2008年,科学家在西伯利亚南部阿尔泰山丹尼索瓦洞(Denisova Cave)的古遗址中发现了一小节指骨化石,2年后研究论文正式发表,神秘的丹尼索瓦人的因该洞穴命名。最新的研究表明,丹尼索瓦人还曾分布于西伯利亚以外的地方。

北京时间5月2日凌晨,国际顶级学术期刊《自然》(Nature)在线发表了一项最新成果:科学家在海拔3280米的青藏高原白石崖溶洞发现了一块古人类下颌骨,并确定为丹尼索瓦人,且距今至少16万年。

该论文的通讯作者为中国科学院院士、兰州大学资源环境学院、西部环境教育部重点实验室教授陈发虎,兰州大学资源环境学院、西部环境教育部重点实验室副教授张东菊,德国莱比锡的马克斯?普朗克进化人类学研究所((Max Planck Institute for Evolutionary Anthropology))所长Jean-Jacques Hublin(下图从左到右)。据介绍,陈发虎邀请国内外十余家单位的研究人员组成研究队,历经十余年,对该化石进行了全面、综合的研究。

这项研究对丹尼索瓦人以及青藏高原地区史前人类活动这两个国际热点研究都具有非常重要的意义。张东菊在一场电话新闻发布会上对澎湃新闻(www.thepaper.cn)在内的媒体表示,“该研究将青藏高原史前人类活动历史由距今4万年推早至距今16万年,首次对丹尼索瓦人曾经在东亚分布提供了化石证据,并首次展示了丹尼索瓦人的下颌骨形态分析,为神秘的丹尼索瓦人的研究提供更广阔的的空间。”

首次为丹尼索瓦人曾经在东亚分布提供化石证据

丹尼索瓦人是人属内一个已经灭绝、经由古人类化石的DNA所发现的人种,和同属人属的现代人和尼安德特人有所不同,与尼安德特人是姐妹群关系(由同一祖先衍生的两个分支)。

目前只从零碎的化石中直接知道丹尼索瓦人的存在。2008年,科学家在西伯利亚南部阿尔泰山丹尼索瓦洞(Denisova Cave)的古遗址中发现了一些化石,包括一块指骨和一颗牙齿,以及一些饰物。通过DNA测序,该化石为一名5到7岁的女性。

该洞穴面向东南,既是当地著名的佛教洞穴,也是著名的旅游景点。

研究人员这项最新的研究首次发现证据,证明该丹尼索瓦人曾出现在西伯利亚丹尼索瓦洞以外的地方。这块化石发现于青藏高原、甘肃夏河甘加乡境内的白石崖溶洞,该洞穴面向东南,海拔3280米。

洞的开口约5米高,7米宽。各种各样的佛教祭品被放置在洞穴的入口。

洞穴入口相对平坦,内部缓坡。

化石形态部分由国际知名古人类学家Jean-Jacques Hublin与兰州大学团队一起开展分析。保存下来的只是人类下颌骨的右半部分,论文中提到,这块下颌骨表现出一种古老的形态,在中更新世人类中较为常见。带有两颗完整的牙齿(第一臼齿、第二臼齿),第三臼齿没有萌发,其他的牙齿带有一点压根部分、不完整。张东菊描述,“总体来说,在没有测量的情况下,这块化石比较粗壮原始,明显的特征是牙齿比较大。”

下颌骨仅为右半部分,1980年在白石崖溶洞发现。

研究团队邀请了由于化石古DNA分析,研究团队邀请了中科院古脊椎动物与古人类研究所的付巧妹研究员开展化石古DNA分析,但未能成功提取古DNA。最终,邀请了哥本哈根大学和德国马普演化人类学研究所的Frido Welker博士与研究团队中的博士生夏欢一起开展古蛋白分析,发现该化石在遗传学上与阿尔泰山地区丹尼索瓦洞的丹尼索瓦人亲缘关系最近,可以确定为青藏高原的丹尼索瓦人。

