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有关在青藏高原生活过的古人类的探索

2020-06-01 174 上传者：管理员

摘要：每年年底,美国Science杂志都会按惯例评选出十大科学突破。2019年12月19日公布了其评选的2019年十大科学突破：人类历史上首张黑洞照片问世；青藏高原的古人类；谷歌宣称成功演示“量子霸权”；改善儿童营养不良；“小行星撞地球”新证据；迄今探测的最遥远太阳系天体；古菌或为人类终极祖先；囊性纤维化新药获批；抗击埃博拉病毒；人工智能在多角色游戏中获胜。为了让广大读者更加深入地了解这十大科学突破的科学价值和背后的科学故事,本刊特邀了各领域著名的科学家分别对其进行逐项解读,以激发科研人员的创新思维,促进学术交流。

关键词：
丹尼索瓦人
古人类
古生物学
青藏高原
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大约40年前，一位佛教僧人在青藏高原边的白石崖溶洞穴中发现了一个奇怪的人类颌骨。他意识到这个长着巨大臼齿的下颌骨很特别，就把它献给了当地的一位活佛，后者把它捐赠给了学者。但没人知道这件下颌骨有什么意义。

2019年5月，中国科学院青藏高原研究所、兰州大学和德国马普进化人类学研究所学者领衔、多家境内外科研院所参与的青藏高原丹尼索瓦人研究发表于Nature。研究揭示，一件发现于中国甘肃省甘南州夏河县白石崖溶洞的古人类下颌骨化石距今已有16万年，是除西伯利亚阿尔泰山地区丹尼索瓦洞以外发现的首例丹尼索瓦人化石，也是目前青藏高原的最早人类活动证据（图2）。

化石仅保存了古人类下颌骨的右侧，下颌骨附着第一臼齿和第二臼齿，其他的牙齿仅保留牙根部分，颌骨形态粗壮原始，臼齿较大，可以很清楚地看到它没有下巴，这说明它不是现代人化石。早期研究表明，丹尼索瓦人的遗传物质已经发生了一种突变，该突变有助于人类在青藏高原这种高海拔—低氧环境中生存。现代藏族和夏尔巴人群基因中也有同样的突变，这说明他们的这一高海拔环境适应基因（EPAS1）来自于丹尼索瓦人。

图2一位艺术家基于从DNA推断身体特征的新方法复原丹尼索瓦女孩的样貌（图片来源：Science官网）

丹尼索瓦人是十年前新发现的一种古老型人类，生活时代与曾广泛分布在欧亚大陆西侧的尼安德特人重叠，大约距今30—5万年间，亲缘关系也与尼安德特人最近，同尼安德特人一样对现生人群有一定的基因贡献，只是丹尼索瓦人仅对现代亚洲、大洋洲和美洲土著人群有基因贡献。2010年，遗传学家报道了一段独特的人类线粒体DNA序列，丹尼索瓦人因此面世。这段古DNA序列来自一个小女孩的指骨化石，发现于西伯利亚阿尔泰山北部丹尼索瓦洞。这支神秘人群的遗骸此前只发现3颗牙齿及其碎块，以及小女孩的手指骨，并且所有丹尼索瓦人的化石只发现于丹尼索瓦洞内。丹尼索瓦人引起人们广泛的好奇心，丹尼索瓦人与我们的祖先人群有什么关系？他们位于人类演化的哪个分支或节点上？他们长什么样子？他们曾经分布在哪里？他们有怎样的文化等等。然而，零星的几件化石，无法为我们提供答案。

2019年，科学家发表了甘肃省南部夏河县出土的一件古人类下颌骨的研究成果，打破十年来科学家对丹尼索瓦人研究的沉默。这件化石是东亚发现的首个丹尼索瓦人足迹。发现于丹尼索瓦洞以南2 000多公里、平均海拔超过4 000米的青藏高原，科学家利用最先进的古蛋白技术，鉴定该化石为丹尼索瓦人，成为独立用古蛋白技术鉴定出丹尼索瓦人的第一个研究案例，为准确鉴定未保存古DNA的人骨化石开辟了新研究途径。夏河人化石几乎保存了完整的人类右侧下颌骨，首次提供了丹尼索瓦人的面貌特征，将我们对丹尼索瓦人的认识向前推进了一大步。夏河人化石的测年结果为距今至少16万年，是青藏高原最早的人类化石，也是青藏高原最早的人类活动证据，将青藏高原的人类活动历史推早了12万年。夏河人化石发现于青藏高原东北部海拔3 280米的白石崖溶洞，该发现揭示了距今16万年前生活于寒冷冰期的丹尼索瓦人，已经适应了高海拔环境，并且还有可能将他们的高海拔环境适应基因贡献给以藏族人群为主，现今生活在青藏高原上的高原人群。夏河人化石在古人类演化研究中无可替代的重要意义和多国科学家围绕其联合开展的出色的研究，使其与随后基于西伯利亚丹尼索瓦人全基因组进行的丹尼索瓦人肖像重建（图2）研究一起，入选Science 2019年十大科学突破。

我国科学家是这项引起世界广泛关注的夏河人研究的主导者。夏河人化石发现于我国境内的青藏高原，兰州大学和中科院青藏高原研究所的联合研究团队针对化石的体质形态、分子生物学特征、年代学和考古学背景等科学问题，邀请境内外多家相关领域的权威科学家和高水平科研机构，一起开展工作，前后持续近十年时间，最终为国内外学术界和社会公众呈上了这件令世人瞩目的古人类化石。夏河人化石为科学家对丹尼索瓦人研究和青藏高原人类活动历史研究打开了新局面，为古人类学家、考古学家、遗传学家提供了新的研究素材与灵感。夏河人化石研究再次将我国发现丰富的古人类化石及其研究成果推至世人面前，首次建立了丹尼索瓦人与我国部分已知古老型人类化石（如许家窑人和澎湖人化石）之间的可能的联系，为在东亚地区寻找更多的丹尼索瓦人化石及其文化遗存提供了新的证据和线索。近些年，我国的古老型人类和现代人化石研究在国际学术界影响显著，相关古DNA提取技术和研究也取得了长足的发展，为东亚古人类演化研究提供了重要材料和证据，对学术界现有的古人类演化假说和相关理论范式思考有诸多启发。夏河人研究是这些研究成果中的一员，为世界古人类演化研究做出了突出贡献，特别对激励东亚地区古人类演化研究有极其重要的意义。

然而，夏河人化石是中国境内发现的第一件丹尼索瓦人化石，中国对丹尼索瓦人的研究刚刚起步。循着夏河人化石这条线索，我国科学家将在不久的将来逐步厘清丹尼索瓦人在中国的时空分布范围、全面体质形态特征、分子生物学特征和文化内涵及其与我国直立人、早期智人间的关系等重要科学问题，进而为人类演化这一重大科学问题作出贡献。

陈发虎,张东菊.青藏高原的古人类[J].中国科学基金,2020,34(02):194-196.