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夏河丹尼索瓦人研究入選《科學》雜志2019年十大科學突破 青藏高原人類史前推12萬年

夏河丹尼索瓦人研究入選《科學》雜志2019年十大科學突破 青藏高原人類史前推12萬年

夏河丹尼索瓦人研究入選《科學》雜志2019年十大科學突破 青藏高原人類史前推12萬年

夏河丹尼索瓦人研究入選《科學》雜志2019年十大科學突破 青藏高原人類史前推12萬年

(神秘的地球uux.cn報道)據人民日報(吳月輝):核心閱讀:丹尼索瓦人是已滅絕的古人類種群。關于這個神秘的“全新”人種,各國的科學家和考古學家一直在努力揭秘。中國科學家的研究成果,證實了青藏高原一處洞穴內發現的人類下頜骨化石屬于丹尼索瓦人,將青藏高原上的人類活動歷史由從前的3萬—4萬年前,提前至距今16萬年。這個發現刷新了人們對青藏高原最早人類活動歷史和史前人類高海拔環境適應的認識,更為人類演化史拼圖補上了關鍵一塊。

日前,美國《科學》雜志公布了其評選的2019年十大科學突破,由中國科學院青藏高原研究所研究員陳發虎院士和蘭州大學張東菊副教授領銜的夏河丹尼索瓦人研究成果入選。在此之前,該成果還曾相繼入選美國《考古學》雜志評選的2019年度世界十大考古發現、《科學新聞》雜志評選的2019年度十大科學新聞。

夏河丹尼索瓦人是如何被發現的?它的發現有何重要意義?

發現神秘人種的重要線索

冰河時代,曾有一個神秘的人類種群與我們的祖先共同生活在這個世界上。

2008年,在俄羅斯西伯利亞南部阿爾泰山脈的一個名叫“丹尼索瓦”的山洞里,人們首次發現了他們的“蹤跡”——一截指骨化石和兩顆牙齒化石。

兩年后,科研人員從這截指骨化石中提取到了古DNA,分析研究后發現這些化石來自4萬年前,主人是一個5—7歲的小女孩。最特別的是,她不同于此前發現的早期現代人、尼安德特人以及弗洛勒斯人,屬于一個“全新”人種。于是,依據發現地的地名,將其命名為“丹尼索瓦人”。

隨后,通過DNA檢測和比對,科研人員發現丹尼索瓦人的基因廣泛散布在現代亞洲人、澳大利亞土著人群和大洋洲的美拉尼西亞人群中。“尤其是青藏高原上的藏族人群和夏爾巴人群,丹尼索瓦人可能給他們貢獻了一種名為EPAS1的變異等位基因。這一等位基因為其提供了適應高海拔缺氧環境的能力。”陳發虎說。

發現丹尼索瓦人的西伯利亞丹尼索瓦洞海拔并不高,僅有700米,為何丹尼索瓦人化石里能檢測到這種適應高原缺氧的EPAS1基因?而且,除了這個山洞之外,此前在其他地方未曾發現過任何丹尼索瓦人的存在蹤跡。

各國的科學家和考古學家們一直在尋找答案。

2019年5月,這一謎題有了被解開的希望。陳發虎、張東菊團隊從來自甘肅省夏河縣白石崖溶洞中的一塊古人類下頜骨化石上找到了新線索。這塊古人類右側下頜骨化石,長約12厘米,包括第一和第二臼齒兩顆完整牙齒。通過對化石進行測年、體質形態和古蛋白質等分析,研究人員確定其為丹尼索瓦人或其近親種,是一個青少年個體。

陳發虎說:“白石崖溶洞海拔3280米。只有長時間生活在高海拔地區,才可能選擇出耐低氧基因。丹尼索瓦人可能最早生活在包括青藏高原以內的廣大東亞地區,在向青藏高原擴散的過程中,獲得了適應高寒缺氧的基因,然后傳給了現在的藏族人群和夏爾巴人群。”

當然,上述結論目前還只是在前期科學研究的基礎上進行的邏輯推理,未得到進一步考古學的驗證。“這也是我們接下來要做的工作之一,就是綜合運用環境考古學和遺傳學等多學科研究來追蹤EPAS1基因的來源。”陳發虎說。

