探秘失落的古人類家園

編譯 邢鴻飛

西伯利亞的丹尼索瓦洞穴出土了迄今為止最令人著迷的化石。而位于青藏高原的白石崖溶洞中發(fā)現(xiàn)的一塊下頜骨表明，丹尼索瓦人曾分布在亞洲的大部分地區(qū)。

過去的10年里，西伯利亞的丹尼索瓦洞穴出土了一些至今最令人著迷的化石。用肉眼看，它們沒什么特別——無非就是幾顆牙齒，幾塊骨頭。

但是這些化石含有的DNA可以追溯到數(shù)萬年前。這些遺傳物質(zhì)表明丹尼索瓦人是人類進(jìn)化的獨(dú)特分支，一個(gè)失落的世系。

在遙遠(yuǎn)的某個(gè)時(shí)候，丹尼索瓦人消失——但在此之前他們與現(xiàn)代人類混血繁殖。如今，東亞和新幾內(nèi)亞等地的人們?nèi)匀粩y帶丹尼索瓦人的DNA片段。

了解丹尼索瓦人最大的障礙之一是他們所處的年代。用什么標(biāo)準(zhǔn)方法確定這些化石的年代讓科學(xué)家們感到困惑。

“每個(gè)人都說，‘這些丹尼索瓦人，我們真不知道他們的年齡。’”德國馬克斯·普朗克人類歷史研究所的考古學(xué)家卡特琳娜·杜卡（Katerina Douka）說。

在過去的6年里，杜卡博士和其他專家一直在研究丹尼索瓦洞穴的歷史。他們標(biāo)注了洞穴底部103層沉積物的年代，并在其中發(fā)現(xiàn)了50件物品，包括骨頭、木炭和工具。

科學(xué)家們2019年1月發(fā)表的兩篇論文中公布了這一年代表。文中的時(shí)間線顯示，人類占據(jù)這個(gè)洞穴的時(shí)間可能長達(dá)30萬年。文章同時(shí)還提出了一些有趣的線索，表明丹尼索瓦人可能已經(jīng)具備與現(xiàn)代人水平相當(dāng)?shù)膹?fù)雜思維能力。

英國?？巳卮髮W(xué)的羅賓·丹內(nèi)爾（Robin Dennell ）在隨附的評論中寫道，杜卡博士和她的同事們已經(jīng)繪制出“一個(gè)嚴(yán)格且證據(jù)充分的時(shí)間表”。

西伯利亞丹尼索瓦洞穴的研究人員，左二為考古學(xué)家卡特琳娜·杜卡。他們發(fā)現(xiàn)這個(gè)洞穴已經(jīng)連續(xù)被占據(jù)了30萬年

神秘的丹尼索瓦洞穴

丹尼索瓦洞穴位于阿努伊河上游約30碼處。這個(gè)洞穴有一個(gè)很大的主室，洞頂很高；主室中，有通道通向更小的空間。在過去的幾十萬年里，沉積物在洞穴的底部慢慢堆積。

20世紀(jì)70年代，俄羅斯科學(xué)家開始挖掘這些沉積物，他們發(fā)現(xiàn)了鬣狗和熊等動(dòng)物的化石、疑似人類骨頭的碎片、數(shù)千件石器、手鐲、珠子和其他裝飾品。

2010年，馬克斯·普朗克進(jìn)化人類學(xué)研究所的研究人員宣布，他們在這個(gè)洞穴獲得的牙齒和骨骼中發(fā)現(xiàn)了DNA。除了丹尼索瓦人的DNA，他們還發(fā)現(xiàn)了一些含有尼安德特人DNA的骨頭碎片。

通過比較這些DNA的突變，科學(xué)家們對丹尼索瓦人和尼安德特人如何融入人類族譜有了更好的了解。

事實(shí)證明，現(xiàn)代人與生活在大約60萬年前的丹尼索瓦人和尼安德特人有著共同的祖先。后來——大約40萬年前——尼安德特人和丹尼索瓦人的血統(tǒng)彼此分開。

自從挖掘工作開始以來，俄羅斯研究人員仔細(xì)繪制了他們發(fā)現(xiàn)骨頭和工具區(qū)域的沉積層圖。他們試圖估計(jì)這些沉積層的年代，“但整個(gè)洞穴什么時(shí)代都有?！倍趴ú┦空f。

