《自然》雜志刊發(fā)論文報(bào)道驚人發(fā)現(xiàn)——
青藏高原16萬(wàn)年前就有人類生活
經(jīng)濟(jì)日?qǐng)?bào)·中國(guó)經(jīng)濟(jì)網(wǎng)記者 佘惠敏
青藏高原作為世界屋脊,以其獨(dú)特的自然環(huán)境與風(fēng)光吸引著全球目光。圖為位于中國(guó)西藏自治區(qū)的卓木拉日雪山。本報(bào)記者 高興貴攝
日前,世界頂級(jí)學(xué)術(shù)期刊《自然》雜志刊發(fā)論文報(bào)道了一個(gè)驚人發(fā)現(xiàn):科學(xué)家檢測(cè)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(xiàn)它屬于丹尼索瓦人,且至少具有16萬(wàn)年的歷史——由此一舉大幅刷新了青藏高原的人類活動(dòng)記錄
《自然》雜志日前刊發(fā)了中國(guó)科學(xué)院青藏高原研究所、蘭州大學(xué)和德國(guó)馬克斯·普朗克進(jìn)化人類學(xué)研究所等多家科研單位的合作研究成果——結(jié)果表明:早在16萬(wàn)年前,青藏高原上就已迎來(lái)人類的足跡。這書(shū)寫(xiě)了世界范圍內(nèi)史前人類征服高海拔極端環(huán)境的最早記錄。
人類何時(shí)征服青藏高原
去年11月30日,世界頂級(jí)學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》雜志曾發(fā)表過(guò)一篇中國(guó)科學(xué)院古脊椎動(dòng)物與古人類研究所高星課題組與西藏自治區(qū)文物保護(hù)研究所合作的研究論文,報(bào)道了在藏北羌塘高原海拔4600米的舊石器時(shí)代遺址——尼阿底,證實(shí)古人在距今3萬(wàn)至4萬(wàn)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(dòng)的最高海拔遺跡是發(fā)現(xiàn)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(wàn)年前。無(wú)論從年代還是從海拔,尼阿底遺址都超過(guò)Cuncaicha巖廈遺址。
當(dāng)然,這個(gè)時(shí)間記錄如今又被改寫(xiě)——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(wàn)年前。但海拔記錄沒(méi)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(jié)果顯示,這塊人類下頜骨至少具有16萬(wàn)年的歷史?!眳⑴c此項(xiàng)研究的蘭州大學(xué)副教授張東菊介紹,發(fā)現(xiàn)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(gè)穴室。當(dāng)?shù)厝私榻B,該洞長(zhǎng)達(dá)1公里以上。在溶洞入口的厚層沉積物中,研究人員發(fā)現(xiàn)了大量帶有切割痕跡的動(dòng)物骨頭,還發(fā)現(xiàn)了包括石片、石核和刮削器在內(nèi)的石器。
這塊下頜骨最初在民間發(fā)現(xiàn)。自2010年開(kāi)始,蘭州大學(xué)的相關(guān)科研團(tuán)隊(duì)在洞穴和周圍地區(qū)開(kāi)展了廣泛考古調(diào)查,終于在2016年確認(rèn)了下頜骨的原始發(fā)現(xiàn)地點(diǎn)。2016年,研究人員還在調(diào)查區(qū)域新發(fā)現(xiàn)兩個(gè)舊石器時(shí)代遺址,表明史前人類的活動(dòng)并沒(méi)有局限于洞穴,還存在于甘家盆地的曠野區(qū)域中。
“我們?cè)?018年申請(qǐng)到國(guó)家文物局頒發(fā)的考古發(fā)掘執(zhí)照,對(duì)白石崖溶洞遺址開(kāi)展了正式考古發(fā)掘?!睆垨|菊表示,遺址目前已出土很多骨骼碎片,但還未開(kāi)展研究,并不確定其中是否有人骨,“我們正在做分析,未來(lái)會(huì)有答案”。
古蛋白質(zhì)確認(rèn)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(cè)一半和兩顆完整的臼齒,其他牙齒有一點(diǎn)牙根部分,但不完整。”張東菊說(shuō),“它的性狀看起來(lái)比較原始,牙齒比較大,沒(méi)有下巴頦,說(shuō)明它應(yīng)該不是現(xiàn)代人,可能是更古老的古人類?!?/p>
當(dāng)然,這只是初步結(jié)果。要判斷一個(gè)古人類化石的種屬,最早只能依賴骨頭的形狀和結(jié)構(gòu)特征及其測(cè)量數(shù)據(jù),但隨著技術(shù)的發(fā)展,我們目前還可以開(kāi)展古DNA和古蛋白質(zhì)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(xiàn)代人卻可以通過(guò)驗(yàn)DNA來(lái)準(zhǔn)確判斷彼此親緣關(guān)系。技術(shù)的進(jìn)步,能讓人與人之間的關(guān)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(yùn)的是,他們進(jìn)行的古蛋白質(zhì)分析成功了。這其實(shí)很正常。因?yàn)镈NA很脆弱,容易受到微生物污染,也容易隨時(shí)間推移而降解消失??蒲腥藛T僅在極少數(shù)古人類化石中成功提取到古DNA信息,大部分化石仍僅能進(jìn)行性狀分析。而古蛋白質(zhì)能比古DNA保留更長(zhǎng)時(shí)間,也更容易保存。對(duì)此,研究人員從2000年起利用質(zhì)譜法來(lái)識(shí)別化石中的蛋白質(zhì),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(xiàn)了丹尼索瓦人獨(dú)具的變異蛋白質(zhì)?!闭撐淖髡咧?、蘭州大學(xué)博士生夏歡告訴記者,“2017年,研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)這個(gè)信息時(shí)非常驚奇。因?yàn)椋@是在丹尼索瓦洞之外,全世界明確發(fā)現(xiàn)的第一個(gè)丹尼索瓦人?!?/p>