论文中将其称为夏河丹尼索瓦人,简称夏河人。

另外,对化石年龄的测定,研究团队还邀请了有长期合作关系的台湾大学沈川洲教授对化石外的厚层碳酸钙结核包裹体进行了铀系测年,结果显示该化石形成于至少距今16万年前。

此外,值得注意的是,2014年发表在《自然》上的一项研究发现,现今的夏尔巴人、藏族人和邻近种群都携带了有助于他们在高纬度生存的源自丹尼索瓦人的遗传变异EPAS1。但是,一直令人不解的是丹尼索瓦人为何产生了这种适应,此前有关丹尼索瓦人的化石证据一直局限于海拔只有700米的丹尼索瓦洞。

这半块下颌骨化石所处的高海拔可能解释了为什么丹尼索瓦人具有有助于适应高海拔、低氧环境的遗传变异。这一发现还表明,丹尼索瓦人适应高海拔、低氧环境的时间远远早于当地现代人。

非正式考古出土:近40年前由一位当地喇嘛发现

这块古人类下颌骨化石从被发现到着手研究实际上颇为曲折。

论文中提到,该化石最早于1980年发现于甘肃夏河甘加乡境内的白石崖溶洞。该时间距离现在已有近40年时间,中间还历经了2008年,其他科学家在西伯利亚南部阿尔泰山丹尼索瓦洞的古遗址中首次发现了丹尼索瓦人的存在。

为何耗时如此之久?张东菊介绍,该化石该化石并不是由正式考古发掘出土。1980年,夏河当地的一位喇嘛在一处洞穴中修行时候发现了这块化石,但他并不知道这是人类化石,他把它给了一位区域内比较有名的活佛(该活佛于2000年去世)。

该名活佛意识到这是一块古人类化石。上世纪80年代,活佛将这块化石交到了论文的作者之一、兰州大学的董光荣。然而,董光荣工作的侧重点在于研究沙漠演化,“一直没有抽出时间来做关于这块化石的研究工作。”张东菊提到。

后来,董光荣和此前在研究工作中有过合作的陈发虎开始探讨这块化石,但一直没有展开实质性的研究工作,搁置直至2010年才正式开始这项工作。“我们用了将近10年的时间才取得今天这样一个结果。”

值得注意的是,正是由于该化石并非正式考古出土,这块化石的由来考证变得极为重要。对于这块化石的最早发现地,也就是当年那位僧人所说的洞穴,张东菊对澎湃新闻(www.thepeper.cn)记者表示,对其考察和研究是“团队花的时间最多的”。

单纯的一块化石不能告诉研究人员太多的信息,他们需要知道这块化石的发现地点、年龄等更多信息。而解决诸多困惑的核心就在于找到这块化石的发现地,当时那位僧人在转交化石时仅对洞穴作出一些大致描述。

研究团队着手研究后的第一件事情就是寻找洞穴的具体位置,这并非易事。据张东菊介绍,研究团队从2010年开始,在整个夏河地区进行调查,直到2016年,研究团队才基本确定论文中提到的白石崖溶洞是这块化石的出土地。陈发虎带领的兰州大学环境考古团队还在白石崖溶洞所在的甘加盆地发现了多处旷野型旧石器考古遗址。

2018年,张东菊(图中右上)带领的团队在白石崖溶洞。

2018年,研究团队申请到国家文物局的考古发掘执照,对该遗址进行考古发掘。张东菊带队对化石出土地——白石崖溶洞进行小面积正式考古发掘,发现较厚的文化层堆积,发掘出土丰富的石制品和动物骨骼遗存,显示古人类在该遗址曾较长时间生活。“目前,发掘材料尚在整理和分析当中。”张东菊表示。

“但是无疑,这个遗址保存了大量旧石器时代的考古遗存,目前并不能确定已经发现的考古遗存中到底哪一层是和我们研究的化石是同时期的或者是共存的,但是我们确实有了线索,并掌握了材料和证据。”张东菊强调。

山谷的尽头可以看到甘加盆地。