杜卡和她在牛津大學(xué)的同事是碳十四測年方面的專家。澳大利亞臥龍崗大學(xué)的研究人員嘗試了另一種方法，被稱為光釋光年代測定法。

丹尼索瓦洞穴中采集到的上舊石器時(shí)代早期的骨尖和穿孔牙齒

研究人員將兩種方法的結(jié)果結(jié)合起來，形成了該洞穴的年表。這些發(fā)現(xiàn)在很大程度上是一致的，“這肯定是統(tǒng)一的結(jié)果?！迸P龍崗大學(xué)年代學(xué)專家澤諾比亞·雅各布斯（Zenobia Jacobs）說。

洞穴中最早的人類生命跡象是簡單的石器，距今已有約28.7萬年的歷史。僅憑這些工具我們無法獲知這里的早期人類是丹尼索瓦人還是尼安德特人。但它們并不是尼安德特人制造的工具的樣式，而丹尼索瓦人可能是這些工具的創(chuàng)造者。

在年代更近的洞穴底部，研究人員沒有發(fā)現(xiàn)尼安德特人的遺骸——只找到了丹尼索瓦人的證據(jù)。丹尼索瓦人的牙齒可以追溯到5.53萬～8.41萬年前；丹尼索瓦人的骨頭碎片有5.16萬～7.62萬年的歷史。

矛盾的是，洞穴中年代最新的部分卻產(chǎn)生了一些最大的謎團(tuán)。大約從4.5萬年前開始，新型的人工制品開始出現(xiàn)在洞穴底部。它們包括尖尖的骨頭，以及像石手鐲和珠子這樣的裝飾品。一種可能是這些新工具是由新入居的現(xiàn)代人制造的。

現(xiàn)代人在非洲進(jìn)化，然后移居到其他大陸。他們可能已經(jīng)到達(dá)了現(xiàn)在的西伯利亞：在那里發(fā)現(xiàn)的一塊人類化石可以追溯到大約4.5萬年前。

但是，新研究的合著者之一、俄羅斯科學(xué)院考古與人種志研究所所長邁克爾·舜科夫（Michael Shunkov）不同意這種解釋。

他在一封電子郵件中說，丹尼索瓦洞穴中的精密工具“沒有明顯跡象表明它們受到了外部影響”。舜科夫博士認(rèn)為，正好相反，居住在這個(gè)洞穴長達(dá)25萬年的丹尼索瓦人自己開發(fā)了這項(xiàng)技術(shù)。

解決問題的一個(gè)方法是找到那個(gè)時(shí)期的人類化石。

杜卡博士和她的同事們發(fā)現(xiàn)了一塊距今4.59萬～5萬年前的骨頭，其中含有類似人類的蛋白質(zhì)，但沒有DNA。它可能屬于現(xiàn)代人、尼安德特人或丹尼索瓦人。

研究人員正在洞穴底部搜尋更多的化石。一塊大約4.5萬年前的化石中將蘊(yùn)含無數(shù)驚喜。

如果那個(gè)時(shí)期的裝飾品是現(xiàn)代人和丹尼索瓦人的混血的作品呢?

“以前的二分法，結(jié)果必須是其中之一，在這個(gè)研究里有點(diǎn)過時(shí)了?！倍趴ú┦空f。

白石崖的巨大發(fā)現(xiàn)：丹尼索瓦人的下頜骨

1980年，西藏一名佛教僧侶進(jìn)入一個(gè)神圣的洞穴祈禱。在地上，他發(fā)現(xiàn)了人的半個(gè)下頜骨，上面還保留著兩顆牙齒。

2019年5月1日，有科學(xué)家撰文說，這塊化石屬于16萬年前的丹尼索瓦人，一個(gè)神秘的類似尼安德特人譜系的成員，他們在大約5萬年前已經(jīng)消失。

該化石是人們在西伯利亞丹尼索瓦洞穴以外的地方發(fā)現(xiàn)的首個(gè)證據(jù)，支持了現(xiàn)代人的近親曾經(jīng)生活在中亞和東亞的大部分地區(qū)這一理論。

