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丹尼索瓦人DNA揭示人類(lèi)占據(jù)青藏高原的時(shí)間比想象中早
（神秘的地球uux.cn報(bào)道）據(jù)科技日?qǐng)?bào)（唐婷）：“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)。索瓦
丹尼索瓦人與曾廣泛分布在歐洲的人D人類(lèi)西安外圍（外圍預(yù)約）外圍外圍上門(mén)外圍女（微信156-8194-*7106）高端外圍預(yù)約，快速安排30分鐘到達(dá)尼安德特人是姐妹群，對(duì)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(guó)際廣泛關(guān)注的研究熱點(diǎn)。
10月30日，想象在國(guó)家文物局召開(kāi)的丹尼“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)丹尼索瓦人研究的索瓦最新進(jìn)展。
“借助多種科技手段，人D人類(lèi)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(zhǎng)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(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（Nwya Devu）。
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?！睆垨|菊指出。西安外圍（外圍預(yù)約）外圍外圍上門(mén)外圍女（微信156-8194-*7106）高端外圍預(yù)約，快速安排30分鐘到達(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(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?！睆垨|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粒體DNA，是白石崖溶洞遺址考古研究工作的一大亮點(diǎn)?！斑@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?！痹撜撐牡淖詈笸ㄓ嵶髡?、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粒體DNA?！备肚擅媒榻B，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?！北本┐髮W(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。
相關(guān)報(bào)道：人類(lèi)演化“關(guān)鍵拼圖”現(xiàn)身青藏高原
（神秘的地球uux.cn報(bào)道）據(jù)《瞭望》新聞周刊（記者 張文靜）：國(guó)家文物局舉行“考古中國(guó)”重大項(xiàng)目第二期重要進(jìn)展工作會(huì)，通報(bào)了白石崖溶洞遺址重要考古成果，通過(guò)對(duì)這個(gè)洞穴和出土于此的化石開(kāi)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(lèi)——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(lèi)活動(dòng)歷史從距今4萬(wàn)年提前至距今16萬(wàn)年，甚至距今19萬(wàn)年。
人類(lèi)演化關(guān)鍵拼圖現(xiàn)身青藏高原
現(xiàn)代人的古人類(lèi)祖先是誰(shuí)？人類(lèi)如何走上青藏高原？這一系列人類(lèi)演化問(wèn)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(gè)小眾景點(diǎn)再次引發(fā)關(guān)注。國(guó)家文物局舉行“考古中國(guó)”重大項(xiàng)目第二期重要進(jìn)展工作會(huì)，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(gè)境內(nèi)外科研單位，通過(guò)對(duì)這個(gè)洞穴和出土于此的化石開(kāi)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(lèi)——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(lèi)活動(dòng)歷史從距今4萬(wàn)年提前至距今16萬(wàn)年，甚至距今19萬(wàn)年。
神秘古人類(lèi)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(lèi)演化的謎團(tuán)看似毫無(wú)關(guān)聯(lián)。
將二者聯(lián)系起來(lái)的，是一塊長(zhǎng)約12厘米、頜骨形態(tài)粗壯原始、臼齒較大的人類(lèi)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(gè)古人類(lèi)化石。但屬于哪個(gè)人種？距今多久？它代表了人類(lèi)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(dòng)。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(gè)山洞后發(fā)現(xiàn)，只有白石崖溶洞恒溫恒濕最適合古人類(lèi)生活，不僅是化石的出土點(diǎn)，還可能保存更多古人類(lèi)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(shí)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(lèi)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(tái)灣大學(xué)教授沈川洲對(duì)化石外的碳酸鹽包裹體進(jìn)行了鈾系測(cè)年。結(jié)果顯示，該化石形成于至少16萬(wàn)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(shí)間更長(zhǎng)，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(guò)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?！惫餐c國(guó)外合作者開(kāi)展古蛋白分析的蘭大博士生夏歡說(shuō)。
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(guó)內(nèi)外同行的廣泛認(rèn)可和肯定。
丹尼索瓦人，一個(gè)2010年才被確定的一支新的古人類(lèi)種群。彼時(shí)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(wàn)～3萬(wàn)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(gè)分支），對(duì)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(wú)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(shí)代考古遺址。研究結(jié)果不僅將青藏高原史前人類(lèi)活動(dòng)歷史由距今4萬(wàn)年推早至距今16萬(wàn)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(lèi)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(duì)白石崖溶洞進(jìn)行首次正式考古發(fā)掘，并邀請(qǐng)國(guó)內(nèi)外多個(gè)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(gè)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(dòng)物骨骼，其地層分為10層，每一層位均有石制品和動(dòng)物骨骼出土，第10層尤為豐富。通過(guò)開(kāi)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(guò)分析沉積物獲得曾在遺址活動(dòng)的古人群信息，彌補(bǔ)人類(lèi)化石可遇不可求的缺憾。這是中國(guó)科學(xué)家首次利用古DNA分析技術(shù)在我國(guó)考古遺址沉積物中提取到古人類(lèi)遺傳信息的成功案例。
負(fù)責(zé)開(kāi)展沉積物古DNA分析的中國(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，在多個(gè)沉積物樣品中，團(tuán)隊(duì)嘗試一次性捕獲了242個(gè)哺乳動(dòng)物和人類(lèi)的線粒體DNA。其中，沉積物古DNA分析發(fā)現(xiàn)的動(dòng)物種屬包括犀牛、鬣狗等，與白石崖溶洞發(fā)現(xiàn)的動(dòng)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(lèi)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(wàn)年和10萬(wàn)年，證實(shí)丹尼索瓦人在晚更新世長(zhǎng)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(zhǎng)期分布的推測(cè)，為理解東亞古人類(lèi)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(guó)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(dòng)了青藏高原史前人類(lèi)活動(dòng)歷史研究，對(duì)中國(guó)古人類(lèi)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(lái)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(lèi)活動(dòng)的研究進(jìn)展。
青藏高原生存條件惡劣。古人類(lèi)何時(shí)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(wèn)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(duì)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(guò)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(duì)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(lèi)演化歷史和其對(duì)高海拔環(huán)境的適應(yīng)歷史。而摸清早期人類(lèi)挑戰(zhàn)極端環(huán)境的方式和適應(yīng)過(guò)程，或可為人類(lèi)應(yīng)對(duì)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)?！睆垨|菊說(shuō)，團(tuán)隊(duì)將繼續(xù)開(kāi)展考古調(diào)查、發(fā)掘和研究工作，開(kāi)展多學(xué)科、多領(lǐng)域合作，不斷深化青藏高原史前人類(lèi)活動(dòng)歷史研究。