丹尼索瓦人DNA揭示人類占據(jù)青藏高原的時間比想象中早
（神秘的地球uux.cn報(bào)道）據(jù)科技日報(bào)（唐婷）：“我是誰？”“從哪里來？”當(dāng)哲學(xué)家在進(jìn)行形而上的苦思冥想時，科學(xué)家們則忙著在現(xiàn)實(shí)世界中尋找證據(jù)。索瓦
丹尼索瓦人與曾廣泛分布在歐洲的人D人類青島市南（外圍）中高端外圍上門服務(wù)vx《1662+044+1662》提供外圍女上門服務(wù)快速選照片快速安排不收定金面到付款30分鐘可到達(dá)尼安德特人是姐妹群，對現(xiàn)代大洋洲、揭示間比東亞、占據(jù)中早南亞和美洲原住人群有遺傳貢獻(xiàn)，青藏是高原國際廣泛關(guān)注的研究熱點(diǎn)。
10月30日，想象在國家文物局召開的丹尼“考古中國”重大項(xiàng)目重要進(jìn)展工作會上，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)目對丹尼索瓦人研究的索瓦最新進(jìn)展。
“借助多種科技手段，人D人類項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)為該遺址建立了距今約19萬至3萬年的揭示間比可靠年代框架，利用新興的占據(jù)中早沉積物DNA分析技術(shù)成功獲取大量丹尼索瓦人線粒體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)，青藏長期生活在青藏高原上。高原”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物與古人類研究所等機(jī)構(gòu)主導(dǎo)的這項(xiàng)研究于北京時間10月30日在線發(fā)表于《科學(xué)》上，張東菊為該論文第一通訊作者。
從距今4萬年推前至距今19萬年
青藏高原被稱為“世界第三極”“世界屋脊”。人類何時登上這一高寒地區(qū)并在此生活一直是個謎。
此前，中國科學(xué)院古脊椎動物與古人類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代遺址——尼阿底（Nwya Devu）。
高星等人對尼阿底遺址的發(fā)掘和研究表明，人類大約在4萬到3萬年前嘗試征服青藏高原這一高海拔極端環(huán)境。
“我們對白石崖溶洞遺址的研究，則將人類占據(jù)青藏高原的最早時間從距今4萬年推早至距今19萬年，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，這是青藏高原人類活動歷史研究的重大突破。”張東菊指出。青島市南（外圍）中高端外圍上門服務(wù)vx《1662+044+1662》提供外圍女上門服務(wù)快速選照片快速安排不收定金面到付款30分鐘可到達(dá)
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下頜骨化石，經(jīng)體質(zhì)人類學(xué)、古蛋白和鈾系測年技術(shù)分析，研究人員確認(rèn)其為距今至少16萬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)對白石崖溶洞遺址進(jìn)行首次考古發(fā)掘，并邀請中外多個研究團(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個地層，從這些地層里共收集到1310件石制品和579件動物骨骼標(biāo)本。對采集到的樣品進(jìn)行碳十四和光釋光測年后，我們發(fā)現(xiàn)古人類在該遺址生活的時間為距今約19萬至3萬年。”張東菊說。
系我國首次從土中提取古人類DNA
利用沉積物DNA分析技術(shù)成功獲取大量丹尼索瓦人線粒體DNA，是白石崖溶洞遺址考古研究工作的一大亮點(diǎn)。“這是國內(nèi)首次成功從沉積物中提取到古人類的DNA，也是西伯利亞丹尼索瓦洞以外獲得的首個丹尼索瓦人DNA序列。”該論文的最后通訊作者、中國科學(xué)院古脊椎動物與古人類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，彌補(bǔ)了人類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)送過程中不會受到現(xiàn)代人類的污染。采集樣品只是第一步，從中提取到古人類DNA并非易事。沉積物中混雜著各種來源的古DNA，大部分是土壤里微生物的，也有動植物的，偶爾會有人的。即使找到古人類的DNA，還要區(qū)分出屬于哪一種類型的古人類。
