古人類在16 萬年前即到過青藏高原

5 月 2 日，Nature 雜志發(fā)表一篇來自中外科學(xué)家共同發(fā)表的論文《青藏高原中更新世晚期丹尼索瓦人的下頜骨化石》，研究人員在青藏高原的一處洞穴內(nèi)發(fā)現(xiàn)了一件 16 萬年前的丹尼索瓦人下頜骨，這是首次發(fā)現(xiàn)丹尼索瓦人出現(xiàn)在西伯利亞丹尼索瓦洞以外的地區(qū)。

這件下頜骨也是青藏高原上發(fā)現(xiàn)的已知最早的人類化石。這一發(fā)現(xiàn)表明，丹尼索瓦人適應(yīng)高海拔、低氧環(huán)境的時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)早于當(dāng)?shù)噩F(xiàn)代人。該研究有助于加強(qiáng)我們對東亞人類演化歷史的理解。

圖丨夏河下頜骨發(fā)現(xiàn)地，白石崖溶洞

古蛋白分析鑒定其為丹尼索瓦人

這件下頜骨發(fā)現(xiàn)于甘肅省夏河縣達(dá)力加山白石崖溶洞，海拔 3280 米。洞口約有 5 米高，7 米寬，洞穴長度據(jù)當(dāng)?shù)厝酥v可能超過一公里，洞穴還未進(jìn)行全面測繪。

2018 年，在國家文物局和甘肅省各級(jí)文物部門的大力支持下，蘭州大學(xué)和甘肅省文物考古研究所對該洞穴遺址開展了正式考古發(fā)掘，發(fā)現(xiàn)了大量舊石器時(shí)代的石器以及有人工切割痕跡的動(dòng)物骨骼。

圖丨白石崖溶洞位于這個(gè)山谷中

這件夏河下頜骨最初發(fā)現(xiàn)于 1980 年，直到 2010 年，蘭州大學(xué)陳發(fā)虎院士團(tuán)隊(duì)才有機(jī)會(huì)開展系統(tǒng)研究。這件頜骨看起來非常粗壯，骨壁較厚，頜骨低平。

圖丨夏河丹尼索瓦人的下頜骨

圖丨夏河下頜骨古蛋白的系統(tǒng)發(fā)育位置，可見與其最為接近的是西伯利亞的丹尼索瓦人

夏河下頜骨全面的形態(tài)測量數(shù)據(jù)分析顯示，其各方面的特征普遍發(fā)現(xiàn)于目前已知?dú)W亞大陸中更新世的古人類化石中。更新世也稱冰河時(shí)代，是距今 258.8 萬年前到 1.17 萬年前。

可惜的是，這件夏河下頜骨中沒有發(fā)現(xiàn) DNA 殘留，于是研究人員提取其牙齒中的古蛋白進(jìn)行分析后發(fā)現(xiàn)，它屬于丹尼索瓦人，而放射性同位素定年結(jié)果顯示，它至少具有 16 萬年的歷史。

這塊下頜骨的年代與目前所知的丹尼索瓦洞中最古老的丹尼索瓦人化石年齡相近，而且部分化石形態(tài)特征（如牙齒）與已發(fā)表的丹尼索瓦人化石類似。

這是一個(gè)特別的發(fā)現(xiàn)，因?yàn)榇饲霸谇嗖馗咴@一高海拔地區(qū)發(fā)現(xiàn)的最早的人類存在證據(jù)是在約 3 萬-4 萬年前。這個(gè)研究也意味著，在現(xiàn)代智人占據(jù)青藏高原之前，更古老的人類在中更新世就來到了這里。

丹尼索瓦人與藏族人的基因關(guān)聯(lián)
丹尼索瓦人于 2008 年在西伯利亞丹尼索瓦洞里被發(fā)現(xiàn)，其唯一已知的化石來自洞穴中發(fā)現(xiàn)的一些骨骼和牙齒碎片。該人種與尼安德特人屬于姐妹種群，已經(jīng)滅絕。尼安德特人和丹尼索瓦人都曾是我們現(xiàn)代人祖先的近親，尼安德特人曾在距今 30-4 萬年前廣泛分布于歐亞大陸西端。

