青藏高原作為世界屋脊，以其獨特的自然環(huán)境與風光吸引著全球目光。圖為位于中國西藏自治區(qū)的卓木拉日雪山。本報記者高興貴攝
日前，世界頂級學術期刊《自然》雜志刊發(fā)論文報道了一個驚人發(fā)現：科學家檢測了在海拔3280米的青藏高原白石崖溶洞找到的一塊人類下頜骨，發(fā)現它屬于丹尼索瓦人，且至少具有16萬年的歷史——由此一舉大幅刷新了青藏高原的人類活動記錄
《自然》雜志日前刊發(fā)了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等多家科研單位的合作研究成果——結果表明：早在16萬年前，青藏高原上就已迎來人類的足跡。這書寫了世界范圍內史前人類征服高海拔極端環(huán)境的最早記錄。
人類何時征服青藏高原
去年11月30日，世界頂級學術期刊《科學》雜志曾發(fā)表過一篇中國科學院古脊椎動物與古人類研究所高星課題組與西藏自治區(qū)文物保護研究所合作的研究論文，報道了在藏北羌塘高原海拔4600米的舊石器時代遺址——尼阿底，證實古人在距今3萬至4萬年前就已踏足青藏高原的高海拔地區(qū)。
而在該論文之前，從全球范圍看，此前人類活動的最高海拔遺跡是發(fā)現于南美洲安第斯高原的Cuncaicha巖廈遺址，海拔4480米，年代為約1.2萬年前。無論從年代還是從海拔，尼阿底遺址都超過Cuncaicha巖廈遺址。
當然，這個時間記錄如今又被改寫——白石崖溶洞的人類下頜骨將人類踏足青藏高原的記錄向前推至16萬年前。但海拔記錄沒變，三者比較，還是尼阿底遺址在海拔高度上勝出。
“放射性同位素定年結果顯示，這塊人類下頜骨至少具有16萬年的歷史。”參與此項研究的蘭州大學副教授張東菊介紹，發(fā)現這塊下頜骨的白石崖溶洞位于青藏高原東北部，具體在甘肅省夏河縣甘家盆地。溶洞口高約5米，寬約7米，包含幾個穴室。當地人介紹，該洞長達1公里以上。在溶洞入口的厚層沉積物中，研究人員發(fā)現了大量帶有切割痕跡的動物骨頭，還發(fā)現了包括石片、石核和刮削器在內的石器。
這塊下頜骨最初在民間發(fā)現。自2010年開始，蘭州大學的相關科研團隊在洞穴和周圍地區(qū)開展了廣泛考古調查，終于在2016年確認了下頜骨的原始發(fā)現地點。2016年，研究人員還在調查區(qū)域新發(fā)現兩個舊石器時代遺址，表明史前人類的活動并沒有局限于洞穴，還存在于甘家盆地的曠野區(qū)域中。
“我們在2018年申請到國家文物局頒發(fā)的考古發(fā)掘執(zhí)照，對白石崖溶洞遺址開展了正式考古發(fā)掘。”張東菊表示，遺址目前已出土很多骨骼碎片，但還未開展研究，并不確定其中是否有人骨，“我們正在做分析，未來會有答案”。
古蛋白質確認人種身份
那么，這件被研究人員稱作“夏河人”的下頜骨化石，屬于什么人類呢？
“這件化石保存了人類下頜骨右側一半和兩顆完整的臼齒，其他牙齒有一點牙根部分，但不完整。”張東菊說，“它的性狀看起來比較原始，牙齒比較大，沒有下巴頦，說明它應該不是現代人，可能是更古老的古人類。”
當然，這只是初步結果。要判斷一個古人類化石的種屬，最早只能依賴骨頭的形狀和結構特征及其測量數據，但隨著技術的發(fā)展，我們目前還可以開展古DNA和古蛋白質分析。這就像古人判斷孩子是不是自家親生的只能看臉猜，而現代人卻可以通過驗DNA來準確判斷彼此親緣關系。技術的進步，能讓人與人之間的關系判斷更明確。
然而，研究人員試圖從這件化石中提取DNA卻失敗了。幸運的是，他們進行的古蛋白質分析成功了。這其實很正常。因為DNA很脆弱，容易受到微生物污染，也容易隨時間推移而降解消失。科研人員僅在極少數古人類化石中成功提取到古DNA信息，大部分化石仍僅能進行性狀分析。而古蛋白質能比古DNA保留更長時間，也更容易保存。對此，研究人員從2000年起利用質譜法來識別化石中的蛋白質，并分析出它們的氨基酸序列。