為了將目標(biāo)DNA從海量環(huán)境微生物DNA中識別、分離出來，付巧妹團(tuán)隊(duì)借助高效的古DNA捕獲技術(shù)，從35個沉積物樣品中，嘗試一次性釣取了242種哺乳動物和人類的線粒體DNA，并使遠(yuǎn)古人類的DNA得以富集。
想要進(jìn)一步鎖定捕獲的DNA到底屬于哪一種類型的古人類，需要找到不同支系人類的“標(biāo)記物”。付巧妹團(tuán)隊(duì)對54個不同現(xiàn)代人、23個尼安德特人、4個丹尼索瓦人和一個40萬年前古人類Sima個體的線粒體基因組進(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地層里有已滅絕的丹尼索瓦人的線粒體DNA。”付巧妹介紹，通過分析，除了極少數(shù)樣品，大部分地層取樣都沒有受到當(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DNA如同一把鑰匙，打開了通往遠(yuǎn)古世界的大門。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10萬年和距今6萬年前后，其中距今6萬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來，揭示丹尼索瓦人在晚更新世廣泛分布在歐亞大陸東側(cè)，長期生活在青藏高原上。
對厘清現(xiàn)代人起源問題意義重大
近30年來，現(xiàn)代人類起源問題成為學(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”假說形成兩派針鋒相對的學(xué)術(shù)陣營，進(jìn)行著激烈的學(xué)術(shù)論辯。
“出自非洲”假說認(rèn)為，現(xiàn)代人在約20萬至10萬年前起源于非洲；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)散是一個完全替代的過程。
“多地區(qū)進(jìn)化”假說則認(rèn)為，早期智人甚至是晚期直立人以來，人類就是一個生物種群，沒有發(fā)生新的分化。東亞地區(qū)從直立人以來演化是連續(xù)的，不存在演化鏈條的中斷，其間沒有發(fā)生大規(guī)模移民替代事件。
較長時間里，“出自非洲”假說在學(xué)術(shù)界占據(jù)了相對主流的位置。而近年來，遺傳學(xué)領(lǐng)域?qū)θ祟惞臘NA的提取和破譯，帶來一些以往不知道的認(rèn)識，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，而是和他們有融合。
“‘出自非洲’假說認(rèn)為，末次冰期最寒冷的時候，世界各地的古老人類基本都滅絕了，只有非洲少部分地區(qū)有古老人類存活下來，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)古老人類都滅絕的說法值得重新考慮。”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，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，為同期古老型人類化石的種屬鑒定提供了關(guān)鍵對比材料，對厘清東亞古人類演化歷史和現(xiàn)代人起源問題有重要意義，是近年來舊石器考古的重大突破。
相關(guān)報(bào)道：人類演化“關(guān)鍵拼圖”現(xiàn)身青藏高原
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人類演化關(guān)鍵拼圖現(xiàn)身青藏高原
現(xiàn)代人的古人類祖先是誰？人類如何走上青藏高原？這一系列人類演化問題，一直是科學(xué)界的待解謎題。
部分答案可能就藏在海拔3200多米、地處青藏高原東北部的白石崖溶洞里。自2019年第一次走到聚光燈下，今年10月30日，這個小眾景點(diǎn)再次引發(fā)關(guān)注。國家文物局舉行“考古中國”重大項(xiàng)目第二期重要進(jìn)展工作會，通報(bào)了白石崖溶洞遺址重要考古成果。
