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一肖中特平报纸:青藏高原發現16萬年前中更新世晚期的丹尼索瓦人下頜骨化石

夏河人下頜骨化石照片及三維重建的模型照片(灰色為虛擬重建的鏡像部分)

夏河人下頜骨化石照片及三維重建的模型照片(灰色為虛擬重建的鏡像部分)

夏河人下頜骨出土地白石崖溶洞的空間地理位置

夏河人下頜骨出土地白石崖溶洞的空間地理位置

陳發虎院士帶隊考察白石崖溶洞

陳發虎院士帶隊考察白石崖溶洞

陳發虎院士帶領團隊進行野外考察

陳發虎院士帶領團隊進行野外考察

這個溶洞的洞口面向東南,在江拉河河床上方約40米,洞口很大,里面曲徑通幽,未知其深。該溶洞在當地是一個有名的佛洞景點。(張東菊供圖)

這個溶洞的洞口面向東南,在江拉河河床上方約40米,洞口很大,里面曲徑通幽,未知其深。該溶洞在當地是一個有名的佛洞景點。(張東菊供圖)

這個溶洞入口高5米寬7米,洞口擺放著各種給佛祖的供品。(張東菊供圖)

這個溶洞入口高5米寬7米,洞口擺放著各種給佛祖的供品。(張東菊供圖)

(神秘的地球www.mhejf.icu報道)據中國科學院青藏高原研究所:由陳發虎所長作為第一和通訊作者的中科院“泛第三極環境變化與綠色絲綢之路建設”專項研究成果“青藏高原中更新世晚期丹尼索瓦人的下頜骨化石”(A late Middle Pleistocene Denisovan mandible from the Tibetan Plateau)于北京時間2019年5月2日在國際頂級學術刊物Nature雜志正式在線發表。該成果是陳發虎院士帶領其團隊多年來在青藏高原開展過去人類活動和環境適應研究獲得的又一突破性進展。我們分析了甘肅夏河縣新發現的古人類下頜骨化石,可以確定其為青藏高原的丹尼索瓦人,建議命名為夏河丹尼索瓦人,簡稱夏河人。研究團隊還包含來自德國馬普學會進化人類學研究所、臺灣大學、復旦大學、甘肅省文物考古研究所、哥本哈根大學、紐約大學、牛津大學、肯特大學和中國科學院古脊椎動物與古人類研究所等科研單位的多名境內外學者。自2016年起,研究團隊針對該化石開展了年代學、體質形態學、分子考古學、生存環境、人類適應等多學科綜合分析。結果發現,該化石目前是除阿爾泰山地區丹尼索瓦洞以外發現的首例丹尼索瓦人化石,也是青藏高原發現的最早人類活動證據(距今16萬年前)。該研究為進一步探討丹尼索瓦人的體質形態特征及其在東亞地區的分布、青藏高原早期人類活動歷史及其對高海拔環境適應等問題提供了關鍵證據。

該化石于上世紀80年代發現于青藏高原東北部的甘肅南部夏河縣甘加盆地白石崖溶洞,具體出土層位缺失,但化石被厚層碳酸鹽結核包裹,使對其進行年代測定成為可能。為減少對該珍貴化石的破壞,未嘗試對化石進行直接測年,僅對化石外包裹的碳酸鹽結核包裹體進行了鈾系測年分析。三個測年結果均為距今16萬年前后,顯示該化石形成于至少距今16萬年前,說明該古人類在第四紀最為寒冷的倒數第二次冰期(MIS6:深海氧同位素6階段)生活于青藏高原?;姆⑾忠慘馕蹲鷗始優璧卦誚沂廄嗖馗咴縉諶死嗷疃販矯婢哂芯藪笄繃?。在第二次青藏高原綜合科學考察預研究中,陳發虎院士及張東菊副教授帶領團隊曾多次對甘加盆地(海拔3000米)進行考古調查,發現多處舊石器考古遺址。2018年蘭州大學環境考古團隊聯合甘肅省文物考古研究所對白石崖溶洞進行小面積的正式考古發掘,發現豐富的石制品和動物骨骼遺存,顯示古人類在該遺址曾較長時間生活。相關材料整理和數據分析工作正在有序開展,將來有望為揭示該區域的古人類行為和相關文化信息提供重要證據。

本次發表的古人類化石僅保存了下頜骨右側,包括第一和第二臼齒兩顆完整牙齒。對其頜骨表面、骨壁厚度、齒弓形狀、牙齒大小、牙齒排列、牙齒萌發和牙齒磨損等體質性狀進行了全面分析,確定其為中更新世古老型智人的一種。為進一步確定其種屬,應用古DNA和古蛋白等古人類學研究的新技術,對采集自化石的少量粉末樣品進行分析,結果顯示,該化石未保存古DNA,但是保存有深度降解的古蛋白。提取到的古蛋白信息顯示,該化石在遺傳學上與阿爾泰山地區丹尼索瓦洞的丹尼索瓦人親緣關系最近,確定為青藏高原的夏河丹尼索瓦人。

