青藏高原发现16万年前中更新世晚期的丹尼索瓦人下颌骨化石
由陈发虎所长作为第一和通讯作者的中科院“泛第三极环境变化与绿色丝绸之路建设”专项研究成果“青藏高原中更新世晚期丹尼索瓦人的下颌骨化石”(A late Middle Pleistocene Denisovan mandible from the Tibetan Plateau)于北京时间2019年5月2日在国际顶级学术刊物Nature杂志正式在线发表。该成果是陈发虎院士带领其团队多年来在青藏高原开展过去人类活动和环境适应研究获得的又一突破性进展。我们分析了甘肃夏河县新发现的古人类下颌骨化石,可以确定其为青藏高原的丹尼索瓦人,建议命名为夏河丹尼索瓦人,简称夏河人。研究团队还包含来自德国马普学会进化人类学研究所、台湾大学、复旦大学、甘肃省文物考古研究所、哥本哈根大学、纽约大学、牛津大学、肯特大学和中国科学院古脊椎动物与古人类研究所等科研单位的多名境内外学者。自2016年起,研究团队针对该化石开展了年代学、体质形态学、分子考古学、生存环境、人类适应等多学科综合分析。结果发现,该化石目前是除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,也是青藏高原发现的最早人类活动证据(距今16万年前)。该研究为进一步探讨丹尼索瓦人的体质形态特征及其在东亚地区的分布、青藏高原早期人类活动历史及其对高海拔环境适应等问题提供了关键证据。
该化石于上世纪80年代发现于青藏高原东北部的甘肃南部夏河县甘加盆地白石崖溶洞,具体出土层位缺失,但化石被厚层碳酸盐结核包裹,使对其进行年代测定成为可能。为减少对该珍贵化石的破坏,未尝试对化石进行直接测年,仅对化石外包裹的碳酸盐结核包裹体进行了铀系测年分析。三个测年结果均为距今16万年前后,显示该化石形成于至少距今16万年前,说明该古人类在第四纪最为寒冷的倒数第二次冰期(MIS6:深海氧同位素6阶段)生活于青藏高原。化石的发现也意味着甘加盆地在揭示青藏高原早期人类活动历史方面具有巨大潜力。在第二次青藏高原综合科学考察预研究中,陈发虎院士及张东菊副教授带领团队曾多次对甘加盆地(海拔3000米)进行考古调查,发现多处旧石器考古遗址。2018年兰州大学环境考古团队联合甘肃省文物考古研究所对白石崖溶洞进行小面积的正式考古发掘,发现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。相关材料整理和数据分析工作正在有序开展,将来有望为揭示该区域的古人类行为和相关文化信息提供重要证据。
本次发表的古人类化石仅保存了下颌骨右侧,包括第一和第二臼齿两颗完整牙齿。对其颌骨表面、骨壁厚度、齿弓形状、牙齿大小、牙齿排列、牙齿萌发和牙齿磨损等体质性状进行了全面分析,确定其为中更新世古老型智人的一种。为进一步确定其种属,应用古DNA和古蛋白等古人类学研究的新技术,对采集自化石的少量粉末样品进行分析,结果显示,该化石未保存古DNA,但是保存有深度降解的古蛋白。提取到的古蛋白信息显示,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,确定为青藏高原的夏河丹尼索瓦人。
丹尼索瓦人和青藏高原史前人类活动是国际研究的热点问题,此项多学科研究成果为这两个热点问题提供了重要信息,揭示出可能携带了适应高寒缺氧环境基因(EPAS1)的古老型智人-丹尼索瓦人,已先于现代智人来到青藏高原,且在第四纪最大冰期(倒数第二次冰期)时已成功生活在这一寒冷缺氧的高海拔区域,为进一步揭示现代藏族人群的EPAS1基因来源提供了新线索。该研究不仅再次刷新了我们对青藏高原最早人类活动时间和史前人类高海拔环境适应等问题的认识,而且为神秘的丹尼索瓦人的深入研究开启了更广阔的研究空间,为深入理解东亚直立人、古老型智人和现代智人的演化及其相互关系提供了新的视角。