判斷驗證古老化石的種屬

此次發現的夏河丹尼索瓦人化石,最早“現身”還要追溯到1980年。

那年,有人在甘肅夏河甘加鄉的白石崖溶洞里意外發現了一塊人骨,幾經輾轉,這塊化石被交到了原中科院寒區旱區環境與工程研究所研究員董光榮手上。董光榮原本計劃與當時還在蘭州大學任教的陳發虎一起商量如何展開進一步研究,后來擱置了。直到2010年,針對化石的研究工作才得以正式啟動。

“光有化石是不夠的,我們要對化石出土的具體層位、地點和區域進行深入研究,才能獲得化石所代表的古人類更準確的時空生存信息。”陳發虎說。因為發現年代久遠,該化石在白石崖溶洞的具體出土地點和層位信息不得而知,關于化石發現地的信息僅來自于發現人所述。過去10年,研究團隊考察了甘加盆地的20多個洞穴,最終確定了白石崖溶洞為化石出土地點。

“由于該化石并非正式發掘出土,而且發現時間久遠,盡管出土地點確定,但仍無法獲得其埋藏地層信息,很難進行年代測定。”張東菊說。慶幸的是,化石外包裹著一層碳酸鹽。研究人員對其進行了鈾系測年,結果顯示該化石形成于至少距今16萬年前。

時間確定后,如果再能夠從化石中提取出有效的DNA,就可以從分子層面做出準確判斷,確定這塊下頜骨的主人是誰。遺憾的是,研究人員最終未能從樣本中提取出古DNA來。

張東菊解釋說:“在生物死亡過程中,細胞會逐漸發生自溶。在高溫和潮濕的條件下,DNA也容易發生水解、斷裂。此外,許多微生物也會污染吞噬DNA。即使在理想的寒冷環境下,能留存下來的古DNA也不會超過100萬年。”

為進一步確定化石種屬,研究團隊利用了古蛋白質分析。“人體中蛋白質的氨基酸序列及其結構同樣記錄著人類遺傳信息,雖然其分辨率比DNA小得多,但其保存時間往往比DNA更長,因此對于判斷時間較長或出土于濕熱環境的古老化石種屬非常有效。”張東菊說。

很幸運,這次研究人員在化石中發現了丹尼索瓦人特有的蛋白質。通過古蛋白質分析,研究人員最終發現該化石在遺傳學上與阿爾泰山地區丹尼索瓦洞的丹尼索瓦人親緣關系最近,可以確定為青藏高原的丹尼索瓦人,稱為夏河丹尼索瓦人。

補上人類演化史拼圖的關鍵一塊

人類何時登上青藏高原和如何適應高原環境,一直是古人類學界和青藏高原科學考察的重點。

此前,考古學家認為青藏高原有明確記錄的人類遺址最早也就到1.5萬年前。2018年底,中科院古脊椎動物與古人類研究所研究員高星和副研究員張曉凌在尼阿底遺址(海拔4600米)的新發現將人類登上青藏高原的歷史推至3萬—4萬年前。

陳發虎說:“夏河丹尼索瓦人下頜骨化石的發現將青藏高原上的人類活動歷史提前至距今16萬年,向前推進了12萬年,刷新了人們對青藏高原最早人類活動歷史和史前人類高海拔環境適應的認識,更在人類演化史‘拼圖’中拼上了關鍵的一塊。”

雖然新發現的化石僅保存了下頜骨右側,但已是目前發現的體積最大的丹尼索瓦人化石,為丹尼索瓦人體質形態研究提供了重要證據。

“下頜骨的形態表現出一些古老性,更接近中更新世的化石人類,其下頜骨粗壯,低厚,尤其是缺少下巴頦。”陳發虎說:“通過下頜骨幾何形態測量,我們也發現了一些原始性,包括變異在中更新世化石人類范圍內,而在直立人變異范圍的邊緣,更接近中國藍田人、周口店人。但相反的是,從牙齒排列的形態來看,與直立人有所差別,不像直立人那么長,而更接近于中更新世尼安德特人和現代智人的一些標本。”

團隊研究人員透露,接下來還將對丹尼索瓦洞丹尼索瓦人和夏河丹尼索瓦人的交流、遷移、擴散問題,夏河丹尼索瓦人的遺傳特征、體質形態特征及文化特征,夏河丹尼索瓦人在青藏高原上的時空分布、與東亞其他古人類以及現代人的關系等問題,開展進一步研究工作。