丹尼索瓦人和青藏高原史前人類活動是國際研究的熱點問題,此項多學科研究成果為這兩個熱點問題提供了重要信息,揭示出可能攜帶了適應高寒缺氧環境基因(EPAS1)的古老型智人-丹尼索瓦人,已先于現代智人來到青藏高原,且在第四紀最大冰期(倒數第二次冰期)時已成功生活在這一寒冷缺氧的高海拔區域,為進一步揭示現代藏族人群的EPAS1基因來源提供了新線索。該研究不僅再次刷新了我們對青藏高原最早人類活動時間和史前人類高海拔環境適應等問題的認識,而且為神秘的丹尼索瓦人的深入研究開啟了更廣闊的研究空間,為深入理解東亞直立人、古老型智人和現代智人的演化及其相互關系提供了新的視角。

青藏高原作為世界上海拔最高的高原和世界第三極,即使對現代人而言也是最難生存的極端環境之一,其嚴酷的自然環境和稀薄的氧氣,對人類的生理和生計構成了雙重挑戰。然而,2018年張曉凌等人在Science發表的中科院“泛第三極環境變化與綠色絲綢之路建設”專項的研究成果顯示,距今3-4萬年前裝備石葉技術的現代智人已經進入海拔4600米以上的高原腹地,反映出史前人類對高海拔環境的適應歷史源遠流長。史前人類大規模常年定居高原的歷史則相對較短,陳發虎團隊曾于2015年在Science上發表了過去十年來在青藏高原東北部開展的新石器時代和青銅時代遺址的植物考古研究成果,發現史前粟作農業人群于距今5200年前擴散至高原邊緣海拔2500米以下的河谷地帶;距今3600年之后,得益于麥作農業的傳入才大規模常年定居于海拔3000米以上的高原地區,厘清了青藏高原史前人類定居高原的歷史軌跡。陳發虎研究團隊的最新研究結果顯示,具有適應高寒缺氧基因的丹尼索瓦人可能最早生活于包括青藏高原在內的廣大東亞地區,阿爾泰山地區的丹尼索瓦洞只是這群古老型智人生活的最北地區。

這項夏河人研究,將史前人類在青藏高原活動的最早時間從距今4萬年推早至距今16萬年,為現代藏族和夏爾巴人等高原人群的高海拔環境適應基因找到了可能的本地來源,并首次從考古學上驗證了此前只發現于阿爾泰山地區丹尼索瓦洞的丹尼索瓦人曾在東亞廣泛分布的推測。此前,全世界發現的丹尼索瓦人化石只有1件手指骨碎片、2顆孤立牙齒和1件牙齒斷塊,及1件丹尼索瓦人和尼安德特人的第一代混血兒骨骼碎片,且全部出土于丹尼索瓦洞,除了高覆蓋度的全基因組數據外,只有極其有限的人類體質形態信息。本研究首次為丹尼索瓦人研究提供了豐富的體質形態學信息,使重建丹尼索瓦人體質形象及與東亞豐富的但缺乏古DNA信息的中晚更新世人類化石進行體質形態對比成為了可能。總之,夏河人的發現與研究,具有重要意義,不僅擴展了我們對青藏高原史前人類活動的認識,而且加深了我們對國際研究熱點丹尼索瓦人的理解。

為更全面地重建青藏高原史前人類活動歷史和人-環境相互作用歷史,我所新組建了“古生態與人類適應”研究團隊,在第二次青藏高原綜合科學考察中也專門設置了過去人類活動與環境變化專題。2018年,“古生態與人類適應”團隊與蘭州大學環境考古團隊共同開展了科考工作,在我所楊曉燕研究員帶隊下,完成了雅魯藏布江中下游的聯合科考;在蘭州大學張東菊副教授帶隊下,完成了青藏高原東北部舊石器遺址的調查;國家人才計劃廣州大學的章典教授連續兩年對拉薩北部的邱桑史前人類手腳印遺址開展了新的考察研究??疾斕某醪窖芯砍曬丫純瓶急ǜ?,全面的樣品測試和深入的數據分析正在進行。接下來的五年,環境考古科考隊將逐步對青藏高原進行分區專門考察,在人類演化和現代智人擴散的全球視野下,結合高原現生人群的現代遺傳學和古人類的古DNA分析等現代科學技術手段,系統調查和研究不同時期人類擴散、定居和適應高原的過程和機制等問題,深入開展過去人-環境相互作用的研究,有望在不遠的將來再次獲得新成果。

