克服“高原反應(yīng)”的丹尼索瓦人

丁佳

尼安德特人這幾個(gè)字雖然拗口，但由于掛著“歐洲人的祖先”的名號(hào)，早早就被寫(xiě)進(jìn)了中學(xué)生的生物課本。其實(shí)他們還有一支“姐妹群”，雖然對(duì)現(xiàn)代大洋洲、東亞、南亞和美洲的原住人群都有遺傳貢獻(xiàn)，卻一直不為人所知。

丹尼索瓦人是新發(fā)現(xiàn)的一支古老型人類(lèi)，人骨化石發(fā)現(xiàn)較少，但遺傳特征研究深入，是古人類(lèi)學(xué)界廣泛關(guān)注的研究熱點(diǎn)。

2020年10月30日，《科學(xué)》雜志在線發(fā)表了中國(guó)研究團(tuán)隊(duì)的一項(xiàng)研究成果，他們成功獲取了丹尼索瓦洞以外的首個(gè)丹尼索瓦人線粒體基因序列，最終揭示丹尼索瓦人適應(yīng)了高寒缺氧的環(huán)境，在晚更新世就長(zhǎng)期生活在青藏高原。

神秘的下頷骨

2019年，蘭州大學(xué)和中國(guó)科學(xué)院青藏高原研究所研究人員帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)，公布了發(fā)現(xiàn)于青藏高原東北部白石崖溶洞的夏河人下頜骨化石的研究成果，他們利用古蛋白分析方法鑒定其為丹尼索瓦人，利用鈾系測(cè)年方法將其年齡確定為距今至少16萬(wàn)年。該成果在《自然》雜志上發(fā)表。

揭示夏河人下頜骨化石為丹尼索瓦洞以外發(fā)現(xiàn)的第一件丹尼索瓦人化石，白石崖溶洞遺址是青藏高原上最早的考古遺址，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，是丹尼索瓦人研究和青藏高原史前人類(lèi)活動(dòng)研究的雙重重大突破。

但因?yàn)橄暮尤嘶b定為丹尼索瓦人主要依據(jù)的是古蛋白中的一個(gè)氨基酸，并且化石缺乏埋藏地層和共存考古遺存信息，因此，盡管該化石極大地推動(dòng)了青藏高原史前人類(lèi)活動(dòng)和丹尼索瓦人的研究，但其揭露的這支分布在青藏高原上的丹尼索瓦人的信息非常有限，比如對(duì)其時(shí)空分布、遺傳特征和文化內(nèi)涵等仍所知甚少。

為全面了解夏河人下頜骨所代表人群在青藏高原生活的情況，自2010年開(kāi)始，由中國(guó)科學(xué)院院士、現(xiàn)中國(guó)科學(xué)院青藏高原研究所所長(zhǎng)陳發(fā)虎帶領(lǐng)的蘭州大學(xué)環(huán)境考古團(tuán)隊(duì)就深入高原，展開(kāi)了進(jìn)一步的調(diào)查。

沉積物里“抽絲剝繭”

2018年，蘭州大學(xué)教授、中國(guó)科學(xué)院青藏高原研究所和青藏高原地球科學(xué)卓越創(chuàng)新中心特聘客座研究員張東菊帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)，對(duì)白石崖溶洞遺址進(jìn)行了首次考古發(fā)掘，并邀請(qǐng)國(guó)內(nèi)外多個(gè)研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)行多學(xué)科綜合研究。

他們發(fā)現(xiàn)，白石崖溶洞遺址保存有豐富的中更新世和晚更新世古人類(lèi)活動(dòng)遺存，包括連續(xù)的舊石器文化層和豐富的舊石器考古遺存、大量的石制品和骨骼遺存等。

張東菊介紹，這些石制品的打制技術(shù)以簡(jiǎn)單的石核石片技術(shù)為主，有較多的刮削器等工具。

骨骼遺存大多較為破碎，有人工砍砸和火燒痕跡，初步分析顯示，上部文化層以羚羊、狐貍、旱獺等中小型動(dòng)物為主，下部文化層則以犀牛、野牛、鬣狗等大中型動(dòng)物為主。

科研人員對(duì)洞穴沉積物進(jìn)行了同位素和光釋光測(cè)年分析，最終確定該遺址的可靠年齡是距今19萬(wàn)年至3萬(wàn)年。

在這些沉積物中，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等人運(yùn)用一種新興的古DNA分析技術(shù)——沉積物DNA技術(shù)，試圖在其中尋找可能的古人類(lèi)痕跡。

“我們通過(guò)實(shí)驗(yàn)，嘗試捕獲釣取242個(gè)哺乳動(dòng)物和人類(lèi)的線粒體DNA。”付巧妹說(shuō)，分析顯示，沉積物中的動(dòng)物古DNA與遺址發(fā)現(xiàn)的動(dòng)物骨骼一致。

他們還成功獲得了古人類(lèi)的線粒體DNA，進(jìn)一步分析顯示其為丹尼索瓦人DNA。

結(jié)合地層測(cè)年結(jié)果，他們發(fā)現(xiàn)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，可能晚至距今4.5萬(wàn)年，這說(shuō)明丹尼索瓦人在晚更新世就長(zhǎng)期生活在該洞穴。

