甘肃夏河县白石崖溶洞发现古人类丹尼索瓦人DNA

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【2020年10月30日讯】

中国甘肃省甘南藏族自治州夏河县海拔3,200米的白石崖溶洞,对于佛教徒而言是个圣地。不过,对于已灭绝的人类远亲丹尼索瓦人(Denisovan),这可能是他们曾经的家。

去年,兰州大学考古学家张东菊的团队分析了39年前在该洞找到的下颚骨,确认该骨属于16万年前的丹尼索瓦人,是首度在西伯利亚丹尼索瓦洞以外找到丹尼索瓦人骸骨化石。

为了找到更多证据,团队在获当地僧侣同意下,于2018年12月开始在晚上室外环境最低温达-18°C下展开圣洞的挖掘工作,以避免影响参拜人士。

团队最新刊于《科学》的报告指,团队夜以继日的努力取得成果。在洞穴的沉积物中发现到丹尼索瓦人的线粒体DNA(mitochondrial DNA, mtDNA),并相信他们在10万至6万年前曾于洞中居住,甚至在4.5万年前仍然有零星丹尼索瓦人(下称丹人)居于当地,当时已有现代智人涌入东亚。

无参与研究的牛津地质年代学家汤姆·海姆(Tom Higham)指,虽然丹人骨头非常罕见,但研究证明丹人在北半球比想像中普遍存在。事实上,丹人基因在亚洲人基因组中的存在,也表明这些古人类在亚洲很普遍。

研究亦证明西伯利亚以外是能够找到丹人的基因,有参与研究的马克斯普朗克演化人类学研究所、古人类学家斯万特·帕博(Svante Pääbo)指:“每年我都说我们会找到,至今已有十年。”

团队采集了大量样本,包括烧焦的炭、1,310块简单石器、579块犀牛与鬣狗等动物骨头,团队在北京的小组其后于沉积物中发现到人族mtDNA,相信是古人类在排便时释出,而进一步分析显示这些mtDNA与丹人最接近。

团队的澳大利亚小组则对同一批沉积物样本进行鉴年,团队利用热萤光测年法测量当中矿物或最后被阳光照射后的时间,显示4组有丹人mtDNA的沉积物历史分别为10万、6万与4.5万年。当年有参与丹尼索瓦洞样本鉴年的汤姆·海姆在评论中指,最早的沉积物日期似乎高度可靠。

焦炭显示了居于洞内的人曾生火,他们亦有能力制作与使用简单石器;洞穴的高位也可让占住的人容易监视到崖下的动物活动,甚至是其他现代智人迁徙情况。

同期另一份刊于《科学》的斯万特·帕博领导的研究,指在蒙古与北京的化石样本,抽取到亚洲最古老基因,分别为3.5万与4万年历史,当中亦含丹人的DNA,而现时已知与丹人的古人类杂交,最早于5万年前出现。

不过,这些丹人基因排序与现代新几内亚和澳大利亚原住民中发现的不同。马克斯普朗克演化人类学研究所古生物学家迪安多·马西拉尼(Diando Massilani)认为,智人一定已经遇到并与两个丹人群族杂交,他们一个在亚洲大陆、一个在东南亚,这同样进一步证明丹人曾人口众多,且遍布范围广泛。

此前,有研究亦发现约九成的藏族人拥有现代人口极罕有的丹人EPAS1基因,该基因最先在丹尼索瓦洞样本发现,可帮助红血球更有效地使用氧气,而过去假设丹人可能早已适应高海拔地区的生活,EPAS1在他们中广泛流传,最后遗传至现代藏族人身上。

但最新的分子测年表明,EPAS1仅在过去5,000年中迅速于藏族人身上流传。无参与此两个研究的加州大学默塞德大学考古学名誉教授马克·阿尔登德弗(Mark Aldenderfer)指,自然选择(Natural selection)只会对那些常年生活在高海拔地区的人们有利,因此推断丹人可能只季节性地住在白石崖溶洞,张东菊团队将需要找到核DNA来确认此说法。

消息来源

  • Alan Chiu,西藏洞穴沉积物抽出神秘远亲基因 西伯利亚以外首次,《立场科学》,2020年10月30日。
  • Zhang, D.J., Xia, H., Chen, F.H. & et al. (2020). Denisovan DNA in Late Pleistocene sediments from Baishiya Karst Cave on the Tibetan Plateau. Science 30 Oct 2020: Vol. 370, Issue 6516, pp. 584-587. DOI: 10.1126/science.abb6320
  • Massilani, D., Skov, L., Hajdinjak, M. & et al. (2020). Denisovan ancestry and population history of early East Asians. Science 30 Oct 2020: Vol. 370, Issue 6516, pp. 579-583. DOI: 10.1126/science.abc1166


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