夏河人”現身:遠古智人16萬年前已登上青藏高原
只剩半塊頜骨,帶着兩顆完整的牙齒,這個不到一掌大小的人骨,屬於一位迄今發現的最早的青藏高原人。
中科院院士、青藏高原研究所所長陳發虎領銜的一項研究,爲這塊骨頭、兩顆牙齒的主人驗明瞭正身。5月2日,國際學術刊物《自然》雜誌在線發表了研究成果,青藏高原最早的人類活動證據宣告被發現,迄今16萬年。
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副教授張東菊向新京報記者介紹,這項研究揭示出,第四紀最爲寒冷的倒數第二次冰期時,已有人類生活在寒冷缺氧的高海拔區域,這爲青藏高原早期人類活動提供了關鍵證據。
這是繼去年11月西藏尼阿底遺址考古成果發佈後,我國科學家短期內再次刷新青藏高原人類活動歷史紀錄,從距今4萬年一舉推前至16萬年前。
論文作者建議,由於該化石在遺傳學上與阿爾泰山地區丹尼索瓦人親緣關係最近,建議命名爲夏河丹尼索瓦人,簡稱“夏河人”。
洞穴尋蹤:10年尋遍甘加盆地
上世紀80年代,夏河當地僧人無意間發現一塊帶着兩顆完整牙齒的化石,將其獻給了當地寺廟的活佛。
意識到這件化石可能是珍貴的古物,寺廟將化石悉心保存,後來輾轉交到原中科院寒區旱區環境與工程研究所研究員董光榮手中。2010年前後,董光榮與陳發虎啓動對化石的合作研究。
整個研究中最艱難的部分,是找到化石的發現地。當年發現化石的僧人已無跡可尋,他只留下隻言片語,稱化石來自夏河的一個洞穴。
研究人員以夏河爲中心開展了近10年的考古調查,請教當地村民、僧人,尋遍能夠進入的洞穴。在考察了甘加盆地20多個洞穴後,研究團隊發現白石崖溶洞符合所有條件,確認爲化石出土地,洞內還發現了舊石器文化遺存。
2018年,在國家文物局和甘肅省各級文物部門的支持下,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考古發掘。豐富的石製品和動物骨骼遺存相繼出土,顯示曾有古人類在這裡較長時間生活。
白石崖溶洞。受訪者供圖
通過對骨骼化石外在特徵的研究,研究團隊確定其爲中更新世古老型智人的一種。爲進一步確定其種屬,研究團隊曾試圖進行古DNA提取和分析,遺憾的是,經過長時間高度降解,該化石未保存古DNA。
此時,另一種分子學研究方法派上用場:古蛋白分析。
蘭州大學博士生夏歡參與實施了古蛋白分析,她說,蛋白質中的氨基酸序列蘊含了個體演化信息,儘管遺傳信息不如DNA信息多。他們在化石中發現了丹尼索瓦人特有的變異蛋白質,爲確定其爲丹尼索瓦人提供了最主要的證據。
另外,還要測量化石的年代。爲減少對該珍貴化石的破壞,研究團隊沒有對化石進行直接測年。但化石被厚層碳酸鹽結核包裹,研究團隊邀請臺灣大學沈川洲教授對碳酸鹽結核包裹體進行鈾系測年分析,三個測年結果均顯示,化石年代爲距今16萬年前後。
“說明該古人類在第四紀最爲寒冷的倒數第二次冰期生活於青藏高原,這也意味着,甘加盆地在揭示青藏高原早期人類活動歷史方面具有巨大潛力。”張東菊說。
基基於MicroCT掃描數據重建的夏河下頜骨模型。受訪者供圖
此次發現同時切中了兩個國際研究熱點問題:青藏高原史前人類活動和丹尼索瓦人。前者爲研究的出發點,但後者純屬意外所得。
國際上很多學者推測,東亞是丹尼索瓦人廣泛分佈的區域,但是一直沒找到化石證據。“中國境內此前發現的衆多中更新世古人類都很難確定具體種屬,儘管2010年丹尼索瓦人被提出,但我們一開始並未向這方面想,結果是一個驚喜。”張東菊說。
“這是非常重要的發現”“對丹尼索瓦人研究非常有意義”……論文發表後數天,研究團隊收到國際國內同行大量肯定的評論,認爲這爲丹尼索瓦人的研究突破了瓶頸。
遙遠又神秘,丹尼索瓦人是近年來古人類學界研究的熱點地帶。許多東亞人身體裡都保留着少量丹尼索瓦人的基因,可以說,丹尼索瓦人某種程度上也是東亞人的祖先。
