尋找東方“丹尼索瓦人”

目前的發(fā)現(xiàn)只是一個(gè)開(kāi)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(lèi)活動(dòng)的新發(fā)現(xiàn)從蘭州大學(xué)傳來(lái)：經(jīng)過(guò)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(wàn)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(guò)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(wàn)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(xiě)人們對(duì)人類(lèi)演化的理解。時(shí)至今日，這片大陸的人類(lèi)身上還帶有少量丹尼索瓦人的血統(tǒng)。科學(xué)家們推斷，過(guò)去的幾十萬(wàn)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(lèi)分道揚(yáng)鑣。

“這是令人振奮的發(fā)現(xiàn)，它證明在16萬(wàn)年前青藏高原地區(qū)就有人類(lèi)活動(dòng)?！币幻堕L(zhǎng)約12厘米人類(lèi)下頜骨化石，一組丹尼索瓦人古蛋白信息，引出了一段16萬(wàn)年前古老型智人歷史。在蘭州大學(xué)副教授張東菊看來(lái)，這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)意義重大，打開(kāi)了研究東亞史前人類(lèi)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(lái)，學(xué)術(shù)界對(duì)于東亞地區(qū)古人類(lèi)活動(dòng)的探索一直沒(méi)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(lèi)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(lèi)研究?！皶r(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(guò)去的二三十萬(wàn)年，但目前發(fā)現(xiàn)的化石依然十分稀少。”張東菊說(shuō)。

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(lèi)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(lái)往?？粗鈽s專(zhuān)門(mén)從事古人類(lèi)研究，經(jīng)常和化石打交道，活佛將僧人送來(lái)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(méi)太在意，直到10年前開(kāi)始關(guān)注。”按照當(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(kāi)展，董光榮忙于手中的研究，對(duì)這塊其貌不揚(yáng)的化石沒(méi)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(kāi)拓，進(jìn)入新世紀(jì)以來(lái)，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(kāi)始關(guān)注青藏高原古人類(lèi)活動(dòng)研究，聚焦古人類(lèi)在青藏高原活動(dòng)的歷史演變及人類(lèi)活動(dòng)與環(huán)境的關(guān)系。

“這塊化石僅保存了古人類(lèi)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](méi)有測(cè)量的情況下，研究人員可以很清楚地看到它是沒(méi)有下巴的，首先說(shuō)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?！被趯?duì)古人類(lèi)遷徙的基本判斷，研究人員將視線(xiàn)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(kāi)始著手對(duì)多年前輾轉(zhuǎn)獲得的一枚長(zhǎng)約12厘米、整體呈土黃色的人類(lèi)右側(cè)下頜骨化石開(kāi)展研究?！爱?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(shuō)。

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?！按饲?，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(wú)法確定化石發(fā)現(xiàn)時(shí)有沒(méi)有直接共存的文化遺存，也沒(méi)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?lèi)活動(dòng)遺存。

“在化石出土地找到古人類(lèi)活動(dòng)留下來(lái)的遺存，才有可能發(fā)掘出更多古人類(lèi)活動(dòng)信息，對(duì)于研究化石承載的古人類(lèi)信息很有幫助?！笨呻x化石被撿已經(jīng)過(guò)去了近30年，撿化石的主人公已經(jīng)過(guò)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(lèi)留下來(lái)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(kāi)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?！睆垨|菊說(shuō)，在生物死亡過(guò)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。“在高溫和潮濕的條件下，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?！睆垨|菊說(shuō)。

“即使是在理想的寒冷環(huán)境下，能留存下來(lái)的古DNA也不會(huì)超過(guò)100萬(wàn)年?！奔幢闳绱耍芯咳藛T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(méi)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。“蛋白質(zhì)比DNA‘幸存’的時(shí)間長(zhǎng)，它們的化學(xué)和分子組成意味著其更穩(wěn)定，分解速度沒(méi)有那么快，盡管蛋白質(zhì)最終也會(huì)分解。”團(tuán)隊(duì)成員、來(lái)自德國(guó)馬普研究院的Welker表示。

得知下頜骨沒(méi)有保存DNA后，Welker、張東菊和博士生夏歡在蘭州大學(xué)開(kāi)始進(jìn)行古蛋白分析?！皹?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(guò)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(shuō)。

研究人員通過(guò)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(chēng)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(méi)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。“碳酸鹽沉積物分布在骨骼周?chē)?，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(guò)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(kāi)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(wàn)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(shuō)，目前從牙齒的形態(tài)來(lái)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(zhǎng)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(xiě)人類(lèi)演化遷徙的版圖?！彼硎?。

充分挖掘了化石承載的古人類(lèi)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(wàn)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)?？梢M(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(kāi)始，研究團(tuán)隊(duì)在夏河及周邊地區(qū)的考古調(diào)查從沒(méi)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(kāi)研究之外，我們還想知道化石出土地的更多信息。”張東菊介紹說(shuō)，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(lèi)在這里較長(zhǎng)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。“如果洞外很冷，這里更適合人類(lèi)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(lèi)在該遺址曾較長(zhǎng)時(shí)間生活。

經(jīng)過(guò)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(kāi)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(shuō)，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(lèi)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(lèi)活動(dòng)是洞穴內(nèi)動(dòng)物骨骼堆積的主要因素?！睆垨|菊表示，這說(shuō)明古人類(lèi)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(lèi)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(shuō)明白石崖溶洞是當(dāng)時(shí)人類(lèi)的生活家園。”高星說(shuō)，可以將其與中國(guó)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的同期古人類(lèi)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(kāi)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(guó)家第二次青藏科考，在青藏高原開(kāi)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(kāi)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(lèi)活動(dòng)情況。

中國(guó)青年報(bào)·中青在線(xiàn)記者 馬富春 來(lái)源：中國(guó)青年報(bào)