青藏高原发现10万年前古人类DNA

30日,在国家文物局于北京召开的“考古中国”重大项目重要进展工作会上,记者获悉,甘肃夏河白石崖溶洞遗址取得的重大成果,于30日凌晨两点在国际顶级学术期刊Science在线发表。

白石崖位于青藏高原东北部,几十年前在这里发现了一块人类的下颌骨化石。兰州大学和中国科学院青藏高原研究所学者组成的研究团队将之命名为“夏河人”。经过研究,团队利用古蛋白分析方法鉴定其为丹尼索瓦人,利用铀系测年方法将其年龄确定为距今至少16万年。这次发布的最新成果是,研究团队成功从白石崖溶洞的沉积物中获取丹尼索瓦人的线粒体基因序列,古DNA研究揭示,丹尼索瓦人在晚更新世长期生活在青藏高原。

丹尼索瓦人,因其最早的化石标本2008年发现于西伯利亚丹尼索瓦洞而得名,是“全新人种”。它属于古老型智人,介于直立人和现代人之间,在一部分时间也和现代人共存过,对现代大洋洲、东亚、南亚和美洲原住人群有遗传贡献,成为国际广泛关注的研究热点。

在白石崖溶洞发现的夏河人下颌骨化石,是丹尼索瓦洞以外发现的第一件丹尼索瓦人化石。这一发现将丹尼索瓦人的空间分布首次从西伯利亚地区扩展至青藏高原,是丹尼索瓦人研究和青藏高原史前人类活动研究的双重重大突破。此项研究成果于2019年发表在国际顶级学术刊物Nature杂志上,在国际国内古人类学界和考古学界引起轰动,得到国内外同行专家的广泛肯定和支持。尽管最新成果在Science发表是北京时间深夜两点,仍然立即受到国内外广泛关注。

中国科学院院士、中国科学院青藏高原研究所所长陈发虎在接受记者采访时介绍,北京人生活在70万至20万年前,他们与现代人有什么关系,一直没有确切的证据讲清楚。而生活于距今至少16万年的丹尼索瓦人,正是其中的一环。因而,此项研究成果填补了人类起源历程中的重要缺环。

另一方面,此前研究显示,现代智人于3万至4万年前到达青藏高原。而此次研究表明,可能携带了适应高寒缺氧环境基因的丹尼索瓦人,先于现代智人来到青藏高原,且在第四纪最大冰期成功生活在寒冷缺氧的高海拔区域。这一成果为进一步揭示现代藏族和夏尔巴人群的高海拔环境适应基因来源提供了新线索。正如北京大学考古文博学院教授王幼平所说:“这颠覆了我们的认知,改写了中国旧石器时代考古历史。”

尽管通过研究,得知夏河人就是丹尼索瓦人,但对这块化石所代表的人群在青藏高原生活的情况,所知仍然甚少。为此,团队使用了一种新的技术手段——沉积物DNA分析技术。陈发虎称之为“分子化石”。人的骨骼会随着时间灰飞烟灭,但其携带的DNA会留在土壤里、湖泊的淤泥里。这是一种新兴的古DNA分析技术,弥补了人类化石可遇而不可求的缺憾。

遗址发掘前,研究团队邀请中科院古脊椎动物与古人类研究所的研究员付巧妹一起开展沉积物DNA分析。研究团队骨干、兰州大学教授张东菊与付巧妹一起制定了古DNA分析沉积物样品的采样计划,确保样品采集和运送过程中不会受到现代人类的污染。

付巧妹告诉记者,工作的难点在于区分。沉积物中混杂着各种来源的DNA,不仅有人的,也有动植物的。找到人的DNA,还要区别出分属于哪个个体。分析显示,沉积物中的动物古DNA,包括犀牛、鬣狗等灭绝动物,与遗址发现的动物骨骼遗存一致。同时成功获得了古人类线粒体DNA,进一步分析显示其为丹尼索瓦人DNA。结合地层测年结果,发现丹尼索瓦人DNA主要出现于距今10万年和距今6万年前后,可能晚至距今4.5万年,说明丹尼索瓦人在晚更新世长期生活在该洞穴。

“抓一把土就能知道他是谁”,这种“神奇”的技术为旧石器考古遗址研究打开了新窗口。“有了这种技术,复原古人类的体貌,就容易多了吧。”对于记者的设想,陈发虎表示,以目前技术的发展,这是个可以期待的愿景。

本次公开的最新研究成果,为白石崖溶洞遗址的丹尼索瓦人活动提供了可靠的地层学、考古学、年代学和分子学证据,为进一步理解丹尼索瓦人的时空分布、遗传特征、文化特征、环境适应等研究提供了重要科学依据,并且对重建青藏高原古人类活动历史,以及厘清东亚古人类演化历史具有重要意义。此项成果,由兰州大学主导,利用国际最先进的古DNA分析和光释光测年技术,邀请多家国内外研究团队紧密合作共同完成,是在中国考古遗址沉积物中提取古人类DNA的第一个成功案例。

自2010年开始,由中科院青藏高原研究所所长陈发虎带领的兰州大学环境考古团队,即已在白石崖溶洞及其所在甘加盆地开展考古调查和研究工作。2018年,由兰州大学教授张东菊带领的以兰州大学研究生为主的环境考古团队,对白石崖溶洞遗址进行首次考古发掘,并邀请国内外多个研究团队进行多学科综合研究。

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