“我是誰(shuí)?”“從哪里來(lái)?”當(dāng)哲學(xué)家在進(jìn)行形而上的苦思冥想時(shí)，科學(xué)家們則忙著在現(xiàn)實(shí)世界中尋找證據(jù)。

丹尼索瓦人與曾廣泛分布在歐洲的尼安德特人是姐妹群，對(duì)現(xiàn)代大洋洲、東亞、南亞和美洲原住人群有遺傳貢獻(xiàn)，是國(guó)際廣泛關(guān)注的研究熱點(diǎn)。

10月30日，在國(guó)家文物局召開(kāi)的“考古中國(guó)”重大項(xiàng)目重要進(jìn)展工作會(huì)上，蘭州大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院教授張東菊介紹了甘肅夏河白石崖溶洞遺址項(xiàng)目對(duì)丹尼索瓦人研究的最新進(jìn)展。

“借助多種科技手段，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)為該遺址建立了距今約19萬(wàn)至3萬(wàn)年的可靠年代框架，利用新興的沉積物DNA分析技術(shù)成功獲取大量丹尼索瓦人線(xiàn)粒體DNA，揭示丹尼索瓦人在晚更新世廣泛分布在歐亞大陸東側(cè)，長(zhǎng)期生活在青藏高原上。”張東菊介紹。蘭州大學(xué)、中科院青藏高原研究所和中科院古脊椎動(dòng)物與古人類(lèi)研究所等機(jī)構(gòu)主導(dǎo)的這項(xiàng)研究于北京時(shí)間10月30日在線(xiàn)發(fā)表于《科學(xué)》上，張東菊為該論文第一通訊作者。

從距今4萬(wàn)年推前至距今19萬(wàn)年

青藏高原被稱(chēng)為“世界第三極”“世界屋脊”。人類(lèi)何時(shí)登上這一高寒地區(qū)并在此生活一直是個(gè)謎。

此前，中國(guó)科學(xué)院古脊椎動(dòng)物與古人類(lèi)研究所研究員高星課題組曾八上青藏高原，在藏北羌塘高原發(fā)現(xiàn)一處具有原生地層的舊石器時(shí)代遺址——尼阿底(NwyaDevu)。

高星等人對(duì)尼阿底遺址的發(fā)掘和研究表明，人類(lèi)大約在4萬(wàn)到3萬(wàn)年前嘗試征服青藏高原這一高海拔極端環(huán)境。

“我們對(duì)白石崖溶洞遺址的研究，則將人類(lèi)占據(jù)青藏高原的最早時(shí)間從距今4萬(wàn)年推早至距今19萬(wàn)年，并證明迄今發(fā)現(xiàn)最早占據(jù)青藏高原的是丹尼索瓦人，這是青藏高原人類(lèi)活動(dòng)歷史研究的重大突破。”張東菊指出。

白石崖溶洞遺址位于甘肅省甘南藏族自治州夏河縣甘加鄉(xiāng)。該遺址早年出土一枚古人類(lèi)下頜骨化石，經(jīng)體質(zhì)人類(lèi)學(xué)、古蛋白和鈾系測(cè)年技術(shù)分析，研究人員確認(rèn)其為距今至少16萬(wàn)年前的丹尼索瓦人化石。

為全面了解夏河人下頜骨所代表人群在青藏高原的生活情況，在前期相關(guān)考古調(diào)查和研究工作基礎(chǔ)上，聯(lián)合甘肅省文物考古研究所，由陳發(fā)虎院士帶領(lǐng)的蘭州大學(xué)環(huán)境考古團(tuán)隊(duì)對(duì)白石崖溶洞遺址進(jìn)行首次考古發(fā)掘，并邀請(qǐng)中外多個(gè)研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)行多學(xué)科綜合研究。

“遺址內(nèi)，根據(jù)沉積物特征的不同，我們劃分了10個(gè)地層，從這些地層里共收集到1310件石制品和579件動(dòng)物骨骼標(biāo)本。對(duì)采集到的樣品進(jìn)行碳十四和光釋光測(cè)年后，我們發(fā)現(xiàn)古人類(lèi)在該遺址生活的時(shí)間為距今約19萬(wàn)至3萬(wàn)年。”張東菊說(shuō)。

系我國(guó)首次從土中提取古人類(lèi)DNA

利用沉積物DNA分析技術(shù)成功獲取大量丹尼索瓦人線(xiàn)粒體DNA，是白石崖溶洞遺址考古研究工作的一大亮點(diǎn)。“這是國(guó)內(nèi)首次成功從沉積物中提取到古人類(lèi)的DNA，也是西伯利亞丹尼索瓦洞以外獲得的首個(gè)丹尼索瓦人DNA序列。”該論文的最后通訊作者、中國(guó)科學(xué)院古脊椎動(dòng)物與古人類(lèi)研究所研究員付巧妹介紹。

沉積物DNA分析是一種新興的古DNA分析技術(shù)，考古遺址現(xiàn)場(chǎng)的沉積物可追蹤相關(guān)遺址DNA保存狀況及可能存在的遠(yuǎn)古人類(lèi)，彌補(bǔ)了人類(lèi)化石一般可遇而不可求的缺憾，為研究舊石器考古遺址人群演化打開(kāi)了一扇新窗口。

遺址發(fā)掘前，張東菊與付巧妹一起制定了古DNA分析沉積物樣品的采樣計(jì)劃，確保樣品采集和運(yùn)送過(guò)程中不會(huì)受到現(xiàn)代人類(lèi)的污染。采集樣品只是第一步，從中提取到古人類(lèi)DNA并非易事。沉積物中混雜著各種來(lái)源的古DNA，大部分是土壤里微生物的，也有動(dòng)植物的，偶爾會(huì)有人的。即使找到古人類(lèi)的DNA，還要區(qū)分出屬于哪一種類(lèi)型的古人類(lèi)。

