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夏河丹尼索瓦人研究:青藏高原人类史前推12万年

发布于: 2020-01-22 阅读数: views+ 我要评论

夏河丹尼索瓦人研讨当选《科学》杂志“2019年十大科学打破”

青藏高原人类史前推12万年

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丹尼索瓦人是已灭绝的古人类种群。关于这个奥秘的“全新”人种,各国的科学家和考古学家一直在尽力揭秘。我国科学家的研讨效果,证明了青藏高原一处窟窿内发现的人类下颌骨化石归于丹尼索瓦人,将青藏高原上的人类活动前史由早年的3万—4万年前,提早至距今16万年。这个发现改写了人们对青藏高原最早人类活动前史和史前人类高海拔环境习惯的知道,更为人类演化史拼图补上了要害一块。

日前,美国《科学》杂志发布了其评选的2019年十大科学打破,由我国科学院青藏高原研讨所研讨员陈发虎院士和兰州大学张东菊副教授领衔的夏河丹尼索瓦人研讨效果当选。在此之前,该效果还曾相继当选美国《考古学》杂志评选的2019年度国际十大考古发现、《科学新闻》杂志评选的2019年度十大科学新闻。

夏河丹尼索瓦人是怎么被发现的?它的发现有何重要意义?

发现奥秘人种的重要头绪

冰河时代,曾有一个奥秘的人类种群与咱们的先人共同生活在这个国际上。

2008年,在俄罗斯西伯利亚南部阿尔泰山脉的一个名叫“丹尼索瓦”的山洞里,人们初次发现了他们的“踪影”——一截指骨化石和两颗牙齿化石。

两年后,科研人员从这截指骨化石中提取到了古DNA,剖析研讨后发现这些化石来自4万年前,主人是一个5—7岁的小女子。最特别的是,她不同于此前发现的前期现代人、尼安德特人以及弗洛勒斯人,归于一个“全新”人种。所以,根据发现地的地名,将其命名为“丹尼索瓦人”。

随后,经过DNA检测和比对,科研人员发现丹尼索瓦人的基因广泛散布在现代亚洲人、澳大利亚土著人群和大洋洲的美拉尼西亚人群中。“尤其是青藏高原上的藏族人群和夏尔巴人群,丹尼索瓦人或许给他们贡献了一种名为EPAS1的变异等位基因。这一等位基因为其供给了习惯高海拔缺氧环境的才干。”陈发虎说。

发现丹尼索瓦人的西伯利亚丹尼索瓦洞海拔并不高,仅有700米,为何丹尼索瓦人化石里能检测到这种习惯高原缺氧的EPAS1基因?并且,除了这个山洞之外,此前在其他当地未曾发现过任何丹尼索瓦人的存在踪影。

各国的科学家和考古学家们一直在寻觅答案。

2019年5月,这一谜题有了被解开的期望。陈发虎、张东菊团队历来自甘肃省夏河县白石崖岩洞中的一块古人类下颌骨化石上找到了新头绪。这块古人类右侧下颌骨化石,长约12厘米,包含第一和第二臼齿两颗完好牙齿。经过对化石进行测年、体质形状和古蛋白质等剖析,研讨人员确认其为丹尼索瓦人或其近亲种,是一个青少年个别。

陈发虎说:“白石崖岩洞海拔3280米。只要长期生活在高海拔区域,才或许挑选出耐低氧基因。丹尼索瓦人或许最早生活在包含青藏高原以内的广阔东亚区域,在向青藏高原分散的过程中,取得了习惯高寒缺氧的基因,然后传给了现在的藏族人群和夏尔巴人群。”

当然,上述定论现在还只是在前期科学研讨的基础上进行的逻辑推理,未得到进一步考古学的验证。“这也是咱们接下来要做的作业之一,便是归纳运用环境考古学和遗传学等多学科研讨来追寻EPAS1基因的来历。”陈发虎说。

判别验证陈旧化石的种属

此次发现的夏河丹尼索瓦人化石,最早“现身”还要追溯到1980年。

那年,有人在甘肃夏河甘加乡的白石崖岩洞里意外发现了一块人骨,几经曲折,这块化石被交到了原中科院寒区旱区环境与工程研讨所研讨员董荣耀手上。董荣耀本来方案与其时还在兰州大学任教的陈发虎一同商议怎么打开进一步研讨,后来放置了。直到2010年,针对化石的研讨作业才得以正式发动。