相關報道:夏河丹尼索瓦人成果入選《科學》2019年十大科學突破

(神秘的地球uux.cn報道)據中國科學院青藏高原研究所:北京時間12月20日,美國《科學》雜志公布了其評選的2019年十大科學突破。繼先后入選2019年度美國《考古學》雜志(Archaeology)評選的世界十大考古發現、《科學新聞》雜志(Science News)評選的十大新聞之后,由我所陳發虎院士和蘭州大學資源環境學院張東菊副教授領銜的夏河丹尼索瓦人研究成果入選《科學》雜志2019年十大科學突破。
復原夏河丹尼索瓦人下頜骨三維動畫

自2010年開始,陳發虎院士帶領團隊多次對甘肅省夏河縣白石崖溶洞所在的甘加盆地進行考古調查,在該盆地內發現多處曠野型舊石器考古遺址。在國家文物局和甘肅省各級文物部門支持下,2018年,張東菊帶隊對化石出土地——白石崖溶洞進行小面積正式考古發掘,發現較厚的文化層堆積,發掘出土1400多件石制品和600多件動物骨骼化石,顯示古人類在該遺址曾較長時間生活。

通過對夏河人化石開展年代學、體質形態學、分子考古學、生存環境、人類適應等多學科綜合分析,發現該化石是除阿爾泰山地區丹尼索瓦洞外發現的首例丹尼索瓦人化石。此前,科學界普遍認為,西藏發現的尼阿底遺址是青藏高原最古老的考古遺址。夏河丹尼索瓦人化石的發現,將青藏高原史前人類活動時間由距今4萬年推早至距今16萬年。

2019年5月2日,《自然》雜志在線發表了該項成果后,引起了國內外的廣泛關注。論文發表當天,Nature和Science雜志均對該研究進行了深度解讀和專門報道。不到半個月,包括美國有線電視臺(CNN)、英國廣播電視臺(BBC)在內的國際報道高達200余次。隨后,另一支研究團隊利用阿爾泰山丹尼索瓦洞內的丹尼索瓦人DNA數據為丹尼索瓦人畫像,成果發表于《細胞》(Cell)雜志,進一步引發了學界對丹尼索瓦人的持續關注。

丹尼索瓦人與早期現代人的基因交流及其傳播遷徙路線一直是學術界和公眾關注的熱點。對白石崖溶洞的發掘和研究對探討遠古人類演化遷徙的研究具有重要意義。

目前,張東菊副教授正率隊對白石崖溶洞進行考古發掘。夏河丹尼索瓦人研究仍在繼續,期待產出更大國際影響的研究成果。

其他入選成果分別是:

黑洞照片
K-Pg撞擊的影響
量子飛躍
多人撲克人工智能大師
埃博拉藥物
最遙遠天體 Arrokoth的特寫
基于微生物組的營養不良治療
囊性纖維化三聯療法獲批
我們的微生物祖先

來源: Science官網
https://vis.sciencemag.org/breakthrough2019/

相關報道:陳發虎院士丹尼索瓦人研究成果入選2019世界十大考古發現

(神秘的地球uux.cn報道)據中國科學院青藏高原研究所:近日,夏河丹尼索瓦人研究成果入選美國考古雜志《Archaeology》評選的2019年度世界十大考古發現。該項研究由中科院青藏高原研究所所長陳發虎院士、蘭州大學資源環境學院副教授張東菊領銜、國內外多家科研院所共同參與,是本年度唯一的來自中國的考古發現。此外,夏河丹尼索瓦人研究還入選了《Science》雜志評選的2019年十大科學突破,經過第一輪激烈投票,進入2019年十大科學突破前四名,有望沖擊2019年最重大科學突破。最終名次將于12月19日揭曉,讓我們拭目以待。

通過對甘肅夏河白石崖溶洞發現的一枚長約12厘米人類右下頜骨化石研究發現,古人類的一支——夏河丹尼索瓦人16萬年前已登上青藏高原,并成功在那里生活。2019年5月初,《自然》雜志在線發表了這項考古成果。

自2010年開始,陳發虎院士帶領團隊多次對白石崖溶洞所在的甘加盆地進行考古調查,在該盆地內發現多處曠野型舊石器考古遺址。2018年,張東菊帶隊對化石出土地——白石崖溶洞進行小面積正式考古發掘,發現較厚的文化層堆積,發掘出土豐富的石制品和動物骨骼遺存,顯示古人類在該遺址曾較長時間生活。

