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中亚古人类祖先是谁?

时间: 2019年05月05日 | 作者: 杨心舟 | 来源: 环球注册新宝GG(huanqiukexue.com)
《自然》期刊在线发表了兰州大学和德国马普进化人类学研究所的一项突破性研究,该团队分析了一块来自甘肃夏河县的人类下颌骨化石,并确定了其来自于16万年前的丹尼索瓦人。

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此次研究中化石的地点:甘肃夏河县附近的白石崖溶洞(图片来源:张东菊/兰州大学)

洞穴里的丹尼索瓦人

丹尼索瓦人的发现最早可以追溯到2008年,当时来自俄罗斯的古人类学家在俄罗斯与中、蒙交界的阿尔泰山的丹尼索瓦洞穴中,发现了一块很小的指骨碎片。研究者通过分析,推测该指骨碎片属于一个约4万年前的5-7岁的女孩。

之后在2010年,德国注册新宝GG家Svante Paabo团队从该指骨碎片中提取了DNA,并对其基因组进行了测序分析。他们发现这个年轻女孩既不属于尼安德特人(neanderthal),也不属于早期智人(early modern humans ,EMH)。他们将这块化石归类于另外一个新的种属,并且以发现的洞穴将其命名为“丹尼索瓦人”(Denisovan)。目前考古学家推测,丹尼索瓦人与尼安德特人及早期智人有着紧密联系,并且共同生活在更新世(旧石器时代)中晚期。

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现在学界研究得比较清晰的尼安德特人还原像。图片来源:John Gurche, artist / Chip Clark, photographer

在那之后,注册新宝GG家相继在洞穴中发现了来自其他成年丹尼索瓦人的牙齿化石, 2012年,注册新宝GG家通过牙齿化石还原了丹尼索瓦人的全基因组序列,基因序列表明丹尼索瓦人与现代人、尼安德特人拥有着同样的祖先。但不同的是,尼安德特人的DNA遍布在非洲以外的地区,而丹尼索瓦人则只与中国、东南亚以及澳洲土著人群拥有比较大的基因共性。

2014年Nature上的一篇文章发现生活在中国4000米海拔上青藏地区的藏民可能继承了丹尼索瓦人的一些基因,让他们能够适应高海拔的生存条件。在高海拔生活的人由于氧气浓度低,会选择通过增加血红蛋白的数目来增强氧运输能力,但这很容易造成心脏疾病。而生活在青藏高原地区的人体内血红蛋白的数量却并没有变化,但这些人EPAS1基因出现了突变,该突变被认为可以让当地人在降低血红蛋白数量的同时适应低氧浓度。这一突变基因与丹尼索瓦人可以完全匹配,研究推测该基因正是随着基因流动从丹尼索瓦人转移至现代藏民体内的。

走出洞穴

此前,丹尼索瓦人与青藏高原地区现代人的联系一直局限在基因层面,最重要的原因就是没有直接的化石证据表明,丹尼索瓦人曾存在于该地区。但是最新发表在Nature上的文章突破性地展示了一块该地区丹尼索瓦人的化石碎片,这也是首次在丹尼索瓦洞穴以外的地区发现该人种的化石,为丹尼索瓦人与现代人建立起了全新的联系。

在这项新研究中,研究人员分析并描述了来自中国甘肃夏河县白石崖溶洞中发现的一块下颌骨化石。该化石最初是由一位当地的僧人于1980年发现的,最终辗转交给了兰州大学。自2010年以来,兰州大学的张东菊一直在对该下颌骨发现区域和以及白石崖溶洞进行勘测。现今,已经有许多考古学家在白石崖溶洞发现了大量旧石器时代的化石标本,以及许多带有人造标记的动物骨头。张东菊在对下颌骨进行铀钍定年法分析后,发现该下颌骨应该距今已经有16万年之久。这表明在倒数第二个冰川期的时候,史前人类就已经走向了青藏高原地区。

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由于该新发现的下颌骨DNA已经难以获取,兰州大学与德国马普进化人类学研究所的研究人员一同选择分析了下颌骨中臼齿残留蛋白质组,臼齿中的蛋白已经处于降解状态,因此可以很好的与现代人的蛋白分开,而不会造成样本污染。

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马普研究所的Frido Welker表示,“从蛋白分析结果来看,夏河县出土的这块下颌骨与丹尼索瓦洞穴中的化石有紧密联系。”其中有一些特别的单氨基酸多态性与丹尼索瓦人完全一样。不过由于现在丹尼索瓦人的化石数量不多,就目前已知的基因序列,想要理解丹尼索瓦人之间的蛋白多样性还比较困难。张东菊等论文作者目前将夏河县发现的丹尼索瓦化石来源与丹尼索瓦洞穴中的人种并排分列在演化树上。

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之前考古学界在丹尼索瓦洞穴以外还未曾发现过丹尼索瓦人化石,而夏河县发现的这块下颌骨化石算是创造了全新的记录。根据定年法分析推测出其应该存在于距今16万年前,因此其也算是当下最古老的丹尼索瓦人化石。目前学界普遍认为丹尼索瓦人和尼安德特人于44万-47万年前分离,尽管这块化石存在年代与该时间还有一段距离,但其已经将丹尼索瓦人存在历史往前推进了巨大的一步。

高原上的史前人类

现在在夏河县附近的青藏高原地区附近有大量旧石器时代的遗址,大部分化石都距今大约3-4万年。这意味着在当时,人类已经适应了这种高纬度的高原生存环境,比如低温和缺氧。而新研究中丹尼索瓦人的下颌骨表明,丹尼索瓦人进入青藏地区的时间要更早,并且至少在16万年前就已经适应了高原生活。

现在生活在青藏高原地区的人们普遍都保留着EPAS1的基因突变,研究者推测这些适应高原生活的突变很有可能就是来自更早生活在这里的丹尼索瓦人。张东菊表示“这些丹尼索瓦人在更新世中期就来到了青藏高原地区,并且逐渐适应了低氧的生存环境,这要比现代智人来到青藏地区早得多。”

那么为什么从1980获得下颌骨之后,过了数十年才突破性地获得该新发现呢?在接受《环球注册新宝GG》记者采访时,张东菊表示,尽管这块下颌骨化石获得较早,但因为当时拥有该化石的团队专注于研究其他方向,所以一直并未对其细致地进行分析。

直到2010年,首项丹尼索瓦人的研究问世后,学界发现丹尼索瓦人与东亚人群,尤其是青藏高原的人有基因共性。我们此时也正好开始对该下颌骨进行研究,其实最初研究团队没有将该化石和丹尼索瓦人联系起来,只是单纯地想对其形态、历史进行分析。但最后在2017年分析结果出来,竟发现该下颌骨与丹尼索瓦洞穴中的化石可能来源于同一人种,整个研究团队也感到非常惊讶。但考虑到丹尼索瓦人的确曾生活在这一地区附近,该结果也是意料之外,情理之中的。


论文地址:A late Middle Pleistocene Denisovan mandible fromthe Tibetan Plateau