中科院院士陳發(fā)虎帶領(lǐng)蘭州大學(xué)環(huán)境考古團(tuán)隊(duì)并聯(lián)合多個境內(nèi)外科研單位，通過對這個洞穴和出土于此的化石開展多年研究，證實(shí)此前只發(fā)現(xiàn)于阿爾泰山地區(qū)的一支新的古人類——丹尼索瓦人曾在世界屋脊留下清晰足跡，并將青藏高原史前人類活動歷史從距今4萬年提前至距今16萬年，甚至距今19萬年。
神秘古人類化石與青藏高原
位于甘肅省甘南藏族自治州夏河縣的白石崖溶洞，2019年5月之前，和人類演化的謎團(tuán)看似毫無關(guān)聯(lián)。
將二者聯(lián)系起來的，是一塊長約12厘米、頜骨形態(tài)粗壯原始、臼齒較大的人類右側(cè)下頜骨化石。
20世紀(jì)80年代，一位僧侶在白石崖溶洞中發(fā)現(xiàn)這件化石。從表面特征看，科學(xué)家初步判斷這可能是一個古人類化石。但屬于哪個人種？距今多久？它代表了人類演化史上的哪一環(huán)？都需進(jìn)一步科學(xué)考證。
正式研究于2010年啟動。起初，陳發(fā)虎團(tuán)隊(duì)難以確定化石在溶洞內(nèi)的具體出土位置。他們走訪周邊十幾個山洞后發(fā)現(xiàn)，只有白石崖溶洞恒溫恒濕最適合古人類生活，不僅是化石的出土點(diǎn)，還可能保存更多古人類生活遺存。
轉(zhuǎn)機(jī)出現(xiàn)在2016年——研究團(tuán)隊(duì)在白石崖溶洞考察時發(fā)現(xiàn)了石制品。這成為科學(xué)證明白石崖溶洞中有史前人類生活痕跡的直接證據(jù)。同年，團(tuán)隊(duì)制定了完善的化石研究方案。
臺灣大學(xué)教授沈川洲對化石外的碳酸鹽包裹體進(jìn)行了鈾系測年。結(jié)果顯示，該化石形成于至少16萬年前。
遺憾的是，由于年代太久，化石中的古DNA已深度降解，并未提取到。蛋白質(zhì)比DNA結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定，保存時間更長，研究者采用古蛋白質(zhì)分析，最終提取到了古蛋白。
“這件化石保留的蛋白質(zhì)信息包含了丹尼索瓦人特有的變異蛋白質(zhì)。通過構(gòu)建演化關(guān)系，我們將這件化石歸入丹尼索瓦人或其近親種。”共同與國外合作者開展古蛋白分析的蘭大博士生夏歡說。
關(guān)于這件化石的研究成果2019年5月發(fā)表于《自然》期刊，得到國內(nèi)外同行的廣泛認(rèn)可和肯定。
丹尼索瓦人，一個2010年才被確定的一支新的古人類種群。彼時唯一的已知線索，僅是發(fā)現(xiàn)于西伯利亞丹尼索瓦洞穴里的一節(jié)指骨化石和幾塊破碎的牙齒。它們的重要性并不因此削弱。丹尼索瓦人與約30萬～3萬年前廣泛分布在歐洲的尼安德特人是姐妹群（由最晚同一祖先衍生的兩個分支），對現(xiàn)代大洋洲、東亞、南亞和美洲原住人群都有遺傳貢獻(xiàn)。人們期待尋找更多丹尼索瓦人與現(xiàn)代人的關(guān)系。丹尼索瓦人與早期現(xiàn)代人的基因交流及其傳播遷徙路線成為關(guān)注熱點(diǎn)。
但西伯利亞出土的指骨化石太小，科學(xué)家未能建立起完整的丹尼索瓦人體質(zhì)形態(tài)信息等諸多信息。
白石崖溶洞的發(fā)現(xiàn)，無疑為此拼上一塊關(guān)鍵拼圖。研究團(tuán)隊(duì)骨干成員張東菊教授表示，這是丹尼索瓦洞以外發(fā)現(xiàn)的首例丹尼索瓦人化石，白石崖溶洞也成為青藏高原目前已知最早的舊石器時代考古遺址。研究結(jié)果不僅將青藏高原史前人類活動歷史由距今4萬年推早至距今16萬年，還將丹尼索瓦人的空間分布首次從西伯利亞地區(qū)擴(kuò)展至青藏高原，為丹尼索瓦人在東亞分布提供了化石證據(jù)。
先進(jìn)科技破解古人類密碼
相比基因而言，由基因編譯的蛋白包含的遺傳信息較少。研究者期待進(jìn)一步的發(fā)現(xiàn)。2018年，蘭州大學(xué)環(huán)境考古團(tuán)隊(duì)聯(lián)合甘肅省文物考古研究所，對白石崖溶洞進(jìn)行首次正式考古發(fā)掘，并邀請國內(nèi)外多個團(tuán)隊(duì)進(jìn)行多學(xué)科綜合研究。
