尋找東方“丹尼索瓦人”

目前的發(fā)現(xiàn)只是一個開始

科研團隊2018年在夏河白石崖溶洞發(fā)掘現(xiàn)場。 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)古人類活動的新發(fā)現(xiàn)從蘭州大學傳來：經(jīng)過近10余年研究，蘭州大學及多家境內(nèi)外科研單位組成的研究團隊發(fā)現(xiàn)，在16萬年前的第四紀冰期，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，通過對西伯利亞南部阿爾泰山腳下一個不起眼的洞穴內(nèi)發(fā)現(xiàn)的牙齒和指骨化石進行DNA分析，科學家發(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》雜志評為年度十大科學突破之一。

這個已經(jīng)滅絕的神秘人種正在改寫人們對人類演化的理解。時至今日，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家們推斷，過去的幾十萬年間，這個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?！币幻堕L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。在蘭州大學副教授張東菊看來，這項發(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，學術(shù)界對于東亞地區(qū)古人類活動的探索一直沒有停止，基因檢測發(fā)現(xiàn)，丹尼索瓦人對東亞、東南亞、大洋洲等地的人類有重要基因貢獻。

“考古界推斷東亞地區(qū)有丹尼索瓦人活動，但就是找不到化石證據(jù)?！鄙綎|大學考古學本科畢業(yè)，后到蘭州大學就讀環(huán)境考古研究生，張東菊從讀研究生時起就致力于史前古人類研究。“時代越久遠，化石就越少，研究就更不易，丹尼索瓦人雖然生活時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?！睆垨|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。上世紀80年代，在甘肅省甘南州夏河縣，偶然的機會，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。看著手中奇特的骨頭，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80年代起，中科院寒旱所研究員、蘭州大學資源環(huán)境學院兼職教授董光榮與貢唐活佛相識并有來往。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，希望對研究有所幫助。

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

隨著研究視野和技術(shù)的不斷開拓，進入新世紀以來，青藏高原考古進入活躍期，中科院院士陳發(fā)虎教授領(lǐng)銜的蘭州大學環(huán)境考古團隊開始關(guān)注青藏高原古人類活動研究，聚焦古人類在青藏高原活動的歷史演變及人類活動與環(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?！痹跊]有測量的情況下，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?！被趯湃祟愡w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)虎團隊開始著手對多年前輾轉(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?！爱敃r，雖然這塊化石的主人還是未知數(shù)，但團隊都很興奮?！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?！睆垨|菊表示，由于該化石并非正式發(fā)掘出土，且發(fā)現(xiàn)時間久遠，所以目前無法確定化石發(fā)現(xiàn)時有沒有直接共存的文化遺存，也沒有埋藏地層信息。

陳發(fā)虎邀請境內(nèi)外10余家單位的研究人員，對化石進行了全面、綜合的研究。同時，他帶領(lǐng)蘭州大學環(huán)境考古團隊對甘肅省夏河縣及周邊、青海、甘南臨界點方圓6000平方公里范圍內(nèi)進行考古調(diào)查，在化石出土地——白石崖溶洞及其所在區(qū)域?qū)ふ夜湃祟惢顒舆z存。

“在化石出土地找到古人類活動留下來的遺存，才有可能發(fā)掘出更多古人類活動信息，對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，研究團隊在甘肅甘南、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，關(guān)于化石古DNA分析及化石形態(tài)研究也同期進行。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)機制會隨著生物死亡而崩解。”張東菊說，在生物死亡過程中，細胞會逐漸發(fā)生自溶，隨著大量蛋白酶、DNA酶等的釋放，DNA很快會被降解?！霸诟邷睾统睗竦臈l件下，DNA也容易發(fā)生水解、斷裂；此外，許多微生物也會污染吞噬DNA?！睆垨|菊說。

