. 놀랍게도 이는 네안데르탈인이 감염된 조직을 긁어내기 위해 의도적으로 치아를 뚫었다는 것을 시사한다. 과연 석기 도구만으로 이러한 작업이 가능했을까? 주보바 박사는 이를 확인하기 위해 실험 고고학자인 조트키나 박사에게 도움을 구했다.

어떤 돌을 사용할지에 대한 문제는 쉽게 해결되었다. 차기르스카야 동굴에서 이미 벽옥(jasper)이라는 석영 계열의 작고 날카로운 도구가 발견된 적이 있기 때문이다. 조트키나 박사는 연구팀과 함께 비슷한 도구를 만들어 샘플 치아에 구멍을 뚫는 실험을 진행했다. 그 결과, 벽옥 도구로 회전 동작을 반복하면 1시간 이내에 치아에 자국을 남길 수 있다는 사실을 확인했다. 더욱이 그 자국은 네안데르탈인의 치아에서 발견된 것과 매우 흡사했다. 이는 5만 9천 년 전 이미 치과 치료가 행해졌다는 화석 증거이며, 현대 인류가 그러한 활동을 했다고 알려진 시기보다 무려 4만 5천 년이나 앞선 것이다.

이 이야기는 드릴 작업에서 끝나지 않는다. 구멍의 가장자리는 이후 음식을 씹는 과정에서 마모되어 매끄러워진 흔적을 보인다. 이는 환자가 시술 후 생존했을 뿐만 아니라, 이후 시술 부위가 마모될 만큼 충분히 식사를 했다는 것을 의미한다. 또한, 어금니 옆면에서는 좁은 물체를 반복적으로 삽입할 때 생기는 홈인 '치아 쑤시기'의 흔적도 나타난다. 이것이 치과 치료 전후 중 언제 행해졌는지는 알기 어렵지만, 아마도 잇몸 통증을 완화하기 위해 행해졌을 가능성이 크다. 이러한 행동은 초기 인류의 친척들이나 심지어 일본원숭이에게서도 기록된 바 있다.

이번 치과 관련 발견은 네안데르탈인의 삶을 보여주는 그림에 귀중한 세부 사항을 더해준다. 연구진은 우선 이 발견이 그들에게 뛰어난 미세 운동 능력이 있었음을 보여준다고 말한다. 더 중요한 것은, 그들이 죽음의 위험을 줄이기 위해 당장의 (극심한) 통증을 참아내는 것의 중요성을 이해했음을 시사한다는 점이다. 이러한 계산은 인과관계에 대한 추론 없이는 불가능하며, 네안데르탈인에게 이러한 능력이 있었는지는 오랫동안 논쟁의 대상이었다. 이번 발견은 그 논쟁을 종식하는 데 일조하고 있다.

하버드 대학교의 진화생물학자인 다니엘 리버먼은 "이토록 복잡한 의료 행위의 고대 증거를 본다는 것은 매우 흥미로운 일입니다"라고 말한다. 그는 이어 "가끔 수업 시간에 농담 삼아 인간만이 자발적으로 치과에 가는 유일한 종이라고 말하곤 했는데, 이제 그 농담을 수정해야겠네요"라고 덧붙였다.

TITLE:Brace yourselves

Neanderthals went to the dentist (really)

FOR MUCH of the modern era, “Neanderthal” has served as shorthand for brutishness and ineptitude. Yet mounting archaeological evidence suggests a rather more refined species: one that buried its dead, tended to injured companions and adapted with remarkable success to the rigours of Ice Age Europe.

Many researchers still draw a line between their behaviour and that of modern humans, arguing that they lacked the technical sophistication to perform something as complex as surgery. Now a battered tooth from a cave in southern Siberia, described in the journal PLOS ONE by Alisa Zubova, Lydia Zotkina and Ksenia Kolobova at the Russian Academy of Sciences, is forcing a rethink.

The tooth in question is a 59,000-year-old molar from an adult Neanderthal. It was discovered in 2016 in Chagyrskaya Cave in the Russian stretch of the Altai Mountains by Dr Kolobova’s team and, like many ancient teeth, it is heavily worn down from years of chewing on tough, gritty food. No other skeletal remains of its owner have been found. What is noteworthy about the tooth is that it has a large hollow on the chewing surface that reaches deep into its centre, where nerves and blood vessels would have been.

At first glance, the hollow looks like the site of a dental infection (or cavity) that would ultimately have proved lethal. But

when Dr Zubova and her team looked closer, they realised its owner probably escaped this fate. Microscope images and CT scans revealed grooves and fine striations on the hole’s walls that looked as if they had been made through the repeated rotation of some sort of pointed tool. To their astonishment, this suggested that a Neanderthal had intentionally drilled into the tooth to scoop out infected tissue. Could stone tools alone have been up to the task? Dr Zubova turned to Dr Zotkina, an experimental archaeologist, to find out.

The question of which stone to use was easy to answer: small and sharp tools made of a quartz-like material known as jasper have previously been found in Chagyrskaya Cave. Dr Zotkina consequently worked with her team to build similar tools and then use them to drill into sample teeth. They found that repetitive rotational motions with the jasper were enough to produce markings on teeth in less than an hour. What’s more, the markings they left were strikingly similar to those found on the Neanderthal tooth. This was fossil evidence of dentistry taking place 59,000 years ago, a tooth-aching 45,000 years before modern humans are known to have been engaging in such activities.

Nor does the story stop at the drilling. The margins of the hollow show signs of having been smoothed by subsequent chewing activity. This means that the patient not only survived the procedure but then went on to chew enough food over the course of time to cause the drill site to get worn down. Moreover, the sides of the molar also show signs of “tooth-picking”, whereby the repeated insertion of a narrow object led to grooves forming between the molar and other teeth. Whether this was done before or after the dental procedure is hard to tell, but was probably done to relieve gum irritation. Such behaviour has been documented in earlier human relatives and even in Japanese macaques.

This dental discovery adds valuable detail to the picture of Neanderthal life. For one thing, say the authors, it shows they must have had fine motor control. More important, it suggests that they would have understood the importance of enduring some immediate (and excruciating) pain to reduce the chance of death. Such a calculation would have been impossible without causal reasoning, an attribute whose presence among Neanderthals has long been debated. This finding helps to bring that debate to a close.

“It’s pretty exciting to see such ancient evidence of a medical procedure as complex as this,” says Daniel Lieberman, an evolutionary biologist at Harvard University. “Sometimes I joke when I’m teaching that humans are the only species that would ever willingly go to a dentist. Now,” he adds, “I’ll have to revise my quip.”