尋找東方“丹尼索瓦人”

目前的發(fā)現(xiàn)只是一個(gè)開始

科研團(tuán)隊(duì)2018年在夏河白石崖溶洞發(fā)掘現(xiàn)場(chǎng)。 張東菊/供圖

在夏河縣發(fā)現(xiàn)的丹尼索瓦人下頜骨化石。 張東菊/供圖

基于MicroCT掃描數(shù)據(jù)重建的夏河丹尼索瓦人下頜骨模型,。 張東菊/供圖

日前,，一則關(guān)于青藏高原地區(qū)古人類活動(dòng)的新發(fā)現(xiàn)從蘭州大學(xué)傳來：經(jīng)過近10余年研究，蘭州大學(xué)及多家境內(nèi)外科研單位組成的研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn),，在16萬年前的第四紀(jì)冰期,，在現(xiàn)今甘肅省夏河縣一條古老河流的河床上方巖壁上的溶洞里，生活著一支神秘的中晚更新世古老人群——丹尼索瓦人,。

丹尼索瓦人最早發(fā)現(xiàn)于丹尼索瓦洞,，2010年，通過對(duì)西伯利亞南部阿爾泰山腳下一個(gè)不起眼的洞穴內(nèi)發(fā)現(xiàn)的牙齒和指骨化石進(jìn)行DNA分析,，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了大約5萬年前廣布于歐洲的尼安德特人的姐妹群——丹尼索瓦人,，該研究被《科學(xué)》雜志評(píng)為年度十大科學(xué)突破之一。

這個(gè)已經(jīng)滅絕的神秘人種正在改寫人們對(duì)人類演化的理解,。時(shí)至今日,，這片大陸的人類身上還帶有少量丹尼索瓦人的血統(tǒng)?？茖W(xué)家們推斷,，過去的幾十萬年間，這個(gè)古老人群曾遍布亞洲東部,，但在演化中與現(xiàn)代人類分道揚(yáng)鑣,。

“這是令人振奮的發(fā)現(xiàn)，它證明在16萬年前青藏高原地區(qū)就有人類活動(dòng),。”一枚長約12厘米人類下頜骨化石,，一組丹尼索瓦人古蛋白信息,，引出了一段16萬年前古老型智人歷史。在蘭州大學(xué)副教授張東菊看來,，這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)意義重大,，打開了研究東亞史前人類歷史的一扇窗。

一塊古化石引發(fā)的科考

自從在西伯利亞阿爾泰山區(qū)發(fā)現(xiàn)丹尼索瓦人的生活遺跡以來,，學(xué)術(shù)界對(duì)于東亞地區(qū)古人類活動(dòng)的探索一直沒有停止,，基因檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，丹尼索瓦人對(duì)東亞,、東南亞,、大洋洲等地的人類有重要基因貢獻(xiàn)。

“考古界推斷東亞地區(qū)有丹尼索瓦人活動(dòng),，但就是找不到化石證據(jù),。”山東大學(xué)考古學(xué)本科畢業(yè)，后到蘭州大學(xué)就讀環(huán)境考古研究生,，張東菊從讀研究生時(shí)起就致力于史前古人類研究,。“時(shí)代越久遠(yuǎn),，化石就越少,，研究就更不易，丹尼索瓦人雖然生活時(shí)代為過去的二三十萬年,，但目前發(fā)現(xiàn)的化石依然十分稀少,。”張東菊說,。

一塊古老又神奇的化石的出現(xiàn),，讓神秘的丹尼索瓦人在東亞的研究有了轉(zhuǎn)機(jī)。上世紀(jì)80年代,，在甘肅省甘南州夏河縣,，偶然的機(jī)會(huì)，有僧人撿到了一塊奇特的骨頭,，骨頭形狀顯示可能是人類下頜骨,，上面還有兩顆牙齒，但重似石頭,?？粗种衅嫣氐墓穷^，僧人有很多疑惑,，便將它交給了六世貢唐活佛保管,。

從上世紀(jì)80年代起，中科院寒旱所研究員,、蘭州大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院兼職教授董光榮與貢唐活佛相識(shí)并有來往,。看著董光榮專門從事古人類研究,，經(jīng)常和化石打交道,，活佛將僧人送來的重似石頭的骨頭交給了他，希望對(duì)研究有所幫助,。

“當(dāng)時(shí)也沒太在意,，直到10年前開始關(guān)注?！卑凑债?dāng)時(shí)的研究技術(shù),，對(duì)于單一一塊化石進(jìn)行系統(tǒng)研究，還難以開展,，董光榮忙于手中的研究,，對(duì)這塊其貌不揚(yáng)的化石沒有太多注意。直到2010年前后，化石才正式進(jìn)入考古研究者的視野,。