原文鏈接:https://www.nature.com/articles/s41586-019-1139-x

相關報道:Nature雜志報道蘭州大學環境考古團隊等發現青藏高原16萬年前丹尼索瓦人

(神秘的地球www.mhejf.icu報道)據蘭州大學資源環境學院:陳發虎院士帶領的蘭州大學環境考古團隊最新研究成果“青藏高原中更新世晚期丹尼索瓦人的下頜骨化石”(A late Middle Pleistocene Denisovan mandible from the Tibetan Plateau)于北京時間2019年5月2日在國際頂級學術刊物Nature雜志在線發表。陳發虎院士為第一和通訊作者,團隊主要成員蘭州大學資源環境學院、西部環境教育部重點實驗室張東菊副教授為共同通訊作者。該成果是陳發虎團隊多年來在青藏高原古人類活動和環境適應研究領域獲得的又一新進展。這項研究圍繞在青藏高原新發現的古人類下頜骨化石,聯合來自德國馬普學會進化人類學研究所、臺灣大學、復旦大學、甘肅省文物考古研究所、哥本哈根大學、紐約大學、牛津大學、肯特大學、中國科學院古脊椎動物與古人類學研究所等科研單位的多名境內外學者,開展了年代學、體質形態學、分子考古學、生存環境、人類適應等多學科綜合分析。結果發現,該化石目前是除阿爾泰山地區丹尼索瓦洞以外發現的首例丹尼索瓦人化石,也是目前青藏高原的最早人類活動證據(距今16萬年前)。該研究為進一步探討丹尼索瓦人的體質形態特征及其在東亞地區的分布、青藏高原早期人類活動歷史及其對高海拔環境適應等問題提供了關鍵證據。

該化石于上世紀80年代發現于青藏高原東北部的甘肅南部夏河縣甘加盆地白石崖溶洞,具體出土層位缺失,但化石被厚層碳酸鹽結核包裹,使對其進行年代測定成為可能。為減少對該珍貴化石的破壞,未嘗試對化石進行直接測年。研究團隊邀請了其長期合作伙伴臺灣大學的沈川洲教授對化石外包裹的碳酸鹽結核包裹體進行了鈾系測年分析。三個測年結果均為距今16萬年前后,顯示該化石形成于至少距今16萬年前,說明該古人類在第四紀最為寒冷的倒數第二次冰期(MIS6:深海氧同位素6階段)生活于青藏高原?;姆⑾忠慘馕蹲鷗始優璧卦誚沂廄嗖馗咴縉諶死嗷疃販矯婢哂芯藪笄繃?。

自2010年開始,蘭州大學環境考古團隊多次對甘加盆地(海拔3000米)進行考古調查,發現多處舊石器考古遺址。2018年,在國家文物局和甘肅省各級文物部門的大力支持下,蘭州大學環境考古團隊聯合甘肅省文物考古研究所對白石崖溶洞進行小面積的正式考古發掘,發現豐富的石制品和動物骨骼遺存,顯示古人類在該遺址曾較長時間生活。相關材料整理和數據分析工作正在有序開展,將來有望為揭示該區域的古人類行為和文化信息提供重要證據。

本次發表的古人類化石僅保存了下頜骨右側,包括第一和第二臼齒兩顆完整牙齒。我?;肪晨脊磐哦雍偷鹿砥戰死嘌а芯克腏ean-Jacques Hublin教授及其團隊,一起對其頜骨表面、骨壁厚度、齒弓形狀、牙齒大小、牙齒排列、牙齒萌發和牙齒磨損等體質性狀進行了全面分析,確定其為中更新世古老型智人的一種。為進一步確定其種屬,由中科院古脊椎動物與古人類研究所的付巧妹研究員對化石進行了古DNA提取和分析,很遺憾,分析結果顯示該化石未保存古DNA。同時,哥本哈根大學和馬普進化人類學研究所的Frido Welker博士與我校在讀博士生夏歡一起還對化石進行了古蛋白分析,發現該化石雖未保存古DNA,但是保存有深度降解的古蛋白。古蛋白分析結果顯示,該化石在遺傳學上與阿爾泰山地區丹尼索瓦洞的丹尼索瓦人親緣關系最近,可以確定其為青藏高原的丹尼索瓦人,建議命名為夏河丹尼索瓦人,簡稱夏河人。

丹尼索瓦人和青藏高原史前人類活動是國際研究的熱點問題,此項多學科研究成果為這兩個熱點問題提供了重要信息,揭示出可能攜帶了適應高寒缺氧環境基因(EPAS1)的古老型智人-丹尼索瓦人,已先于現代智人來到青藏高原,且在第四紀最大冰期(倒數第二次冰期)時已成功生活在這一寒冷缺氧的高海拔區域,為進一步揭示現代藏族人群的EPAS1基因來源提供了新線索。該研究不僅再次刷新了我們對青藏高原最早人類活動時間和史前人類高海拔環境適應的認識,而且為神秘的丹尼索瓦人的深入研究開啟了更廣闊的研究空間,為深入理解東亞直立人、古老型智人和現代智人演化及其相互關系提供了新的視角。