“我們從夏河人保存最好的一顆牙齒中提取樣品，從中發(fā)現了丹尼索瓦人獨具的變異蛋白質。”論文作者之一、蘭州大學博士生夏歡告訴記者，“2017年，研究團隊發(fā)現這個信息時非常驚奇。因為，這是在丹尼索瓦洞之外，全世界明確發(fā)現的第一個丹尼索瓦人。”
丹尼索瓦洞的丹尼索瓦人曾是一個震驚世界的發(fā)現。2008年，在俄羅斯西伯利亞南部阿爾泰山脈的丹尼索瓦洞，人們發(fā)現了一個小女孩的指骨化石，并從中成功提取了DNA。根據DNA檢測結果，她屬于一個全新的人類種群——丹尼索瓦人。這一發(fā)現意味著人類近期族譜至少有3個截然不同的成員，分別是現代人、尼安德特人和丹尼索瓦人。該研究被《科學》雜志評為2012年度十大科學突破之一。
在丹尼索瓦洞中，科學家陸續(xù)獲得了很多發(fā)現。但在丹尼索瓦洞之外，人們此前并沒有明確發(fā)現過丹尼索瓦人。
尼安德特人和丹尼索瓦人均已滅絕?，F有研究表明，丹尼索瓦人和尼安德特人有過基因交流。而且，丹尼索瓦人對現代人的DNA也有貢獻，人們在現代低海拔地區(qū)東亞人口中和青藏高原藏族人中都發(fā)現了丹尼索瓦人的基因貢獻。目前，丹尼瓦索人DNA占比最高的人群位于澳大利亞、巴布亞新幾內亞一帶。
科學家們推測，丹尼索瓦人雖然此前只在俄羅斯發(fā)現，但其主要活動范圍可能在中國。由于丹尼索瓦人化石發(fā)現的少，而且很破碎，所以無法與中國已發(fā)現的古人類化石進行形態(tài)對比。而中國化石也很少保存有古DNA，所以，在這一新研究發(fā)表之前，沒有證據來證實以上推測。
而現在，這塊缺失的拼圖終于合上了。
深入高原的古人類進化史
青藏高原平均海拔在4000米以上，高寒缺氧，資源稀缺，環(huán)境惡劣，對人類生存構成嚴峻挑戰(zhàn)，被稱作“地球第三極”。“對比研究顯示，藏族人群有一部分非常小的基因來自丹尼索瓦人。”夏歡介紹，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青藏高原這一高寒缺氧地區(qū)生存的遺傳變異，而這種遺傳變異可能源自丹尼索瓦人。
過去，人們一直不解的是：丹尼索瓦人為何產生了對高海拔、低氧環(huán)境的這種遺傳適應？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米的丹尼索瓦洞。而現在，甘肅夏河白石崖溶洞丹尼索瓦人的發(fā)現，解開了這個謎題。
“夏河人”的下頜骨化石被部分包裹在碳酸鹽結核中。研究者表示，它可能屬于13歲至18歲之間的青少年，其性別目前仍無法判斷，其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相近。而且，其部分特征(如牙齒)與過往描述的丹尼索瓦人化石類似。
“丹尼索瓦洞的最新測年結果顯示，丹尼索瓦人在該洞生活時間距今約為20萬年到5.5萬年，而夏河的丹尼索瓦人測定的最小年齡為距今16萬年前，兩者年代相近，很難說在哪里出現得更早。”張東菊說，古DNA保存對環(huán)境要求比較高，西伯利亞寒冷氣候可能有利于丹尼索瓦人DNA的保存。而丹尼索瓦人古蛋白質在夏河人化石中成功保存，應該也與青藏高原相對較冷的環(huán)境有直接關系。“東亞發(fā)現過很多人類化石，但很少能保存DNA，也就很難確定其是否是丹尼索瓦人。”
“在甘肅夏河的發(fā)現表明，丹尼索瓦人適應高海拔、低氧環(huán)境的時間遠遠早于現代人。”張東菊說，古人類占據了處于中更新世的青藏高原并取得了成功，早在現代智人到來之前，他們就適應了高海拔低氧環(huán)境。夏河丹尼索瓦人提供了這些古人類在具有挑戰(zhàn)性的環(huán)境下深入青藏高原的進化歷史證據。
最后，研究團隊在論文中表示：“我們的分析為更好理解東亞中更新世人類的演化鋪平了道路。”
轉自：經濟日報
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