“即使是在理想的寒冷環(huán)境下，能留存下來的古DNA也不會超過100萬年?！奔幢闳绱耍芯咳藛T還是抱有希望，他們在化石的牙齒中鉆了個小洞，對取出的粉狀物進行分析，發(fā)現(xiàn)DNA已經(jīng)完全降解，沒有任何有價值信息。

為進一步確定化石種屬，研究團隊將目光轉(zhuǎn)向了古蛋白分析?！暗鞍踪|(zhì)比DNA‘幸存’的時間長，它們的化學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)最終也會分解?！眻F隊成員、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開始進行古蛋白分析。“構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸化學結(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，可以認識物種之間親緣關(guān)系的遠近?！毕臍g說。

研究人員通過對化石中古蛋白質(zhì)進行分析發(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，研究團隊還對化石的形成時代進行分析，化石的原始形態(tài)顯示其形成時代較為久遠，對其進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。”研究人員判斷，碳酸鹽沉積在骨骼上大致在同一時期，年代不會久遠。

通過研究碳酸鹽沉積的年代，就能確定化石形成的時期。蘭州大學研究團隊邀請臺灣大學教授沈川洲共同開展沉積物的年齡測試，沈川洲實驗室對化石外的碳酸鹽包裹體進行鈾系測年發(fā)現(xiàn)，該化石形成于至少距今16萬年前，這個年代與此前已考證的阿爾泰地區(qū)丹尼索瓦人的活動年代一致。

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。

“丹尼索瓦人是一個神秘的存在。”高星說，目前從牙齒的形態(tài)來看很難辨別其臉型，學術(shù)界特別希望知道丹尼索瓦人長什么樣。他推測，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ο暮拥つ崴魍呷说倪M一步研究，可能會改寫人類演化遷徙的版圖。”他表示。

充分挖掘了化石承載的古人類信息，并進行了多方印證，研究團隊確定，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?？梢M一步了解丹尼索瓦人的生活習性、生計活動，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，研究團隊在夏河及周邊地區(qū)的考古調(diào)查從沒間斷。直到2016年，團隊在白石崖溶洞發(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，蘭州大學環(huán)境考古團隊聯(lián)合甘肅省文物考古研究所對白石崖溶洞進行了小面積考古發(fā)掘，豐富的石制品和動物骨骼化石相繼出土，顯示曾有古人類在這里較長時間生活。

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赐夂芾洌@里更適合人類生存。”2018年年底，由張東菊帶隊，研究人員對白石崖溶洞進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物骨骼遺存，顯示古人類在該遺址曾較長時間生活。

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議上，蘭州大學環(huán)境考古團隊公布，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；動物骨骼化石以較破碎的四肢骨為主，目前已鑒定出的動物種屬有犀牛、野牛、野馬/驢、鬣狗和野羊/羚羊等。

“動物骨骼化石上，還發(fā)現(xiàn)了石器的切割痕跡，進一步證明人類活動是洞穴內(nèi)動物骨骼堆積的主要因素?！睆垨|菊表示，這說明古人類在第四紀最為寒冷的倒數(shù)第二次冰期生活于青藏高原上，人類以捕獵大型冰期動物為主，這些豐富的動物遺存為理解青藏高原舊石器人群的生業(yè)模式和對高原環(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時人類的生活家園?！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行形態(tài)對比，有助于厘清中晚更新世古人群之間的演化關(guān)系。

蘭州大學研究團隊介紹，2019年還將對白石崖溶洞進行全面測繪，再次申請對洞穴不同部位進行發(fā)掘，對洞穴文化遺存進行全面系統(tǒng)的發(fā)掘整理、系統(tǒng)精準的測年、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)只是一個開始，下一步對遺址的系統(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)、文化演進等方面的信息，同時，也對進一步研究丹尼索瓦人的遷徙軌跡有重要意義?！睆垨|菊表示，蘭州大學環(huán)境考古團隊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情況。

中國青年報·中青在線記者 馬富春 來源：中國青年報