該項成果發布后,受到國內外學者和媒體的廣泛關注。這枚人類右下頜骨化石保存有兩顆完整的牙齒,牙齒較大而且原始。隨后,另一支研究團隊利用阿爾泰山丹尼索瓦洞內的丹尼索瓦人DNA數據為丹尼索瓦人畫像,成果發表于《細胞》雜志,進一步引發了學界對丹尼索瓦人的持續關注。

此前,學界公認,在西藏發現的尼阿底遺址是青藏高原最古老的考古遺址。在白石崖溶洞發現的這件古人類右下頜骨化石將青藏高原史前人類最早活動時間由距今4萬年推早至距今16萬年。此項研究表明,可能攜帶了適應高寒缺氧環境基因(EPAS1)的古老型智人——丹尼索瓦人,已先于現代智人來到青藏高原,且在第四紀最大冰期時成功生活在這一寒冷缺氧的高海拔區域。

《Archaeology》雜志由美國考古研究所(Archaeological Institute of America ,也譯為美國考古學會)主辦,是一本面向公眾的雙月刊考古雜志,至今已有70余年歷史,在全球擁有約25萬讀者。自2006年開始,該雜志每年12月評選出本年度世界十大考古發現,在全球范圍內具有較大影響力。

本年度評出的其他九項考古發現分別是:埃及古王國時期墓葬、墨西哥瑪雅地下世界、英格蘭新石器時代亨格盛宴、哈薩克斯坦關于蘋果的起源、德國中世紀女抄寫員、意大利黃金屋的新房間、秘魯大型屠殺祭祀、蒙古銀龍之墓、英格蘭諾曼征服時代的錢幣貯藏。

相關報道:陳發虎院士夏河丹尼索瓦人研究入選《Science News》2019十大新聞

(神秘的地球uux.cn報道)據中國科學院青藏高原研究所:12月16日,《Science News》雜志公布了2019年度十大新聞(Top 10 stories)。中科院青藏高原研究所所長陳發虎院士、蘭州大學資源環境學院張東菊副教授領銜,聯合國內外多家科研院所共同參與的夏河丹尼索瓦人(簡稱夏河人)研究成果入選。

本次入選《Science News》2019十大新聞反映了夏河人研究成果獲得國際學術界的廣泛認可。中科院青藏高原研究所在中科院四類機構改革中,根據地球科學的研究特點,組建了四個研究中心和九個研究團隊,實行研究團隊攻堅模式,鼓勵原創成果產出。夏河人成果已入選世界考古十大發現,再次被《Science News》評為2019年十大新聞,說明青藏高原研究所新組建的古生態與人類適應研究團隊在青藏高原史前人類適應高寒缺氧環境研究領域取得了新進展。

2019年,丹尼索瓦人研究取得了多項進展:丹尼索瓦洞發現的兩塊頭骨碎片和指骨(Denisova 3)豐富了丹尼索瓦洞內丹尼索瓦人的體質形態信息;丹尼索瓦洞內的考古地層與遺存研究推動了我們對丹尼索瓦人在洞穴內的生存年代與文化內涵的了解;阿爾泰山丹尼索瓦人基因組研究揭示,丹尼索瓦人存在不同的分支,可能廣泛分布于亞洲;夏河人化石的發現將史前人類在青藏高原活動的最早時間從距今4萬年推至距今16萬年。夏河人化石作為考古學證據,支持了此前發現于阿爾泰山丹尼索瓦洞的丹尼索瓦人曾在東亞廣泛分布的推測,并為首次重建丹尼索瓦人肖像提供了科學依據。

中科院青藏高原研究所古生態與人類適應團隊由陳發虎院士組建,團隊聚焦人類定居青藏高原的歷史過程、動力機制與生存環境變化。近年來,團隊在陳發虎院士的學術指導下取得了系列成果:在人類登上高原的時間、原因方面取得原創性認識,并進一步深化;初步厘清了末次盛冰期(距今2萬年)以來青藏高原水熱配置格局、生態環境變化及機制,并努力揭示人類活動對高寒生態環境的影響;青藏高原南部早期高寒農業擴散、人群生業模式、交流擴散等研究正在取得新突破;針對高寒古生態研究中生物量低、樣品量少的難題,開發分子生物學、流式細胞儀與生物分子標志物等新技術在高寒古生態環境研究中的應用,搭建了初具規模的古生態與人類適應研究平臺。