張東菊介紹，團(tuán)隊(duì)共發(fā)掘2個1米×2米大小的探方，其中T2探方出土有豐富的石制品和動物骨骼，其地層分為10層，每一層位均有石制品和動物骨骼出土，第10層尤為豐富。通過開展綜合的地層學(xué)、考古學(xué)和分子考古學(xué)等分析，一條重要線索進(jìn)入研究人員視野——白石崖溶洞的晚更新世沉積中發(fā)現(xiàn)了丹尼索瓦人線粒體DNA。
沉積物古DNA分析技術(shù)是得到這項(xiàng)新成果的關(guān)鍵技術(shù)之一。其可通過分析沉積物獲得曾在遺址活動的古人群信息，彌補(bǔ)人類化石可遇不可求的缺憾。這是中國科學(xué)家首次利用古DNA分析技術(shù)在我國考古遺址沉積物中提取到古人類遺傳信息的成功案例。
負(fù)責(zé)開展沉積物古DNA分析的中國科學(xué)院古脊椎動物與古人類研究所研究員付巧妹介紹，在多個沉積物樣品中，團(tuán)隊(duì)嘗試一次性捕獲了242個哺乳動物和人類的線粒體DNA。其中，沉積物古DNA分析發(fā)現(xiàn)的動物種屬包括犀牛、鬣狗等，與白石崖溶洞發(fā)現(xiàn)的動物骨骼遺存初步鑒定結(jié)果一致，驗(yàn)證了沉積物古DNA分析的可靠性。更令人驚喜的是，進(jìn)一步分析顯示，捕獲的人類線粒體DNA是丹尼索瓦人的線粒體DNA。
張東菊告訴記者，丹尼索瓦人線粒體DNA主要發(fā)現(xiàn)于T2探方的第2、3、4、7層，結(jié)合地層年代，顯示丹尼索瓦人主要出現(xiàn)于距今約6萬年和10萬年，證實(shí)丹尼索瓦人在晚更新世長期生活在青藏高原高海拔地區(qū)。并再次論證了丹尼索瓦人在東亞廣泛且長期分布的推測，為理解東亞古人類演化歷史提供了重要信息。
新研究于今年10月底發(fā)表在《科學(xué)》雜志，獲得國內(nèi)外同行認(rèn)可。北京大學(xué)考古文博學(xué)院教授王幼平認(rèn)為，新發(fā)現(xiàn)推動了青藏高原史前人類活動歷史研究，對中國古人類研究有著重要意義。這種多學(xué)科交叉融合可以成為舊石器考古遺址研究新的范式。
藏族人高原適應(yīng)能力或找到來源
白石崖溶洞遺址的考古發(fā)現(xiàn)不僅填補(bǔ)了丹尼索瓦人研究的諸多空白，也推進(jìn)了青藏高原史前人類活動的研究進(jìn)展。
青藏高原生存條件惡劣。古人類何時擴(kuò)散到青藏高原腹地？他們又如何適應(yīng)了高原環(huán)境？這些問題一直困擾著學(xué)界。關(guān)于丹尼索瓦人的研究或許能給出更多線索。
研究顯示，EPAS1、EGLN1和TMEM247等基因的適應(yīng)性突變對高原人群環(huán)境適應(yīng)有著重要貢獻(xiàn)。張東菊告訴記者，西伯利亞丹尼索瓦人的基因組含有EPAS1和TMEM247等基因，表明他們可能已適應(yīng)高海拔環(huán)境。白石崖溶洞遺址的考古發(fā)現(xiàn)表明，他們可能是在更早期向青藏高原擴(kuò)散的過程中，獲得了高海拔環(huán)境適應(yīng)基因。
陳發(fā)虎、張東菊等認(rèn)為，相比海拔僅有約700米且遠(yuǎn)在西伯利亞的丹尼索瓦洞，白石崖溶洞更有可能是高海拔環(huán)境適應(yīng)基因的起源地。
不僅如此，研究表明，丹尼索瓦人的基因散布在現(xiàn)代亞洲人等人群中，尤其是丹尼索瓦人可能對現(xiàn)代藏族人群和喜馬拉雅山兩側(cè)的夏爾巴人貢獻(xiàn)了能提供適應(yīng)高海拔缺氧環(huán)境能力的EPAS1基因。
研究團(tuán)隊(duì)表示，關(guān)于丹尼索瓦人的研究揭示了高原人類演化歷史和其對高海拔環(huán)境的適應(yīng)歷史。而摸清早期人類挑戰(zhàn)極端環(huán)境的方式和適應(yīng)過程，或可為人類應(yīng)對環(huán)境變化提供參考。
“這些內(nèi)容也是第二次青藏高原綜合科學(xué)考察研究項(xiàng)目的重點(diǎn)。”張東菊說，團(tuán)隊(duì)將繼續(xù)開展考古調(diào)查、發(fā)掘和研究工作，開展多學(xué)科、多領(lǐng)域合作，不斷深化青藏高原史前人類活動歷史研究。
作者:探索
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