多倫多大學(xué)古人類學(xué)家本斯·維奧拉（Bence Viola）沒有參與這項(xiàng)新研究，他說：“我非常興奮，我們找到一個(gè)丹尼索瓦人，他不在丹尼索瓦洞穴的范圍內(nèi)。我們認(rèn)識(shí)丹尼索瓦人10年以來，還沒有在其他任何地方發(fā)現(xiàn)過他們的蹤跡?！?/p>

新發(fā)現(xiàn)的化石表明，丹尼索瓦人非常耐寒，他們僅用簡單的石器就能在海拔10 700英尺的青藏高原上忍受惡劣的環(huán)境。

這一發(fā)現(xiàn)還表明，這些丹尼索瓦人可能已經(jīng)進(jìn)化出能夠適應(yīng)高海拔環(huán)境的基因，而現(xiàn)在的藏族人群或許繼承了這些基因，這要?dú)w功于史前時(shí)期丹尼索瓦人和現(xiàn)代人的混血結(jié)合。

20世紀(jì)70年代，俄羅斯研究人員開始在西伯利亞挖掘丹尼索瓦洞穴。多年來，他們在洞中發(fā)現(xiàn)了大量的骨頭。其中一些看起來像是來自人類或已滅絕的人類親緣。

為了尋找線索，考古學(xué)家把一些骨頭送到德國萊比錫的馬克斯·普朗克進(jìn)化人類學(xué)研究所，那里的專家擅長從化石中提取DNA。

結(jié)果發(fā)現(xiàn)，一些骨頭含有尼安德特人的DNA。但在2010年，馬克斯·普朗克研究所的研究人員就曾經(jīng)發(fā)現(xiàn)，有一根手指骨的基因?qū)儆谖粗娜祟愖V系。

在過去的10年里，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了更多的丹尼索瓦人的牙齒和骨頭碎片，包括一塊頭骨。從28.7萬年前到大約5萬年前，丹尼索瓦人似乎斷斷續(xù)續(xù)地生活在這個(gè)洞穴里。

根據(jù)他們的DNA判斷，丹尼索瓦人與40萬年前的尼安德特人有著共同的祖先。他們與尼安德特人和現(xiàn)代人結(jié)合。今天，東亞、澳大利亞、太平洋島嶼和美洲的人們都攜帶一些丹尼索瓦人的DNA。

一個(gè)虛擬的青藏高原丹尼索瓦人頜骨復(fù)原結(jié)構(gòu)圖，其中表面附著的碳酸鹽結(jié)核經(jīng)過數(shù)字化處理被去除

丹尼索瓦人的DNA在目前存活的人類的攜帶情況表明，他們很可能生活在整個(gè)東亞和東南亞。也許不僅僅是在那里，最近，一些研究人員提出，丹尼索瓦人到達(dá)過新幾內(nèi)亞，并與現(xiàn)代人混血結(jié)合。

然而年復(fù)一年，沒人能在西伯利亞洞穴以外的區(qū)域找到丹尼索瓦人的化石。

2010年，中國蘭州大學(xué)的考古學(xué)家張東菊所在團(tuán)隊(duì)開始對發(fā)現(xiàn)于夏河的人類下頜骨進(jìn)行研究。

很快，他們就看出那是古老型人類的骨頭，但不是現(xiàn)代人?！拔覀兌加邢掳皖W，但這個(gè)沒有?！睆埐┦吭诮邮懿稍L時(shí)說。

最終，她找到了發(fā)現(xiàn)頜骨的位于青藏高原的洞穴。附近寺廟的僧侶告訴她，他們經(jīng)常在該洞穴內(nèi)找到人類的遺骸。

張博士說：“他們說那些遺骸半骨半石?！?/p>

她和她的同事在洞穴進(jìn)行小規(guī)模的挖掘，便發(fā)現(xiàn)了古老的工具，這是人類活動(dòng)的標(biāo)志。

她把下頜的照片通過電子郵件發(fā)給馬克斯·普朗克研究所的古人類學(xué)家讓-雅克·胡布林（Jean-Jacques Hublin）。他非常感興趣，于是趕赴中國考察這塊化石，很快他和張博士就開始與其他專家聯(lián)手合作，以了解更多信息。