團隊承擔中國科學院A類戰略性先導科技專項、國家重點研發計劃、國家自然科學基金重大項目。團隊成員圍繞“人類定居青藏高原的歷史過程、動力機制與生存環境變化”這一核心科學問題,在Nature、Science、PNAS等頂級期刊發表多篇論文,在人類登上高原的時間、人類定居高原的原因、人類活動如何影響高寒生態環境等問題方面獲得國際同行認同,保持了在這一方向上的國際領先水平。

相關報道:陳發虎所長在Nature發表的夏河古老型智人研究成果廣受關注

(神秘的地球uux.cn報道)據中國科學院青藏高原研究所:北京時間2019年5月2日,Nature雜志在線發表了我所所長陳發虎院士牽頭的研究論文“青藏高原中更新世晚期丹尼索瓦人的下頜骨化石”(A late Middle Pleistocene Denisovan mandible from the Tibetan Plateau)。該文在線發表后,受到全球科學界與社會公眾持續和廣泛地關注,相關報道在公眾間廣泛傳播,在丹尼索瓦人、青藏高原人類活動歷史等研究領域也產生了廣泛影響。

夏河丹尼索瓦古老型智人的研究正式在線發表前,鑒于其可能產生的巨大影響預期,Nature雜志特意于4月28日和29日為該文召開了中、英文電話新聞發布會。文章第一/通訊作者陳發虎院士由于發布會期間在中亞進行野外考察,無法出席發布會。由共同通訊作者蘭州大學的張東菊副教授、德國Max Planck演化人類學研究所的Jean-Jacques Hublin教授以及博士后Frido Welker代表所有作者出席了英文電話新聞發布會,參加發布會的有來自世界各地的30多家國際媒體,持續時間超過1小時;張東菊副教授和研究生夏歡出席了中文電話新聞發布會,參加發布會的有15家國內主要媒體,持續時間近一個半小時。電話新聞發布會前后,幾十家國際國內重要媒體,包括Nature和Science的記者,也單獨對陳發虎、Jean-Jacques Hublin、張東菊和Frido Welker等作者進行了專門的電話和郵件采訪。雖采訪形式不同,但媒體所關心的問題涵蓋了化石研究的方方面面,包括化石的發現過程、合作研究開展的歷史、化石出土的白石崖溶洞的特征、化石形態的特征和意義、古蛋白和古DNA研究的結果和意義、測年方法的選擇和年代結果的意義、丹尼索瓦人研究的意義、青藏高原人類活動歷史、史前及現代高海拔人群的特殊環境適應特征等眾多問題,主要作者對所有問題進行了耐心回答,保證了科學記者對該研究的深入理解,從而確保了新聞報道如實而通俗易懂地傳播了該項研究的內容及背景歷史,讓公眾輕松了解并理解了此項國際前沿研究成果。

夏河人化石研究成果,不僅得到全球全覆蓋式報道,而且得到學術界和媒體界的廣泛肯定和贊揚。論文發表當天,Nature和Science雜志均對該研究進行了深度解讀和專門報道,其中,被采訪的古人類學家與考古學家均給予了高度評價,認為夏河人研究是一項杰出的研究工作,為獲得丹尼索瓦人面貌提供了重要信息,也為進一步揭示東亞復雜古老人群之間關系提供了重要材料。文章發表后,以英文媒體為主的國際報道高達200次,包括美國有線電視臺(CNN)、英國廣播電視臺(BBC)、泰晤士報、紐約時報、國家地理、華盛頓郵報、西班牙先峰報、俄羅斯新聞社、日本朝日新聞等多個國家地區重要媒體;國內各家媒體對本研究的報道次數超過400次,有人民網、中國經濟網、光明網、中國科學報、新華網、南方都市報、彭拜新聞、新浪網、南方周末等。從Nature獲悉,Nature雜志發表的研究論文中文報道次數一般超過100次就很不錯了,而夏河人化石文章的報道現已超過400次,其受到的關注遠高于其他論文。截至日前,國際通用追蹤文章潛在影響力的Altmetric(替代計量學)顯示,夏河人化石文章的得分為2038。該分數在過去兩周的快速增長表明,論文發表后迅速成為高關注度的研究論文。目前,該文的Altmetric評分在所有其追蹤的1300萬篇研究論文中排名前5%,其中,在Nature發表的67281篇研究論文中,潛在影響排名前1%。