今年一項(xiàng)研究估計(jì)，丹尼索瓦人可能在 20 萬到 5.5 萬年前占據(jù)了西伯利亞的洞穴，而尼安德特人則在 19.3 萬到 9.7 萬年前出現(xiàn)在洞穴中。2018 年的研究則在丹尼索瓦洞穴中發(fā)現(xiàn)一塊骨頭，它來自一個(gè)尼安德特人女性和一個(gè)丹尼索瓦人男性的后代。

研究發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)代人可能兩次與古人類丹尼索瓦人發(fā)生大規(guī)?；煅蜓芯勘砻鞯つ崴魍呷说幕蛞圆煌壤４嬖诂F(xiàn)代大洋洲、東南亞和東亞人群的身體里。

事實(shí)上，現(xiàn)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地區(qū)生存的可能源自丹尼索瓦人的遺傳變異，也就是 EPAS1 基因的變異，這種變異可以幫助人類適應(yīng)低氧的高原氣候。夏河下頜骨化石的發(fā)現(xiàn)可能進(jìn)一步說明丹尼索瓦人已經(jīng)能夠適應(yīng)高海拔的低氧環(huán)境了。

人們一直關(guān)注丹尼索瓦人與早期現(xiàn)代人的基因交流及其遷徙路線。此前遺傳學(xué)研究推測，丹尼索瓦人曾經(jīng)可能經(jīng)青藏高原向南遷徙，但這缺少考古證據(jù)。這次的新發(fā)現(xiàn)顯示，丹尼索瓦人曾經(jīng)很早就生活在青藏高原上，而并非其南遷過程中的停留地。

丹尼索瓦人為何出現(xiàn)在青藏高原

人們曾經(jīng)一直費(fèi)解丹尼索瓦人為何會(huì)攜帶與高海拔環(huán)境適應(yīng)有關(guān)的基因，而西伯利亞的丹尼索瓦洞的海拔只有 700 米，此前只在這個(gè)洞穴發(fā)現(xiàn)了丹尼索瓦人遺骸。

圖丨夏河下頜骨發(fā)現(xiàn)地。其他標(biāo)記地點(diǎn)為相關(guān)重要舊石器考古遺址

Nature 新發(fā)表的這項(xiàng)夏河下頜骨研究有助于加強(qiáng)我們對東亞人類演化歷史的理解。那么，為何丹尼索瓦人化石未出現(xiàn)在低海拔的東亞其他地區(qū)呢？

本文共同通訊作者、蘭州大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院副教授張東菊在接受 DeepTech 采訪時(shí)表示，人類化石的發(fā)現(xiàn)多是偶然事件，低海拔地區(qū)還未發(fā)現(xiàn)丹尼索瓦人化石可能只是一個(gè)時(shí)間問題。

張東菊認(rèn)為，理論上在東亞的低海拔地區(qū)也會(huì)有丹尼索瓦人化石分布，只是氣候溫暖的地區(qū)也很難讓化石保存有古 DNA，這就增加了鑒定難度。

之前的研究認(rèn)為，史前人類向青藏高原的擴(kuò)散最早是距今 1.5 萬年前的舊石器人群，他們并非在這里定居，只是季節(jié)性游獵。狩獵采集人群在高原的活動(dòng)受氣候變化影響較大。

但 2018 年《科學(xué)》雜志報(bào)道，4 萬年前人類已登上青藏高原，數(shù)以千計(jì)的黑色石葉制品在海拔 4600 米以上的地區(qū)發(fā)現(xiàn)，可惜遺址中并沒有發(fā)現(xiàn)人類骸骨，也就無法明確判斷在該遺址活動(dòng)的人群種屬。

那么問題來了，既然這次研究證明 16 萬年前在青藏高原出現(xiàn)古人類蹤跡，是不是說明當(dāng)時(shí)的青藏高原適合人類居住呢？

張東菊說，事實(shí)上，16 萬年前是離我們最近的第二次冰期，青藏高原的環(huán)境應(yīng)該比現(xiàn)在更冷、更干。在這樣嚴(yán)酷的大環(huán)境背景下，丹尼索瓦人出現(xiàn)在青藏高原，說明他們不僅可以適應(yīng)高海拔環(huán)境，而且有能力在更干、更冷的冰期環(huán)境生存。