青藏高原作為世界上海拔最高的高原和世界第三極,即使對現代人而言也是最難生存的極端環境之一,其嚴酷的自然環境和稀薄的氧氣,對人類的生理和生計構成了雙重挑戰。然而,2018年Science發表的張曉凌等的研究結果顯示,距今3-4萬年前現代智人已經進入海拔4600米以上的高原腹地,反映出史前人類對高海拔環境的適應歷史源遠流長。史前人類大規模常年定居高原的歷史則相對較短,陳發虎團隊曾于2015年在Science上發表了過去十年來在青藏高原東北部開展的新石器時代和青銅時代遺址的植物考古研究成果,發現史前粟作農業人群于距今5200年前擴散至高原邊緣海拔2500米以下的河谷地帶;距今3600年之后,得益于麥作農業的傳入才大規模常年定居于海拔3000米以上的高原地區,厘清了青藏高原史前人群定居高原的歷史軌跡。但是,2017年Meyer等人在Science發表了他們在青藏高原南部以人類手腳印為主要遺跡的邱桑遺址的測年和人群遷移模擬研究,提出史前人類已于全新世早期(>7400年前)永久定居在高原4200米以上的區域,且認為定居高原不需要農業的支持,僅靠狩獵采集經濟即可實現。該觀點與陳發虎團隊的觀點明顯不同。針對該研究中的關鍵問題,張東菊副教授撰文對Meyer等人的文章進行了評論,指出其研究存在考古證據缺乏,模型具有明顯漏洞等問題,得到同行認可并于同年發表在Science雜志。

此外,青藏高原史前人類活動和高海拔環境適應研究還得到遺傳學者的廣泛關注。現代藏族和夏爾巴人群的遺傳學研究顯示,史前人類向青藏高原的擴散主要集中在末次盛冰期(距今2.4-1.8萬年)之前和全新世中期(距今6000-4000年)兩個時段,且這兩個族群攜帶的高海拔環境適應(EPAS1)基因可能來自丹尼索瓦人。遺傳學研究所提出的史前人類向高原擴散的時間框架已得到現有考古學研究的支持,而其EPAS1基因的來源問題還未得到考古學研究的證實。我們的研究證明,具有適應高寒缺氧基因的丹尼索瓦人可能最早生活于包括青藏高原在內的廣大東亞地區,阿爾泰山地區的丹尼索瓦洞只是這群古老型智人生活的最北地區。

陳發虎團隊此次在Nature發表的文章,將史前人類在青藏高原活動的最早時間從距今4萬年推早至距今16萬年,為現代藏族和夏爾巴人等高原人群的高海拔環境適應基因找到了可能的本地來源,并首次從考古學上驗證了過去只發現于阿爾泰山地區丹尼索瓦洞的丹尼索瓦人曾在東亞廣泛分布的推測。此前,全世界發現的丹尼索瓦人化石只有1件手指骨碎片、2顆孤立牙齒和1件牙齒斷塊,及1件丹尼索瓦人和尼安德特人的第一代混血兒骨骼碎片,且全部出土于丹尼索瓦洞,除了高覆蓋度的全基因組數據外,只有極其有限的體質形態信息。本研究首次為丹尼索瓦人研究提供了豐富的體質形態學信息,使重建丹尼索瓦人體質形象及與東亞豐富的但缺乏古DNA信息的中晚更新世人類化石進行體質形態對比成為了可能。總之,夏河人的發現與研究具有重要意義,不僅擴展了我們對青藏高原史前人類活動的認識,而且加深了我們對國際研究熱點丹尼索瓦人的理解。該成果是陳發虎院士領銜的蘭州大學環境考古團隊牽頭在Nature/Science兩大國際學術界頂級綜合類科技期刊主刊發表的第二篇研究論文,彰顯了該團隊在青藏高原史前人類活動研究中的國際領先水平。

陳發虎院士于上世紀九十年代中期開始組建蘭州大學環境考古團隊,研究方向涵蓋舊石器時代、新石器時代和歷史時期環境考古,在史前人類向青藏高原擴散和定居的過程與動力、歐亞大陸東西方文化和人群交流歷史、絲路文明演化與氣候變化關系等領域取得了突出的科研成果,近十年來在Nature、Science、PNAS、Nature Plants、Quaternary Science Reviews、Journal of Archaeological Science和《科學通報》等國際國內著名學術期刊上發表了50余篇高質量的研究論文,團隊部分成果已經獲得2017年教育部自然科學一等獎和2015年中國高等學校十大科技進展等重要科技獎勵?;肪晨脊磐哦酉忠炎榻艘遠慊越淌諼魅蔚摹拔鞅奔爸醒腔肪晨脊叛芯恐行摹?,形成了以陳發虎教授(中國科學院院士、第三世界科學院院士)、董廣輝教授(國家杰出青年科學基金獲得者)、安成邦教授(教育部新世紀人才)、張東菊副教授和馬敏敏副教授等為主要骨干的研究團隊,牽頭承擔了國家重點研發計劃項目、中國科學院戰略先導科技專項、國家自然科學基金委國際合作重點項目等國家重大科研任務,已逐步成為國內外環境考古領域具有重要影響力的研究團隊之一。