截至5月14日,夏河人化石文章在線發表近兩周,其社會影響仍在被持續關注。該文的發表,不單是將青藏高原丹尼索瓦人化石的發現公布于世,而更重要的是給大家提供了更廣闊的想象空間,如先于我們現代智人之前的丹尼索瓦古老型智人的生存區域和生存環境,東亞直立人、東亞古老型智人、丹尼索瓦人與我們東亞現代智人間的演化關系,以及史前人類定居青藏高原的歷史和動力等問題。相比于已知的成果,大家更為期待夏河人化石的后續研究,特別是其遺址信息和文化內涵信息的進一步揭露。夏河人化石研究團隊正在緊鑼密鼓地開展接下來的工作,希望將來的研究成果能夠回答大家關心的諸多問題。

相關報道:Nature雜志發表我所在青藏高原發現丹尼索瓦古老型智人的亮點成果

(神秘的地球uux.cn報道)據中國科學院青藏高原研究所:由陳發虎所長作為第一和通訊作者的中科院“泛第三極環境變化與綠色絲綢之路建設”專項研究成果“青藏高原中更新世晚期丹尼索瓦人的下頜骨化石”(A late Middle Pleistocene Denisovan mandible from the Tibetan Plateau)于北京時間2019年5月2日在國際頂級學術刊物Nature雜志正式在線發表。該成果是陳發虎院士帶領其團隊多年來在青藏高原開展過去人類活動和環境適應研究獲得的又一突破性進展。我們分析了甘肅夏河縣新發現的古人類下頜骨化石,可以確定其為青藏高原的丹尼索瓦人,建議命名為夏河丹尼索瓦人,簡稱夏河人。研究團隊還包含來自德國馬普學會進化人類學研究所、臺灣大學、復旦大學、甘肅省文物考古研究所、哥本哈根大學、紐約大學、牛津大學、肯特大學和中國科學院古脊椎動物與古人類研究所等科研單位的多名境內外學者。自2016年起,研究團隊針對該化石開展了年代學、體質形態學、分子考古學、生存環境、人類適應等多學科綜合分析。結果發現,該化石目前是除阿爾泰山地區丹尼索瓦洞以外發現的首例丹尼索瓦人化石,也是青藏高原發現的最早人類活動證據(距今16萬年前)。該研究為進一步探討丹尼索瓦人的體質形態特征及其在東亞地區的分布、青藏高原早期人類活動歷史及其對高海拔環境適應等問題提供了關鍵證據。

該化石于上世紀80年代發現于青藏高原東北部的甘肅南部夏河縣甘加盆地白石崖溶洞,具體出土層位缺失,但化石被厚層碳酸鹽結核包裹,使對其進行年代測定成為可能。為減少對該珍貴化石的破壞,未嘗試對化石進行直接測年,僅對化石外包裹的碳酸鹽結核包裹體進行了鈾系測年分析。三個測年結果均為距今16萬年前后,顯示該化石形成于至少距今16萬年前,說明該古人類在第四紀最為寒冷的倒數第二次冰期(MIS6:深海氧同位素6階段)生活于青藏高原。化石的發現也意味著甘加盆地在揭示青藏高原早期人類活動歷史方面具有巨大潛力。在第二次青藏高原綜合科學考察預研究中,陳發虎院士及張東菊副教授帶領團隊曾多次對甘加盆地(海拔3000米)進行考古調查,發現多處舊石器考古遺址。2018年蘭州大學環境考古團隊聯合甘肅省文物考古研究所對白石崖溶洞進行小面積的正式考古發掘,發現豐富的石制品和動物骨骼遺存,顯示古人類在該遺址曾較長時間生活。相關材料整理和數據分析工作正在有序開展,將來有望為揭示該區域的古人類行為和相關文化信息提供重要證據。

本次發表的古人類化石僅保存了下頜骨右側,包括第一和第二臼齒兩顆完整牙齒。對其頜骨表面、骨壁厚度、齒弓形狀、牙齒大小、牙齒排列、牙齒萌發和牙齒磨損等體質性狀進行了全面分析,確定其為中更新世古老型智人的一種。為進一步確定其種屬,應用古DNA和古蛋白等古人類學研究的新技術,對采集自化石的少量粉末樣品進行分析,結果顯示,該化石未保存古DNA,但是保存有深度降解的古蛋白。提取到的古蛋白信息顯示,該化石在遺傳學上與阿爾泰山地區丹尼索瓦洞的丹尼索瓦人親緣關系最近,確定為青藏高原的夏河丹尼索瓦人。