臺(tái)灣大學(xué)的沈川洲和余采倫負(fù)責(zé)測試化石的年齡。頜骨上還粘著一些碳酸鹽沉積物，這些沉積物中含有鈾元素。通過測量鈾衰變成釷的過程，沈博士和余博士能夠估算出這塊骨頭的年齡。

這個(gè)下頜骨至少有16萬年的歷史，是迄今為止青藏高原上人類存在的最古老的證據(jù)。它的久遠(yuǎn)年代也支持了科學(xué)家的直覺，即它不屬于我們現(xiàn)代人。

DNA可以揭示它的真實(shí)身份。但是，北京古脊椎動(dòng)物與古人類研究所的遺傳學(xué)家付巧妹發(fā)現(xiàn)，其中并沒有任何DNA保存下來。

慶幸的是，在化石中找到了其他生物分子。在馬克斯·普朗克研究所，分子人類學(xué)家弗里多·威爾克（Frido Welker）在頜骨的牙齒中發(fā)現(xiàn)了古老的蛋白質(zhì)。

這些蛋白質(zhì)并非來自現(xiàn)代人：相反，他們與來自西伯利亞的丹尼索瓦人的DNA相匹配。

2018年，張東菊(右上，探方中)帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)在夏河白石崖溶洞開挖了一個(gè)小探方。在那里發(fā)現(xiàn)的一塊下頜骨可以追溯到一個(gè)神秘的人種——丹尼索瓦人

發(fā)現(xiàn)頜骨的石灰?guī)r洞穴位于甘肅夏河附近的河床上。佛教僧侶到洞里祈禱時(shí)發(fā)現(xiàn)了類似人類的遺骸

隨著新發(fā)現(xiàn)和其他最近的發(fā)現(xiàn)，丹尼索瓦人的面貌變得越來越清晰。從碩大的臼齒到厚厚的下顎，再到巨大的腦殼，他們頭部的一切似乎都很大。維奧拉博士推測，成年人的體重可能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過200磅。

他說:“我認(rèn)為他們是非常龐大和強(qiáng)壯的個(gè)體。他們就像足球運(yùn)動(dòng)員?！?/p>

居住在高海拔地區(qū)的丹尼索瓦人的發(fā)現(xiàn)之所以耐人尋味，還有另一個(gè)原因：今天的藏人與丹尼索瓦人有著特殊的基因聯(lián)系。

當(dāng)大多數(shù)人去高海拔地區(qū)旅行時(shí)，他們對低氧的反應(yīng)是在紅細(xì)胞中制造更多的血紅蛋白。

“這很糟糕，因?yàn)檫@會(huì)讓你的血液變稠?！辈祭蚀髮W(xué)的人口遺傳學(xué)家艾米莉亞·胡爾塔-桑切斯（Emilia Huerta-Sanchez）說。她本人沒有參與這項(xiàng)新研究。

但是許多藏人體內(nèi)不會(huì)產(chǎn)生額外的血紅蛋白，這要?dú)w功于他們攜帶的一種叫作EPAS1的不尋常基因。2014年，胡爾塔-桑切斯博士和她的同事們發(fā)現(xiàn)，這種不尋常的基因來自丹尼索瓦人。

丹尼索瓦人是如何擁有一種在高海拔地區(qū)促進(jìn)健康的基因的呢?為什么它在藏族人中非常普遍，而在其他人中卻如此罕見?

胡爾塔-桑切斯博士說，直到科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)青藏高原丹尼索瓦人的DNA，真相才會(huì)明朗。

她說：“我們不知道事情的順序，但丹尼索瓦人的群體如此神秘，我們了解到的任何東西都令人興奮?！?/p>

近幾十年來，中國古人類學(xué)家找到了許多令人費(fèi)解的骨頭，它們幾乎都是人類的化石，有著數(shù)萬年或數(shù)十萬年的歷史。

研究人員現(xiàn)在可能會(huì)將它們與夏河的頜骨進(jìn)行比較，并在化石中尋找遠(yuǎn)古的蛋白質(zhì)。

威爾克博士預(yù)言：“丹尼索瓦人已經(jīng)在某個(gè)博物館的抽屜里了，我們只是還沒能把它們都聯(lián)系起來?！?/p>