他們克服了“高原反應(yīng)”

有趣的是，研究人員還發(fā)現(xiàn)，白石崖溶洞遺址6萬(wàn)年前的丹尼索瓦人DNA，與來(lái)自俄羅斯阿爾泰山脈丹尼索瓦洞的晚期丹尼索瓦人有著最緊密的遺傳聯(lián)系。

“生活在青藏高原，又與俄羅斯‘親戚關(guān)系密切，這一切都說(shuō)明，丹尼索瓦人那時(shí)可能適應(yīng)了高寒缺氧環(huán)境，也進(jìn)一步證實(shí)丹尼索瓦人曾廣泛地分布于歐亞大陸東側(cè)。”付巧妹說(shuō)。

白石崖溶洞的最新研究成果，為白石崖溶洞遺址的丹尼索瓦人活動(dòng)提供了可靠的地層學(xué)、考古學(xué)、年代學(xué)和分子學(xué)證據(jù)，為進(jìn)一步理解丹尼索瓦人的時(shí)空分布、遺傳特征、文化特征、環(huán)境適應(yīng)等提供了重要的科學(xué)依據(jù)，對(duì)重建青藏高原古人類(lèi)活動(dòng)歷史和厘清東亞古人類(lèi)演化歷史具有重要意義。

該研究利用了國(guó)際最先進(jìn)的古DNA分析和光釋光測(cè)年技術(shù)，邀請(qǐng)多家國(guó)內(nèi)外研究團(tuán)隊(duì)緊密合作共同完成，是在中國(guó)考古遺址沉積物中提取古人類(lèi)DNA的第一個(gè)成功案例，是青藏高原第二次綜合科學(xué)考察的一項(xiàng)重大成果，也是青藏高原史前人類(lèi)活動(dòng)研究的一個(gè)階段性成果。

文章來(lái)源：科學(xué)網(wǎng)

（責(zé)任編輯：吳宇）

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丹人在東亞的蹤跡，正在慢慢揭曉

迄今為止，丹尼索瓦人只在青藏高原和阿爾泰山兩個(gè)地方顯露真容。

然而遺傳學(xué)分析顯示，他們?cè)趤喼迯V泛擴(kuò)散，并對(duì)現(xiàn)代亞洲人和太平洋島嶼居民有著基因滲透。通常來(lái)說(shuō)，他們對(duì)亞洲大陸人的基因貢獻(xiàn)遠(yuǎn)小于尼安德特人的2%，但對(duì)于美拉尼西亞、巴布亞等太平洋島嶼人群，丹尼索瓦人的基因貢獻(xiàn)能高達(dá)2%～4%。

他們從哪里來(lái)？又到哪里去了？與這一研究同期刊于《科學(xué)》的另一篇文章，把目光投向早期亞洲現(xiàn)代人與丹尼索瓦人的交流。

論文作者分析了兩個(gè)現(xiàn)代人化石的基因序列，分別是3.4萬(wàn)年前的蒙古Salkhit河谷化石和4萬(wàn)年前的中國(guó)北京的田園洞人。研究人員在兩個(gè)化石中都找到了極少的來(lái)自丹尼索瓦人的基因片段（與尼安德特人的基因貢獻(xiàn)相比，丹尼索瓦人的片段只占前者的7.5%和8.1%）。

作者表示，至少在4萬(wàn)年前，亞洲的現(xiàn)代人已經(jīng)和丹尼索瓦人相遇并發(fā)生基因融合。并且，這一支丹尼索瓦人和影響了太平洋島嶼居民的丹尼索瓦人還不一樣。然而，在4萬(wàn)年前或更早時(shí)期，丹尼索瓦人的生活軌跡仍基本成謎。

在青藏高原白石崖遺址研究中，丹尼索瓦人的DNA主要出現(xiàn)于距今10萬(wàn)年和距今6萬(wàn)年前后。這與阿爾泰山年代較晚的丹尼索瓦人存在時(shí)間較近，基因序列也更相似。同時(shí)，遺址中出土了制作技術(shù)簡(jiǎn)單的石器以及有砍砸、火燒痕跡的動(dòng)物骨骼。至于生活細(xì)節(jié)，我們只能去想象了。

此次白石崖洞不同地層發(fā)現(xiàn)的丹尼索瓦人的線粒體DNA與夏河人下頜骨，表明丹尼索瓦人曾經(jīng)長(zhǎng)期在青藏高原一帶活動(dòng)。研究人員推測(cè)，高原空氣稀薄，或許在這段時(shí)間內(nèi)，丹尼索瓦人演化出了適應(yīng)缺氧環(huán)境的遺傳基礎(chǔ)，并通過(guò)基因滲透把變異傳給了后來(lái)居住藏地的現(xiàn)代人。

研究者也指出，現(xiàn)代人在距今3萬(wàn)～4萬(wàn)年前來(lái)到青藏高原，那時(shí)，白石崖巖洞的丹尼索瓦人是否還在7他們是否在此相遇？未來(lái)隨著更多考古證據(jù)的出現(xiàn)，這些謎團(tuán)將逐步被揭開(kāi)。