青藏高原是世界上最高最大的高原,主體海拔在4000米以上,面積達250萬平方公里,目前關于其史前人類活動的研究主要集中在高原東北部和南部的雅魯藏布江流域,相對于廣袤的青藏高原,我們現階段取得的研究成果僅是個開端。過去十多年來,陳發虎團隊始終圍繞青藏高原史前人類活動和環境適應問題開展研究工作,特別是由董廣輝教授帶領開展的新石器-青銅時代農業傳播和人類定居高原研究,張東菊副教授帶領開展的舊石器時代人群向青藏高原擴散和高海拔環境適應研究。該團隊近年在青藏高原東北部開展的多次舊石器考古調查和遺址發掘工作中,獲得了一批重要的考古遺存材料和數據,在史前狩獵采集人群的擴散和環境適應方面取得了一些創新性認識,相關研究成果將陸續發表,以進一步推動史前人類擴散、定居和適應青藏高原的歷史過程和機制的研究。

為集中人力更全面地重建青藏高原史前人類活動歷史,國家第二次青藏高原綜合科學考察項目專門設置了“過去人類活動與環境變化”專題,由陳發虎院士主持,蘭州大學環境考古團隊為主要研究成員團隊之一,與其他成員團隊一起在2018年完成了雅魯藏布江中下游的聯合科考,未來五年,將逐步對青藏高原進行分區專門考察,系統調查和研究不同時期人群在高原擴散、定居和適應高原的過程和機制,深入開展過去人-環境相互作用研究。得益于國家多個部門的經費支持和蘭州大學的平臺與人員支持,青藏高原史前人類活動研究將繼續砥礪前行,有望在不遠的將來再次獲得突破性成果。

相關報道:青藏高原首次發現16萬年前丹尼索瓦人化石

(神秘的地球www.mhejf.icu報道)據中國新聞網(孫自法):來自中國科學院青藏高原研究所的最新消息稱,發現于青藏高原東北部甘肅省夏河縣的古人類下頜骨化石,最新分析研究確認其為距今16萬年的青藏高原丹尼索瓦人。該化石目前是除阿爾泰山地區丹尼索瓦洞以外發現的首例丹尼索瓦人化石,將史前人類在青藏高原活動的最早時間從距今4萬年推早至距今16萬年,也是青藏高原迄今發現的最早人類活動證據。

作為中科院“泛第三極環境變化與綠色絲綢之路建設”專項研究成果,由中科院院士、中科院青藏高原所所長陳發虎研究員領導中外研究團隊完成的“青藏高原中更新世晚期丹尼索瓦人的下頜骨化石”論文,北京時間5月2日獲國際頂級學術刊物《自然》(Nature)雜志在線發表。研究團隊建議將最新研究發現的青藏高原古人類命名為夏河丹尼索瓦人,簡稱夏河人。

夏河人化石于上世紀80年代發現于夏河縣甘加盆地白石崖溶洞,三個測年結果均為距今16萬年前后,顯示該化石形成于至少距今16萬年前,說明該古人類在第四紀最為寒冷的倒數第二次冰期生活于青藏高原。

陳發虎研究團隊自2016年起針對夏河人化石開展了年代學、體質形態學、分子考古學、生存環境、人類適應等多學科綜合分析。本次發表的古人類化石僅保存了下頜骨右側,包括第一和第二臼齒兩顆完整牙齒。對其頜骨表面、骨壁厚度、齒弓形狀、牙齒大小、牙齒排列、牙齒萌發和牙齒磨損等體質性狀進行了全面分析,確定其為中更新世古老型智人的一種。為進一步確定其種屬,應用古DNA和古蛋白等古人類學研究的新技術,對采集自化石的少量粉末樣品進行分析,結果顯示,該化石未保存古DNA,但是保存有深度降解的古蛋白。提取到的古蛋白信息顯示,該化石在遺傳學上與阿爾泰山地區丹尼索瓦洞的丹尼索瓦人親緣關系最近,確定為青藏高原的夏河丹尼索瓦人。

研究團隊介紹說,丹尼索瓦人和青藏高原史前人類活動是國際研究的熱點問題,最新發表的多學科研究成果為這兩個熱點問題提供了重要信息,揭示出可能攜帶了適應高寒缺氧環境基因(EPAS1)的古老型智人——丹尼索瓦人,已先于現代智人來到青藏高原,且在第四紀最大冰期(倒數第二次冰期)時已成功生活在這一寒冷缺氧的高海拔區域,這為進一步揭示現代藏族人群的EPAS1基因來源提供了新線索。該研究不僅再次刷新人們對青藏高原最早人類活動時間和史前人類高海拔環境適應等問題的認識,也為神秘的丹尼索瓦人的深入研究開啟了更廣闊的研究空間,為深入理解東亞直立人、古老型智人和現代智人的演化及其相互關系提供了新的視角。