丹尼索瓦人和青藏高原史前人類活動是國際研究的熱點問題,此項多學科研究成果為這兩個熱點問題提供了重要信息,揭示出可能攜帶了適應高寒缺氧環境基因(EPAS1)的古老型智人-丹尼索瓦人,已先于現代智人來到青藏高原,且在第四紀最大冰期(倒數第二次冰期)時已成功生活在這一寒冷缺氧的高海拔區域,為進一步揭示現代藏族人群的EPAS1基因來源提供了新線索。該研究不僅再次刷新了我們對青藏高原最早人類活動時間和史前人類高海拔環境適應等問題的認識,而且為神秘的丹尼索瓦人的深入研究開啟了更廣闊的研究空間,為深入理解東亞直立人、古老型智人和現代智人的演化及其相互關系提供了新的視角。

青藏高原作為世界上海拔最高的高原和世界第三極,即使對現代人而言也是最難生存的極端環境之一,其嚴酷的自然環境和稀薄的氧氣,對人類的生理和生計構成了雙重挑戰。然而,2018年張曉凌等人在Science發表的中科院“泛第三極環境變化與綠色絲綢之路建設”專項的研究成果顯示,距今3-4萬年前裝備石葉技術的現代智人已經進入海拔4600米以上的高原腹地,反映出史前人類對高海拔環境的適應歷史源遠流長。史前人類大規模常年定居高原的歷史則相對較短,陳發虎團隊曾于2015年在Science上發表了過去十年來在青藏高原東北部開展的新石器時代和青銅時代遺址的植物考古研究成果,發現史前粟作農業人群于距今5200年前擴散至高原邊緣海拔2500米以下的河谷地帶;距今3600年之后,得益于麥作農業的傳入才大規模常年定居于海拔3000米以上的高原地區,厘清了青藏高原史前人類定居高原的歷史軌跡。陳發虎研究團隊的最新研究結果顯示,具有適應高寒缺氧基因的丹尼索瓦人可能最早生活于包括青藏高原在內的廣大東亞地區,阿爾泰山地區的丹尼索瓦洞只是這群古老型智人生活的最北地區。

這項夏河人研究,將史前人類在青藏高原活動的最早時間從距今4萬年推早至距今16萬年,為現代藏族和夏爾巴人等高原人群的高海拔環境適應基因找到了可能的本地來源,并首次從考古學上驗證了此前只發現于阿爾泰山地區丹尼索瓦洞的丹尼索瓦人曾在東亞廣泛分布的推測。此前,全世界發現的丹尼索瓦人化石只有1件手指骨碎片、2顆孤立牙齒和1件牙齒斷塊,及1件丹尼索瓦人和尼安德特人的第一代混血兒骨骼碎片,且全部出土于丹尼索瓦洞,除了高覆蓋度的全基因組數據外,只有極其有限的人類體質形態信息。本研究首次為丹尼索瓦人研究提供了豐富的體質形態學信息,使重建丹尼索瓦人體質形象及與東亞豐富的但缺乏古DNA信息的中晚更新世人類化石進行體質形態對比成為了可能。總之,夏河人的發現與研究,具有重要意義,不僅擴展了我們對青藏高原史前人類活動的認識,而且加深了我們對國際研究熱點丹尼索瓦人的理解。

為更全面地重建青藏高原史前人類活動歷史和人-環境相互作用歷史,我所新組建了“古生態與人類適應”研究團隊,在第二次青藏高原綜合科學考察中也專門設置了過去人類活動與環境變化專題。2018年,“古生態與人類適應”團隊與蘭州大學環境考古團隊共同開展了科考工作,在我所楊曉燕研究員帶隊下,完成了雅魯藏布江中下游的聯合科考;在蘭州大學張東菊副教授帶隊下,完成了青藏高原東北部舊石器遺址的調查;國家人才計劃廣州大學的章典教授連續兩年對拉薩北部的邱桑史前人類手腳印遺址開展了新的考察研究。考察的初步研究成果已經撰寫科考報告,全面的樣品測試和深入的數據分析正在進行。接下來的五年,環境考古科考隊將逐步對青藏高原進行分區專門考察,在人類演化和現代智人擴散的全球視野下,結合高原現生人群的現代遺傳學和古人類的古DNA分析等現代科學技術手段,系統調查和研究不同時期人類擴散、定居和適應高原的過程和機制等問題,深入開展過去人-環境相互作用的研究,有望在不遠的將來再次獲得新成果。