丹尼索瓦人的故事,緣起在西伯利亞阿爾泰山腳下的丹尼索瓦洞。2008年起,科學家在洞裡陸續發現了1件手指骨碎片、2顆孤立牙齒、1件牙齒斷塊,以及1件尼安德特人與丹尼索瓦人的第一代混血兒骨骼碎片。
已經滅絕的尼安德特人屬於早期智人,曾統治歐亞大陸,如今歐亞大陸人還攜帶有尼安德特人的基因。丹尼索瓦洞發現的人類手指骨DNA與現代人類和尼安德特人都不匹配,科學家將其命名爲丹尼索瓦人——一種新的古老型智人。
張東菊表示,由於丹尼索瓦人與尼安德特人具有較近的親緣關係,因此被看做“姐妹種”。尼安德特人、丹尼索瓦人和現代智人100萬年前曾擁有共同祖先,在漫長的進化史中,現代智人首先獨立出去了,尼安德特人和丹尼索瓦人較晚才分道揚鑣,形成兩種人種。
白石崖溶洞2018年發掘現場。受訪者供圖
刻畫古人:助丹尼索瓦人形象重建
丹尼索瓦人攜帶有一種特殊的基因:適應高寒缺氧環境基因(EPAS1),使其能夠適應高寒缺氧環境。而87%的現代高海拔藏族人羣也攜帶了EPAS1基因,因此藏族人被推測與丹尼索瓦人有密切的傳承關係。據國外研究發現,很少一部分漢族人(可能爲1%~2%)也攜帶有EPAS1基因。
科學家推測,丹尼索瓦人曾在東亞廣泛分佈,中國是重要區域,但始終沒有化石證據佐證。同時,丹尼索瓦洞的零星化石,除了全基因組數據外,只提供了極其有限的體質形態信息,我們尚不清楚丹尼索瓦人相貌如何。
而“夏河人”化石,不僅是丹尼索瓦洞外發現的首例丹尼索瓦人化石,也是迄今發現的個體最大的丹尼索瓦人化石,首次提供了豐富的體質形態信息。
“這半塊下頜骨呈現了夏河人的骨壁厚度、齒弓形狀、牙齒大小、牙齒排列等信息,呈現了一些體質特徵。頭骨對於古人類的研究很重要,頜骨就是頭骨的一部分。”張東菊說。
張東菊表示,此次發現使重建丹尼索瓦人體質形象,以及與東亞其他中晚更新世人類化石進行體質形態對比成爲了可能,加深了我們對丹尼索瓦人的理解。
後續,蘭州大學研究團隊將更有目標性地尋找丹尼索瓦人文化遺存,在青藏高原開展更大範圍、更系統的考古調查,希望可以找到更多化石證據。同時,研究團隊將對白石崖溶洞出土的大量石器和動物骨骼進行整理和分析,計劃將來對洞穴做更大範圍的考古發掘。
陳發虎院士帶領團隊成員在甘加盆地進行考古調查。受訪者供圖
[迴應]
出土了這塊珍貴化石的白石崖溶洞遺址,此前一直由白石崖寺負責管理,當地信衆視其爲“神洞”。
夏河縣文旅局副局長段西義告訴新京報記者,白石崖溶洞外設有鐵門,一般遊人參觀需由專人帶領,因此保護狀況較好。5月2日論文發表後,夏河縣文旅局已經向上級遞交報告,提出未來由政府管理白石崖溶洞,採取更完備的文物保護措施,同時爲下一步發掘工作提供便利條件。
蘭州大學研究團隊也正在與當地政府商討,如何對白石崖溶洞採取更周密的保護措施。
夏河縣地處青藏高原東北端,與黃土高原相交,地勢高峻,多山多谷,分佈着衆多洞穴。在白石崖溶洞附近,就有另外四五個洞穴。段西義表示,下一步將力爭對這些洞穴進行整體層面的保護。
[背景]
青藏高原古人類研究成果迭出
就在去年,青藏高原早期人類活動紀錄剛剛被刷新。
去年11月30日,美國《科學》期刊在線發表了中國學者高星、張曉凌、王社江等人的研究論文,介紹了考古學者在藏北羌塘高原發現一處舊石器時代遺址-尼阿底遺址,將人類首次登上青藏高原的歷史推前到4萬年前。
近年來,青藏高原早期人類研究逐漸走熱。尼阿底遺址課題組負責人、中科院古脊椎動物與古人類研究所研究員高星曾告訴記者,青藏高原的高海拔與極端氣候,爲研究人類對高原和極端環境的適應能力與方式提供了重要的資料,因此成爲考古研究熱點。
國家文物局、科技部、中科院等部門在青藏高原支持開展了多項科考項目,國家自然科學基金委也提供了支持,目前多支研究隊伍活躍其中。
青藏高原古人類研究在短期內屢獲碩果,在張東菊看來,一方面得益於國家相關部門的重視和支持,另一方面也與青藏高原舊石器時代考古研究人員增多、力量壯大有關,越來越多的年輕人投身舊石器考古研究,對青藏高原研究興趣也與日俱增。