同時,夏河人的發現與研究,還為進一步探討丹尼索瓦人的體質形態特征及其在東亞地區的分布、青藏高原早期人類活動歷史及其對高海拔環境適應等問題提供了關鍵證據;為現代藏族和夏爾巴人等高原人群的高海拔環境適應基因找到了可能的本地來源,并首次從考古學上驗證了此前只發現于阿爾泰山地區丹尼索瓦洞的丹尼索瓦人曾在東亞廣泛分布的推測;首次為丹尼索瓦人研究提供了豐富的體質形態學信息,使重建丹尼索瓦人體質形象及與東亞豐富的但缺乏古DNA信息的中晚更新世人類化石進行體質形態對比成為可能。

據了解,為更全面重建青藏高原史前人類活動和人-環境相互作用歷史,中科院青藏高原所已新組建“古生態與人類適應”研究團隊,后續將逐步對青藏高原進行分區專門考察,在人類演化和現代智人擴散的全球視野下,結合高原現生人群的現代遺傳學和古人類的古DNA分析等現代科技手段,系統調查和研究不同時期人類擴散、定居和適應高原的過程和機制等問題,深入開展人-環境相互作用等研究。

相關報道:青藏高原上16萬年前下頜骨或將重寫東亞古人類演化史

(神秘的地球www.mhejf.icu報道)據科普中央廚房-北京科技報(文/記者 李鵬 編輯/吉菁菁 新媒體編輯/聶淑芳):神秘古老的青藏高原注定這個5月再次震驚世界:通過對一塊殘缺不全的人類下頜骨化石的最新研究,東亞古人類史有望被改寫。

此前尼阿底遺址的考古研究證實,人類最早在青藏高原活動的歷史是4萬年前。而最新研究一下子將青藏高原的早期人類活動痕跡又大幅提到了16萬年前。

5月2日,《自然》雜志在線發表了由中科院青藏高原研究所所長陳發虎院士、蘭州大學張東菊副教授等人與德國著名的馬普進化人類學研究所專家組成中外研究團隊的最新研究論文,論文公布了關于丹尼索瓦人的最新重大研究成果。這塊發現于海拔3280米的青藏高原白石崖溶洞中殘缺的下頜骨化石,被確認是青藏高原上發現的已知最早的人類化石,代表了一直籠罩著神秘色彩的丹尼索瓦人在這個區域的首次出現。

高海拔環境適應基因的起源

丹尼索瓦人已經滅絕,他們與尼安德特人屬于姐妹種群,因為西伯利亞南部阿爾泰山脈中丹尼索瓦洞里的部分化石碎片以及亞洲現代人體內保留下來的部分遺傳信息才為人所知。

這個洞穴關于丹尼索瓦人的重要的發現始于2008年,當年考古學家在洞內發現一塊有4.1萬年歷史的少女指骨,將她命名為“X女人”。分析發現,X女人的DNA與尼安德特人及現代智人有分別,因此將她的物種命名為丹尼索瓦人。

隨著人類學研究的不斷推進,科學家們發現藏族等高原人群的高海拔環境適應基因可能來自丹尼索瓦人。近些年來,國內外多個遺傳學研究都得到了這樣的結論。

一些古人類學家和考古學家也贊成這樣的結論,但需要考古學證據予以證明。在青藏高原發現丹尼索瓦人的化石是最為直接可靠的證據。

陳發虎、張東菊與馬普人類進化學研究所的讓-雅克·胡布靈(Jean-Jacques Hublin)教授、丹麥哥本哈根大學和馬普進化人類學研究所的弗里多·維爾克(Frido Welker)博士等人實現了這個突破,他們描述的這塊下骸骨,來自于青藏高原東北邊緣的一處洞穴內,屬于丹尼索瓦人。該化石外包裹的碳酸鹽結核的鈾系測年結果為化石的形成年齡提供了一個可靠的最小年齡,即距今16萬年前。

這也是首次以考古化石證據的方式證明丹尼索瓦人曾出現在西伯利亞丹尼索瓦洞以外的地方。

白石崖溶洞丹尼索瓦人生活年代的確定也得到了西伯利亞丹尼索瓦洞穴近些年新研究的印證。一些科學家們研究認為,保守估計丹尼索瓦人在28.7萬~5.5萬年前就占據了西伯利亞的這個洞穴。另外,陳發虎等研究的這塊下頜骨的部分特征(如牙齒)也與丹尼索瓦洞穴的發現描述的丹尼索瓦人化石類似。

研究表明,現今的夏爾巴人、藏族人和鄰近種群都攜帶了有助于他們在高海拔環境生存的可能源自丹尼索瓦人的遺傳變異。這意味著藏族等高海拔地區居民生存和繁衍的秘密找到了源頭。

殘缺下頜骨背后曲折的故事

這并不是一塊考古發掘出土的下頜骨。張東菊說,根據她了解到的信息,這塊化石早在1980年就被甘肅省甘南藏族自治州夏河縣當地的一個僧人在當地的一個山洞中修行時獲得,后捐獻給在當地很具有宗教威望、知識也比較淵博的六世貢唐活佛。根據僧人對發現地點的描述,六世貢唐活佛猜測其可能是一件與古人類有關的化石,于是后來將其交予原中科院寒區旱區環境與工程研究所的董光榮研究員。董光榮與此時在蘭州大學工作的陳發虎相熟,多次討論要一起開展化石的研究工作,但由于大家各自工作都比較忙,始終未找到集中的時間開始研究化石。