丹尼索瓦洞的丹尼索瓦人曾是一個(gè)震驚世界的發(fā)現(xiàn)。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(xiàn)了一個(gè)小女孩的指骨化石,并從中成功提取了DNA。根據(jù)DNA檢測(cè)結(jié)果,她屬于一個(gè)全新的人類種群——丹尼索瓦人。這一發(fā)現(xiàn)意味著人類近期族譜至少有3個(gè)截然不同的成員,分別是現(xiàn)代人、尼安德特人和丹尼索瓦人。該研究被《科學(xué)》雜志評(píng)為2012年度十大科學(xué)突破之一。
在丹尼索瓦洞中,科學(xué)家陸續(xù)獲得了很多發(fā)現(xiàn)。但在丹尼索瓦洞之外,人們此前并沒(méi)有明確發(fā)現(xiàn)過(guò)丹尼索瓦人。
尼安德特人和丹尼索瓦人均已滅絕?,F(xiàn)有研究表明,丹尼索瓦人和尼安德特人有過(guò)基因交流。而且,丹尼索瓦人對(duì)現(xiàn)代人的DNA也有貢獻(xiàn),人們?cè)诂F(xiàn)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(xiàn)了丹尼索瓦人的基因貢獻(xiàn)。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(nèi)亞一帶。
科學(xué)家們推測(cè),丹尼索瓦人雖然此前只在俄羅斯發(fā)現(xiàn),但其主要活動(dòng)范圍可能在中國(guó)。由于丹尼索瓦人化石發(fā)現(xiàn)的少,而且很破碎,所以無(wú)法與中國(guó)已發(fā)現(xiàn)的古人類化石進(jìn)行形態(tài)對(duì)比。而中國(guó)化石也很少保存有古DNA,所以,在這一新研究發(fā)表之前,沒(méi)有證據(jù)來(lái)證實(shí)以上推測(cè)。
而現(xiàn)在,這塊缺失的拼圖終于合上了。
深入高原的古人類進(jìn)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(duì)人類生存構(gòu)成嚴(yán)峻挑戰(zhàn),被稱作“地球第三極”?!皩?duì)比研究顯示,藏族人群有一部分非常小的基因來(lái)自丹尼索瓦人?!毕臍g介紹,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?cè)谇嗖馗咴@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(guò)去,人們一直不解的是:丹尼索瓦人為何產(chǎn)生了對(duì)高海拔、低氧環(huán)境的這種遺傳適應(yīng)?畢竟,此前有關(guān)丹尼索瓦人的化石證據(jù)一直局限于海拔只有700米的丹尼索瓦洞。而現(xiàn)在,甘肅夏河白石崖溶洞丹尼索瓦人的發(fā)現(xiàn),解開(kāi)了這個(gè)謎題。
“夏河人”的下頜骨化石被部分包裹在碳酸鹽結(jié)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(wú)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(guò)往描述的丹尼索瓦人化石類似。
“丹尼索瓦洞的最新測(cè)年結(jié)果顯示,丹尼索瓦人在該洞生活時(shí)間距今約為20萬(wàn)年到5.5萬(wàn)年,而夏河的丹尼索瓦人測(cè)定的最小年齡為距今16萬(wàn)年前,兩者年代相近,很難說(shuō)在哪里出現(xiàn)得更早?!睆垨|菊說(shuō),古DNA保存對(duì)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(zhì)在夏河人化石中成功保存,應(yīng)該也與青藏高原相對(duì)較冷的環(huán)境有直接關(guān)系?!皷|亞發(fā)現(xiàn)過(guò)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?!?/p>
“在甘肅夏河的發(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)早于現(xiàn)代人?!睆垨|菊說(shuō),古人類占據(jù)了處于中更新世的青藏高原并取得了成功,早在現(xiàn)代智人到來(lái)之前,他們就適應(yīng)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(jìn)化歷史證據(jù)。
最后,研究團(tuán)隊(duì)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。”
佘惠敏
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