隨著研究視野和技術(shù)的不斷開拓,，進(jìn)入新世紀(jì)以來，青藏高原考古進(jìn)入活躍期,，中科院院士陳發(fā)虎教授領(lǐng)銜的蘭州大學(xué)環(huán)境考古團(tuán)隊(duì)開始關(guān)注青藏高原古人類活動(dòng)研究,，聚焦古人類在青藏高原活動(dòng)的歷史演變及人類活動(dòng)與環(huán)境的關(guān)系。

“這塊化石僅保存了古人類下頜骨的右側(cè),，下頜骨附著第一臼齒和第二臼齒,，其他的牙齒僅保留牙根部分，頜骨形態(tài)粗壯原始,，臼齒較大,。”在沒有測(cè)量的情況下,，研究人員可以很清楚地看到它是沒有下巴的,，首先說明它不是現(xiàn)代人化石。

“從黃土高原進(jìn)入青藏高原的重要通道就在河湟谷地,，夏河正處在這一區(qū)域,。”基于對(duì)古人類遷徙的基本判斷,，研究人員將視線再次聚焦到30年前從夏河發(fā)現(xiàn)的這塊化石,。

圍繞化石的系統(tǒng)研究

2010年，陳發(fā)虎團(tuán)隊(duì)開始著手對(duì)多年前輾轉(zhuǎn)獲得的一枚長約12厘米,、整體呈土黃色的人類右側(cè)下頜骨化石開展研究,。“當(dāng)時(shí),，雖然這塊化石的主人還是未知數(shù),，但團(tuán)隊(duì)都很興奮?！睆垨|菊說。

雖然這塊化石僅保存了下頜骨右側(cè),，但已是目前發(fā)現(xiàn)的體積最大的丹尼索瓦人化石,。“此前,，丹尼索瓦人化石只有幾件孤立牙齒和骨骼碎片,。”張東菊表示,，由于該化石并非正式發(fā)掘出土,，且發(fā)現(xiàn)時(shí)間久遠(yuǎn)，所以目前無法確定化石發(fā)現(xiàn)時(shí)有沒有直接共存的文化遺存，也沒有埋藏地層信息,。

陳發(fā)虎邀請(qǐng)境內(nèi)外10余家單位的研究人員,，對(duì)化石進(jìn)行了全面、綜合的研究,。同時(shí),，他帶領(lǐng)蘭州大學(xué)環(huán)境考古團(tuán)隊(duì)對(duì)甘肅省夏河縣及周邊、青海,、甘南臨界點(diǎn)方圓6000平方公里范圍內(nèi)進(jìn)行考古調(diào)查,，在化石出土地——白石崖溶洞及其所在區(qū)域?qū)ふ夜湃祟惢顒?dòng)遺存。

“在化石出土地找到古人類活動(dòng)留下來的遺存,，才有可能發(fā)掘出更多古人類活動(dòng)信息,，對(duì)于研究化石承載的古人類信息很有幫助?！笨呻x化石被撿已經(jīng)過去了近30年,，撿化石的主人公已經(jīng)過世，研究團(tuán)隊(duì)在甘肅甘南,、臨夏及鄰近的青海省周邊地區(qū)做了大量考察,，在白石崖溶洞找到了古人類留下來的石器等文化遺存，但很難確定化石出土的具體層位,，此外也在調(diào)查區(qū)新找到兩處舊石器遺址,。

在開展野外考察的同時(shí)，關(guān)于化石古DNA分析及化石形態(tài)研究也同期進(jìn)行,。但遺憾的是,，研究人員發(fā)現(xiàn)，該化石并未保存古DNA信息,。

“DNA損傷修復(fù)機(jī)制會(huì)隨著生物死亡而崩解,。”張東菊說,，在生物死亡過程中,，細(xì)胞會(huì)逐漸發(fā)生自溶，隨著大量蛋白酶,、DNA酶等的釋放,，DNA很快會(huì)被降解?！霸诟邷睾统睗竦臈l件下,，DNA也容易發(fā)生水解、斷裂,；此外,，許多微生物也會(huì)污染吞噬DNA,。”張東菊說,。

“即使是在理想的寒冷環(huán)境下,，能留存下來的古DNA也不會(huì)超過100萬年?！奔幢闳绱?，研究人員還是抱有希望，他們?cè)诨难例X中鉆了個(gè)小洞,，對(duì)取出的粉狀物進(jìn)行分析,，發(fā)現(xiàn)DNA已經(jīng)完全降解，沒有任何有價(jià)值信息,。