直到2010年,該文的研究團隊才開始著手系統研究化石本身及其出土地。在隨后幾年中,經過一系列分析,研究者確定這塊古人類下頜骨右側的一半、帶有完整的第一臼齒、第二臼齒的下頜骨屬于一個古老型人群。

“這塊下頜骨看起來比較原始,要比我們現在人類的厚,特別明顯的是上面的臼齒比較大?!閉哦氈硎?。但是當時這塊下頜骨單純從形態上還無法確定是屬于哪一個古人類群體,

化石的發現地的研究同樣重要,從2010年開始張東菊等在夏河縣境內及周邊地區開展廣泛的考古調查,綜合多方面的調查和了解,結合當年發現化石那個僧人的一些描述,到2016年時張東菊等研究人員確定當年僧人發現化石的地方應該就是當地海拔3280米的白石崖溶洞。

這個溶洞位于夏河縣甘加鄉江拉河谷,這里風景秀麗,溶洞是夏河縣旅游觀光風景之一,也是當地一些僧人的修行之所。

牙本質層成了重大科學發現的關鍵

2016年,蘭州大學資源環境學院與馬普人類進化學研究所的正式合作推動了這塊下頜骨的深入研究。此時,剛剛在資源學院攻讀博士學位的博士生夏歡的主要研究方向是古蛋白質研究,在陳發虎院士、張東菊老師的支持下,她與弗里多·維爾克博士一起進行下頜骨的古蛋白分析。

古DNA是確定古人類群體更好的手段,但由于化石的年代過于久遠,加上保存的原因導致古DNA遭到毀壞,古蛋白質分析就成了分析下頜骨所屬人種最為重要的手段。

蛋白質作為生物體內最為重要的一類生物大分子,會在一些古生物殘骸或者化石中殘留下來,現在通過質譜法,就是將蛋白質降解、分離后進行檢測的方法,可以完整和容易地分析出氨基酸序列,而后研究人員就能夠進一步推測出蛋白質的結構,再與具體的物種聯系起來。

最近一些年來,這種方法在考古學研究中開始得到越來越廣泛的應用,其留存信息的可靠性也在科學界得到越來越多的認同,因此被很多古人類研究人員用來分析古人類的人種、以及與之相關的一些物種。

這個下頜骨牙齒中得到很好?;さ難辣局什閌翹崛〉鞍字實哪勘?,十分幸運他們成功了。而后,根據提取古蛋白質的研究結果,結合化石形態方面的研究,弗里多·維爾克、夏歡等研究人員在和丹尼索瓦人已有的研究成果進行比對后,2017年確定這塊下頜骨屬于丹尼索瓦人。

最近一些年,在整個人類學界,丹尼索瓦洞穴的丹尼索瓦人研究進展迅速,其在分子人類學方面也獲得了更多的重要信息,其特有的變異蛋白質就是其中的典型,這也為夏歡、弗里多·維爾克進行信息的比對提供了方便。

在結果最終得到確定時,他們自己也震驚了,差一點兒錯過了一個震驚的發現。此前通過對古代遺留的牙齒和指骨化石提取的古DNA進行分析,科學家已經證明了丹尼索瓦人的存在,該研究甚至被《科學》雜志評為2012年度十大科學突破之一。而后因為在東南亞、大洋洲現代人身上也發現丹尼索瓦人的基因證據以后,學界就有猜測認為遠古時代可能青藏高原是丹尼索瓦人通往大洋洲的遷徙通道。

為古東亞人的遷徙演化之路提供了新的視角

幾十萬年以前至萬年以前東亞人究竟如何遷徙和演化?通過不斷的考古發現和分子人類學研究,現在已經取得了很多突破,但很多問題依舊迷霧重重。尤其尼安德特人、丹尼索瓦人生存痕跡的發現,讓這片古老土地的人類遷徙和演化史變得更為復雜。

“在我們的成果發表之前,只是在西伯利亞的丹尼索瓦洞發現了一些丹尼索瓦人的骨骼碎片,我們只是知道他們在阿爾泰山地區有分布,其他地區有沒有分布并不清楚?!閉哦賬鄧塹難芯砍曬勻槐礱髟?6萬年以前丹尼索瓦人曾經分布在一個更為廣闊的區域。

多年來,中國各地都發現了數萬年到數十萬年以前的不同人類化石,盡管根據地域命名的群體眾多,但是這些人群都屬于什么人種,他們之間是什么演化關系,一直處于模糊狀態。雖然最近一些年已經有學者提出國內命名的一些人種極有可能就是丹尼索瓦人,但是由于缺少分子人類學的證據,一直無法證實。