“光有化石是不行的,咱们要对化石出土的详细层位、地址和区域进行深入研讨,才干取得化石所代表的古人类更精确的时空生计信息。”陈发虎说。因为发现时代长远,该化石在白石崖岩洞的详细出土地址和层位信息不得而知,关于化石发现地的信息仅来自于发现人所述。曩昔10年,研讨团队调查了甘加盆地的20多个窟窿,终究确认了白石崖岩洞为化石出土地址。

“因为该化石并非正式开掘出土,并且发现时刻长远,尽管出土地址确认,但仍无法取得其埋藏地层信息,很难进行时代测定。”张东菊说。幸亏的是,化石外包裹着一层碳酸盐。研讨人员对其进行了铀系测年,成果显现该化石构成于至少距今16万年前。

时刻确认后,假如再能够从化石中提取出有用的DNA,就能够从分子层面做出精确判别,确认这块下颌骨的主人是谁。惋惜的是,研讨人员终究未能从样本中提取出古DNA来。

张东菊解说说:“在生物逝世过程中,细胞会逐步发作自溶。在高温文湿润的条件下,DNA也容易发作水解、开裂。此外,许多微生物也会污染吞噬DNA。即便在抱负的冰冷环境下,能留存下来的古DNA也不会超越100万年。”

为进一步确认化石种属,研讨团队利用了古蛋白质剖析。“人体中蛋白质的氨基酸序列及其结构相同记载着人类遗传信息,尽管其分辨率比DNA小得多,但其保存时刻往往比DNA更长,因而关于判别时刻较长或出土于湿热环境的陈旧化石种属十分有用。”张东菊说。

很走运,这次研讨人员在化石中发现了丹尼索瓦人特有的蛋白质。经过古蛋白质剖析,研讨人员终究发现该化石在遗传学上与阿尔泰山区域丹尼索瓦洞的丹尼索瓦人亲缘联系最近,能够确以为青藏高原的丹尼索瓦人,称为夏河丹尼索瓦人。

补上人类演化史拼图的要害一块

人类何时登上青藏高原和怎么习惯高原环境,一直是古人类学界和青藏高原科学调查的要点。

此前,考古学家以为青藏高原有清晰记载的人类遗址最早也就到1.5万年前。2018年末,中科院古脊椎动物与古人类研讨所研讨员高星和副研讨员张晓凌在尼阿底遗址的新发现将人类登上青藏高原的前史推至3万—4万年前。

陈发虎说:“夏河丹尼索瓦人下颌骨化石的发现将青藏高原上的人类活动前史提早至距今16万年,向前推进了12万年,改写了人们对青藏高原最早人类活动前史和史前人类高海拔环境习惯的知道,更在人类演化史‘拼图’中拼上了要害的一块。”

尽管新发现的化石仅保存了下颌骨右侧,但已是现在发现的体积最大的丹尼索瓦人化石,为丹尼索瓦人体质形状研讨供给了重要依据。

“下颌骨的形状表现出一些陈旧性,更挨近中更新世的化石人类,其下颌骨粗大健壮,低厚,尤其是短少下巴颏。”陈发虎说:“经过下颌骨几许形状丈量,咱们也发现了一些原始性,包含变异在中更新世化石人类规模内,而在直立人变异规模的边际,更挨近我国蓝田人、周口店人。但相反的是,从牙齿摆放的形状来看,与直立人有所不同,不像直立人那么长,而更挨近于中更新世尼安德特人和现代智人的一些标本。”

团队研讨人员泄漏,接下来还将对丹尼索瓦洞丹尼索瓦人和夏河丹尼索瓦人的沟通、搬迁、分散问题,夏河丹尼索瓦人的遗传特征、体质形状特征及文明特征,夏河丹尼索瓦人在青藏高原上的时空散布、与东亚其他古人类以及现代人的联系等问题,展开进一步研讨作业。

本报记者 吴月辉