原文鏈接:https://www.nature.com/articles/s41586-019-1139-x

相關報道:青藏高原所與蘭州大學聯合主辦夏河人研究成果推介暨專家咨詢研討會

(神秘的地球uux.cn報道)據中國科學院青藏高原研究所:2019年5月2日,《自然》雜志在線發表了中科院青藏高原所所長陳發虎院士領銜的團隊關于“青藏高原中更新世晚期丹尼索瓦人的下頜骨化石”的研究成果。此項成果圍繞在夏河縣白石崖溶洞發現的古人類下頜骨化石展開,該化石是目前除阿爾泰山地區丹尼索瓦洞以外發現的首例丹尼索瓦人化石,首次從考古學上驗證了此前只發現于阿爾泰山地區丹尼索瓦洞的丹尼索瓦人曾在東亞廣泛分布的推測,并將史前人類在青藏高原活動的最早時間從距今4萬年前推早至距今16萬年前,揭示了青藏高原史前人類對高海拔環境適應的悠久歷史。

夏河人化石研究成果發表后,在丹尼索瓦人、青藏高原史前人類活動及中國古人類演化等研究領域產生了深遠的影響,受到學術界和社會公眾的廣泛關注。為進一步提升該成果的影響,更好地開展下一步化石出土地——白石崖溶洞的發掘和研究工作,6月14日由中科院青藏高原所和蘭州大學聯合主辦,夏河縣委縣政府聯合蘭州大學資源環境學院共同承辦了“夏河人研究成果推介會暨專家咨詢研討會”,本次研討會得到了甘肅省文物局的大力支持,并邀請了國內古人類學界和舊石器考古學界的權威專家進行現場考察和研討。

青藏高原所所長陳發虎、黨委書記董偉鋒,蘭州大學副校長潘保田,甘肅省文物局局長馬玉萍,甘南州委副書記、州長趙凌云,夏河縣委縣政府相關負責人出席會議。中國考古學會舊石器專業委員會主任高星研究員、中國考古學會舊石器專業委員會秘書長王社江研究員以及中科院古脊椎動物與古人類研究所、北京大學、甘肅省文物考古研究所、蘭州大學等多家單位的考古學領域知名專家學者和近十家國內知名媒體也應邀參加此次會議。

陳發虎院士作了“青藏高原史前人類活動的研究思考”報告,在人類演化的大背景下講述了青藏高原史前人類活動研究歷史,詳細介紹第二次青藏高原科學考察研究成果,提出了青藏高原史前人類活動研究的一系列需待解決的科研問題,未來應將研究視角從青藏高原東北部擴展到整個青藏高原。他的報告對將來開展生存環境變化和人類適應提出了科學思路,他也對參加研討會的青年科研人員提出了殷切期望,希望青年科研工作者能夠開拓創新,在青藏高原環境演變和古人類適應方面產出更大更好的原創性科研成果。

蘭州大學張東菊副教授對夏河人研究歷程、研究成果以及白石崖溶洞發掘研究進展等進行介紹,會議現場還展示了夏河人化石及白石崖溶洞2018年發掘出土的部分石器和動物骨骼標本,與會專家和學者圍繞夏河人化石和石器及動物骨骼標本進行討論。

會議期間由陳發虎院士帶隊,與會專家一同前往化石發掘地夏河縣白石崖進行了實地考察,新華社和央視等媒體在現場采訪了陳發虎院士,陳院士說:“我們這次的成果就是發現了夏河丹尼索瓦古老型智人,簡稱夏河人。它的發現對理解整個中華民族、理解藏族的起源,都具有非常重要意義。接下來我們會進一步深入發掘,努力將夏河白石崖打造成一個在世界上有影響的考古遺址,同時,為推動甘南地區人文旅游和地方經濟發展做出貢獻”。

此次會議不僅僅是圍繞夏河人成果開展學術討論,更是一場中國舊石器考古學和古人類學高級研討會,與會專家關于青藏高原史前人類活動及中國古人類演化和舊石器文化研究最新進展的報告,從最新的青藏科考成果到現代人起源研究,將會議討論視角從青藏高原東北部的夏河地區擴展到整個青藏高原乃至整個中國,為目前國際熱點問題——現代人起源問題提供討論平臺,也為夏河人研究工作提供更多樣化的信息,期待在不遠的將來能夠再次獲得突破性研究成果。




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