另外,雖然丹尼索瓦洞發現的丹尼索瓦人提取了十分豐富的基因信息,但是張東菊表示由于那里截止目前發掘出來的只是一些骨頭的碎片,以及兩顆脫落的牙齒,缺乏重要的體質形態方面的信息,這讓東亞地區的其他一些古人類化石也無法和丹尼索瓦人進行形態對比。

“我們的這件化石第一次從體質形態方面為丹尼索瓦人提供了比較豐富的信息,研究成果使將丹尼索瓦人與其他古老型人種進行體質形態對比成為可能,為神秘的丹尼索瓦人的研究開啟了更為廣闊的空間,也為深入了解東亞直立人、古老直立人和現代智人演化及其相互關系提供了新的視角?!閉哦氈硎?。

后續發掘可能有更大發現

夏河縣的江拉河谷中極有可能還藏著不少丹尼索瓦人的秘密。

通過比較可靠的年代學檢測技術和古蛋白質提取和分析技術,陳發虎等已經確定,至少在16萬年以前丹尼索瓦人就已經活躍在包括青藏高原在內的東亞這片廣闊的土地上,也為西伯利亞丹尼索瓦洞關于丹尼索瓦人的生存和活動年代提供了印證和支撐的證據。

但是由于這個下頜骨并不是考古發掘出土,發現年代較早,具體出土層位缺失,從而也導致缺乏相關文化信息。幸好化石出土地已經找到,有可能填補信息空白。

2018年,國家文物局批準了白石崖溶洞的發掘申請,蘭州大學聯合甘肅省文物考古研究所在年底對該洞穴進行了小面積的發掘,發現一些新的骨頭碎片及文化遺存,目前正在進行相關發掘材料的整理和分析工作。

“這個洞中有豐富的舊石器時代文化遺存,我們的發掘也還沒有到底,目前還不能確定哪一層是和這個化石是同時期的?!?/div>

并且考察發現,白石崖溶洞里面空間極其龐大,洞穴錯縱復雜。張東菊表示,他們也希望在隨后的工作中能夠發現更多的丹尼索瓦人化石及其文化遺存。

仍有新的謎團待解

現在這塊下頜骨的研究成果也留下了一個很大的謎團。

這里的丹尼索瓦人是從哪里遷徙過來的?他們為何會選擇環境更為惡劣的青藏高原3200米海拔的地方居住下來?依舊迷霧重重。

古氣候資料表明,16萬年以前青藏高原處在一個比現在更冷的冰期環境,這一海拔并不合適古人類長期生活。

不過張東菊表示,這個溶洞還沒有達到海拔4000米以上環境更為嚴酷的地域,并且是一個恒溫恒濕的大溶洞。

“我們做了一個初步的觀察,在距離入口80米的范圍之內,冬天里面每天的溫度也都在8-9度,在特別冷的環境中,在這個洞穴中居住是比較有利的?!閉哦氈硎?。

但新的問題也隨之而來,當時丹尼索瓦人又是如何對這里的海拔產生適應性的呢?畢竟此前有關丹尼索瓦人的化石證據一直局限于海拔只有700米的西伯利亞丹尼索瓦洞穴。

夏歡認為,夏河縣的丹尼索瓦人極有可能是他們在向青藏高原擴散的過程中獲得了適應高海拔、低氧環境的基因。

“當然這種推測還需要更多的工作予以驗證?!畢幕侗硎?。

相關報道:16萬年前青藏高原即有古人類活動

(神秘的地球www.mhejf.icu報道)據新華社報道,中外研究人員5月1日在英國《自然》雜志發表研究報告說,在青藏高原一處洞穴內發現的人類下頜骨化石屬于丹尼索瓦人。這顯示,早在16萬年前的更新世,這種早期智人已出現在青藏高原并適應了那里的高海拔環境。

中國科學院青藏高原研究所、蘭州大學和德國馬克斯•普朗克進化人類學研究所學者領銜的團隊完成了新研究。他們利用古蛋白分析方法,對比檢測了一件有16萬年歷史的人類下頜骨化石,結果顯示它屬于丹尼索瓦人。這一化石發現于中國甘肅省夏河縣白石崖的一處洞穴里,當地屬于青藏高原,海拔約3300米。

丹尼索瓦人是一支神秘的早期智人,因發現于西伯利亞的丹尼索瓦洞而得名,被認為是同時期廣泛分布于歐洲的尼安德特人的近親。此前丹尼索瓦人的骨骼遺存只發現于丹尼索瓦洞,而新研究首次確認在阿爾泰山脈以南也存在。

報告通訊作者之一、蘭州大學副教授張東菊對新華社記者說:“這件下頜骨化石是目前已知最早的青藏高原人類化石,也是青藏高原最早的人類活動證據?!?/div>

研究人員認為,這一新發現不僅將青藏高原有人類活動的歷史從距今4萬年上推至距今16萬年,而且為進一步揭示現代藏族人和夏爾巴人的高海拔環境適應基因來源提供了新線索。

此外,有研究顯示現代漢族人群也有一定的丹尼索瓦人基因貢獻。研究人員表示,新發現對此問題的深入探討也非常有意義。




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