為進(jìn)一步確定化石種屬,，研究團(tuán)隊(duì)將目光轉(zhuǎn)向了古蛋白分析?！暗鞍踪|(zhì)比DNA‘幸存’的時(shí)間長,，它們的化學(xué)和分子組成意味著其更穩(wěn)定，分解速度沒有那么快,，盡管蛋白質(zhì)最終也會(huì)分解,。”團(tuán)隊(duì)成員,、來自德國馬普研究院的Welker表示,。

得知下頜骨沒有保存DNA后，Welker,、張東菊和博士生夏歡在蘭州大學(xué)開始進(jìn)行古蛋白分析,。“構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸化學(xué)結(jié)構(gòu)最終由生物體DNA中特異的編碼序列所決定,，因此,，通過比較不同物種中相同蛋白的氨基酸組成，可以認(rèn)識(shí)物種之間親緣關(guān)系的遠(yuǎn)近,?！毕臍g說。

研究人員通過對(duì)化石中古蛋白質(zhì)進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn),，該化石古蛋白中反映的遺傳信息與阿爾泰山地區(qū)丹尼索瓦洞的丹尼索瓦人親緣關(guān)系最近,，由此可以確定，該化石為青藏高原的丹尼索瓦人,，研究人員稱其為夏河丹尼索瓦人,。

此外,，研究團(tuán)隊(duì)還對(duì)化石的形成時(shí)代進(jìn)行分析,，化石的原始形態(tài)顯示其形成時(shí)代較為久遠(yuǎn),，對(duì)其進(jìn)行直接定年幾乎沒有可能，然而包裹在部分化石表面的碳酸鹽結(jié)核為測(cè)試化石的年齡提供了可能,?！疤妓猁}沉積物分布在骨骼周圍，且包裹的很緊密,?！毖芯咳藛T判斷，碳酸鹽沉積在骨骼上大致在同一時(shí)期,，年代不會(huì)久遠(yuǎn),。

通過研究碳酸鹽沉積的年代，就能確定化石形成的時(shí)期,。蘭州大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)邀請(qǐng)臺(tái)灣大學(xué)教授沈川洲共同開展沉積物的年齡測(cè)試,，沈川洲實(shí)驗(yàn)室對(duì)化石外的碳酸鹽包裹體進(jìn)行鈾系測(cè)年發(fā)現(xiàn)，該化石形成于至少距今16萬年前,，這個(gè)年代與此前已考證的阿爾泰地區(qū)丹尼索瓦人的活動(dòng)年代一致,。

亟待更大范圍研究“夏河人”

“夏河人”下頜骨形態(tài)、齒弓特征等,，與其他中更新世人群有一些相似性,，但也有明顯差異。對(duì)臼齒的分析顯示,，它的尺寸非常大并且有第三齒根,，臼齒有第三齒根的現(xiàn)象主要出現(xiàn)在現(xiàn)代亞洲人群中。下頜骨綜合分析,，它不屬于任何一支已知古人群或現(xiàn)代人群,。

“丹尼索瓦人是一個(gè)神秘的存在?！备咝钦f,，目前從牙齒的形態(tài)來看很難辨別其臉型，學(xué)術(shù)界特別希望知道丹尼索瓦人長什么樣,。他推測(cè),，夏河可能是更早的丹尼索瓦人發(fā)源地，而阿爾泰山地區(qū)的丹尼索瓦人可能是其后代,?！皩?duì)夏河丹尼索瓦人的進(jìn)一步研究，可能會(huì)改寫人類演化遷徙的版圖,?！彼硎尽?/p>

充分挖掘了化石承載的古人類信息,，并進(jìn)行了多方印證,，研究團(tuán)隊(duì)確定,，在夏河發(fā)現(xiàn)的化石就是丹尼索瓦人的化石，在16萬年前,，丹尼索瓦人就在青藏高原東北邊緣的夏河一帶活動(dòng),。可要進(jìn)一步了解丹尼索瓦人的生活習(xí)性,、生計(jì)活動(dòng),，乃至和地理環(huán)境之間的關(guān)系，需要更大范圍的考古調(diào)查和發(fā)掘,。

從2010年開始,，研究團(tuán)隊(duì)在夏河及周邊地區(qū)的考古調(diào)查從沒間斷。直到2016年,，團(tuán)隊(duì)在白石崖溶洞發(fā)現(xiàn)了石器等文化遺存,，確定夏河丹尼索瓦人曾在出土地留下了考古遺物，此外還在白石崖溶洞所在的甘加盆地新發(fā)現(xiàn)了兩處曠野型舊石器遺址,。