為了將目標(biāo)DNA從海量環(huán)境微生物DNA中識(shí)別、分離出來(lái)，付巧妹團(tuán)隊(duì)借助高效的古DNA捕獲技術(shù)，從35個(gè)沉積物樣品中，嘗試一次性釣取了242種哺乳動(dòng)物和人類(lèi)的線(xiàn)粒體DNA，并使遠(yuǎn)古人類(lèi)的DNA得以富集。

想要進(jìn)一步鎖定捕獲的DNA到底屬于哪一種類(lèi)型的古人類(lèi)，需要找到不同支系人類(lèi)的“標(biāo)記物”。付巧妹團(tuán)隊(duì)對(duì)54個(gè)不同現(xiàn)代人、23個(gè)尼安德特人、4個(gè)丹尼索瓦人和一個(gè)40萬(wàn)年前古人類(lèi)Sima個(gè)體的線(xiàn)粒體基因組進(jìn)行分析，甄別出分屬于現(xiàn)代人、尼安德特人及丹尼索瓦人等各自支系特有的突變。

“在此基礎(chǔ)上，我們明確了白石崖溶洞的四個(gè)地層里有已滅絕的丹尼索瓦人的線(xiàn)粒體DNA。”付巧妹介紹，通過(guò)分析，除了極少數(shù)樣品，大部分地層取樣都沒(méi)有受到當(dāng)今現(xiàn)代人DNA的污染，這顯示研究團(tuán)隊(duì)在發(fā)掘之前制定的嚴(yán)格且完備的取樣計(jì)劃避免了污染。

白石崖溶洞遺址發(fā)現(xiàn)的古人類(lèi)DNA如同一把鑰匙，打開(kāi)了通往遠(yuǎn)古世界的大門(mén)。分析顯示，該遺址發(fā)現(xiàn)的丹尼索瓦人DNA主要出現(xiàn)于距今10萬(wàn)年和距今6萬(wàn)年前后，其中距今6萬(wàn)年左右的丹尼索瓦人DNA與南西伯利亞丹尼索瓦洞的晚期丹尼索瓦人有最緊密的遺傳聯(lián)系，距今10萬(wàn)年左右的丹尼索瓦人DNA則較早地與晚期丹尼索瓦人分離開(kāi)來(lái)，揭示丹尼索瓦人在晚更新世廣泛分布在歐亞大陸東側(cè)，長(zhǎng)期生活在青藏高原上。

對(duì)厘清現(xiàn)代人起源問(wèn)題意義重大

近30年來(lái)，現(xiàn)代人類(lèi)起源問(wèn)題成為學(xué)界炙手可熱的關(guān)注焦點(diǎn)，圍繞“出自非洲”和“多地區(qū)進(jìn)化”假說(shuō)形成兩派針?shù)h相對(duì)的學(xué)術(shù)陣營(yíng)，進(jìn)行著激烈的學(xué)術(shù)論辯。

“出自非洲”假說(shuō)認(rèn)為，現(xiàn)代人在約20萬(wàn)至10萬(wàn)年前起源于非洲;非洲是現(xiàn)代人唯一的起源地，其他地區(qū)的現(xiàn)代人都是從非洲起源后遷徙擴(kuò)散的結(jié)果，而且這種擴(kuò)散是一個(gè)完全替代的過(guò)程。

“多地區(qū)進(jìn)化”假說(shuō)則認(rèn)為，早期智人甚至是晚期直立人以來(lái)，人類(lèi)就是一個(gè)生物種群，沒(méi)有發(fā)生新的分化。東亞地區(qū)從直立人以來(lái)演化是連續(xù)的，不存在演化鏈條的中斷，其間沒(méi)有發(fā)生大規(guī)模移民替代事件。

較長(zhǎng)時(shí)間里，“出自非洲”假說(shuō)在學(xué)術(shù)界占據(jù)了相對(duì)主流的位置。而近年來(lái)，遺傳學(xué)領(lǐng)域?qū)θ祟?lèi)古DNA的提取和破譯，帶來(lái)一些以往不知道的認(rèn)識(shí)，即現(xiàn)代人并非完全取代了包括尼安德特人和丹尼索瓦人在內(nèi)的古老型人類(lèi)，而是和他們有融合。

“‘出自非洲’假說(shuō)認(rèn)為，末次冰期最寒冷的時(shí)候，世界各地的古老人類(lèi)基本都滅絕了，只有非洲少部分地區(qū)有古老人類(lèi)存活下來(lái)，然后擴(kuò)散到世界各地。白石崖溶洞遺址研究表明，末次冰期前后，青藏地區(qū)有丹尼索瓦人存在，因此認(rèn)為末次冰期除非洲以外其他地區(qū)古老人類(lèi)都滅絕的說(shuō)法值得重新考慮。”北京大學(xué)考古文博學(xué)院教授王幼平指出。

在王幼平看來(lái)，白石崖溶洞丹尼索瓦人的發(fā)現(xiàn)，填補(bǔ)了東亞地區(qū)直立人和現(xiàn)代人之間古老人群具體種屬鑒定的空白，為同期古老型人類(lèi)化石的種屬鑒定提供了關(guān)鍵對(duì)比材料，對(duì)厘清東亞古人類(lèi)演化歷史和現(xiàn)代人起源問(wèn)題有重要意義，是近年來(lái)舊石器考古的重大突破。

標(biāo)簽： 古人類(lèi)