“除了對(duì)夏河丹尼索瓦人化石展開研究之外,，我們還想知道化石出土地的更多信息?！睆垨|菊介紹說,，2018年，蘭州大學(xué)環(huán)境考古團(tuán)隊(duì)聯(lián)合甘肅省文物考古研究所對(duì)白石崖溶洞進(jìn)行了小面積考古發(fā)掘,，豐富的石制品和動(dòng)物骨骼化石相繼出土,，顯示曾有古人類在這里較長時(shí)間生活。

白石崖溶洞恒溫,，在距離洞口處80米之內(nèi),，冬季溫度可始終保持在9攝氏度左右?！叭绻赐夂芾?，這里更適合人類生存?！?018年年底,，由張東菊帶隊(duì)，研究人員對(duì)白石崖溶洞進(jìn)行小面積的正式考古發(fā)掘,，發(fā)現(xiàn)較厚的文化層堆積,，發(fā)掘出土豐富的石制品和動(dòng)物骨骼遺存，顯示古人類在該遺址曾較長時(shí)間生活,。

經(jīng)過系統(tǒng)研究,，新的成果逐漸被發(fā)現(xiàn)，近日在甘肅夏河召開的會(huì)議上,，蘭州大學(xué)環(huán)境考古團(tuán)隊(duì)公布,，夏河丹尼索瓦人發(fā)現(xiàn)地——甘肅省甘南州夏河縣白石崖溶洞保存有豐富的舊石器文化遺存,，包括大量石器和動(dòng)物骨骼化石。

張東菊介紹說,，2018年發(fā)掘出土的考古遺存，其中石制品1400多件,，動(dòng)物骨骼化石600多件,。初步分析結(jié)果顯示，出土石制品遺存類型包括石核,、石片,、工具和斷塊；動(dòng)物骨骼化石以較破碎的四肢骨為主,，目前已鑒定出的動(dòng)物種屬有犀牛,、野牛、野馬/驢,、鬣狗和野羊/羚羊等,。

“動(dòng)物骨骼化石上，還發(fā)現(xiàn)了石器的切割痕跡,，進(jìn)一步證明人類活動(dòng)是洞穴內(nèi)動(dòng)物骨骼堆積的主要因素,。”張東菊表示,，這說明古人類在第四紀(jì)最為寒冷的倒數(shù)第二次冰期生活于青藏高原上,，人類以捕獵大型冰期動(dòng)物為主，這些豐富的動(dòng)物遺存為理解青藏高原舊石器人群的生業(yè)模式和對(duì)高原環(huán)境的適應(yīng)提供重要信息,。

“在這么小的發(fā)掘面積出土這么多化石,，說明白石崖溶洞是當(dāng)時(shí)人類的生活家園?！备咝钦f,，可以將其與中國已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的同期古人類化石進(jìn)行形態(tài)對(duì)比，有助于厘清中晚更新世古人群之間的演化關(guān)系,。

蘭州大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)介紹,，2019年還將對(duì)白石崖溶洞進(jìn)行全面測(cè)繪，再次申請(qǐng)對(duì)洞穴不同部位進(jìn)行發(fā)掘,，對(duì)洞穴文化遺存進(jìn)行全面系統(tǒng)的發(fā)掘整理,、系統(tǒng)精準(zhǔn)的測(cè)年、生存環(huán)境和適應(yīng)分析,、石制品等考古遺存分析等工作,。

“目前，夏河丹尼索瓦人的發(fā)現(xiàn)只是一個(gè)開始,，下一步對(duì)遺址的系統(tǒng)發(fā)掘和研究,，將逐步揭露丹尼索瓦人在夏河地區(qū)的生產(chǎn)生活,、環(huán)境適應(yīng)、文化演進(jìn)等方面的信息,，同時(shí),，也對(duì)進(jìn)一步研究丹尼索瓦人的遷徙軌跡有重要意義?！睆垨|菊表示,，蘭州大學(xué)環(huán)境考古團(tuán)隊(duì)將依托國家第二次青藏科考，在青藏高原開展更大范圍,、更系統(tǒng)的考古調(diào)查,，尋找考古遺址，并選擇重要遺址開展正式考古發(fā)掘,，全面,、完整地去了解研究青藏高原史前人類活動(dòng)情況。

中國青年報(bào)·中青在線記者 馬富春 來源：中國青年報(bào)