远古智人已登上青藏高原 “夏河人”化石研究成果再次刷新青藏高原人类活动历史纪录

新发现的“夏河人”颌骨化石。

带着两颗牙齿的半块颌骨,属于一位迄今发现的最早的青藏高原人。由中科院院士、青藏高原研究所所长陈发虎领衔的研究为这块颌骨主人验明了正身。5月2日,《自然》杂志在线发表了研究成果。

这是继去年11月西藏尼阿底遗址考古成果发布后,我国科学家短期内再次刷新青藏高原人类活动历史纪录,从距今4万年一举推前至16万年前。由于该化石在遗传学上与阿尔泰山地区丹尼索瓦人亲缘关系最近,研究人员建议命名为夏河丹尼索瓦人,简称“夏河人”。

上世纪80年代,甘肃夏河当地僧人无意间发现一块带着两颗完整牙齿的化石,将其献给了当地寺庙的活佛。

意识到这件化石可能是珍贵的古物,寺庙将化石悉心保存,后来辗转交到中科院寒区旱区环境与工程研究所原研究员董光荣手中。2010年前后,董光荣与陈发虎启动对化石的合作研究。

整个研究中最艰难的部分,是找到化石的发现地。当年发现化石的僧人已无迹可寻,他只留下只言片语,称化石来自夏河的一个洞穴。

研究人员以夏河为中心开展了近10年的考古调查,请教当地村民、僧人。在考察了甘加盆地20多个洞穴后,研究团队发现白石崖溶洞符合所有条件,确认为化石出土地,洞内还发现了旧石器文化遗存。

2018年,在国家文物局和甘肃省各级文物部门的支持下,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考古发掘。丰富的石制品和动物骨骼遗存相继出土,显示曾有古人类在这里较长时间生活。

洞穴寻踪

10年寻遍甘加盆地

◥追访

化石遗址被视为“神洞” 当地计划整体保护

通过对骨骼化石外在特征的研究,研究团队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,研究团队曾试图进行古DNA提取和分析,遗憾的是,经过长时间高度降解,该化石未保存古DNA。

此时,另一种分子学研究方法派上用场:古蛋白分析。

兰州大学博士生夏欢参与实施了古蛋白分析,她说,蛋白质中的氨基酸序列蕴含了个体演化信息,尽管遗传信息不如DNA信息多。他们在化石中发现了丹尼索瓦人特有的变异蛋白质,为确定其为丹尼索瓦人提供了最主要的证据。

另外,为减少对该珍贵化石的破坏,研究团队没有对化石进行直接测年。但化石被厚层碳酸盐结核包裹,研究团队邀请台湾大学沈川洲教授对碳酸盐结核包裹体进行铀系测年分析,三个测年结果均显示,化石年代为距今16万年前后。

“说明该古人类在第四纪最为寒冷的倒数第二次冰期生活于青藏高原,这也意味着,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。”兰州大学西部环境教育部重点实验室副教授张东菊说。

验明正身

古蛋白显示证据

出土了这块珍贵化石的白石崖溶洞遗址,此前一直由白石崖寺负责管理,当地信众视其为“神洞”。

夏河县文旅局副局长段西义说,白石崖溶洞外设有铁门,游人参观需由专人带领,因此保护状况较好。5月2日论文发表后,夏河县文旅局已经向上级递交报告,提出未来由政府管理白石崖溶洞,采取更完备的文物保护措施,同时为下一步发掘工作提供便利条件。

兰州大学研究团队也正在与当地政府商讨,如何对白石崖溶洞采取更周密的保护措施。

夏河县地处青藏高原东北端,与黄土高原相交,地势高峻,多山多谷,分布着众多洞穴。在白石崖溶洞附近,就有另外四五个洞穴。段西义表示,下一步将力争对这些洞穴进行整体层面的保护。

◥背景

青藏高原成研究热土 古人类研究成果迭出

此次发现切中了两个国际研究热点问题:青藏高原史前人类活动和丹尼索瓦人。前者为研究的出发点,但后者纯属意外所得。

国际上很多学者推测,东亚是丹尼索瓦人广泛分布的区域,但是一直没找到化石证据。“尽管2010年丹尼索瓦人被提出,但我们一开始并未向这方面想,结果是一个惊喜。”张东菊说。

“这是非常重要的发现。”“对丹尼索瓦人研究非常有意义。”……论文发表后数天,研究团队收到国际国内同行大量肯定的评论,认为这为丹尼索瓦人的研究突破了瓶颈。

丹尼索瓦人是近年来古人类学界研究的热点。许多东亚人身体里都保留着少量丹尼索瓦人的基因,可以说,丹尼索瓦人某种程度上也是东亚人的祖先。

化石溯源

东亚人的祖先

科学家推测,丹尼索瓦人曾在东亚广泛分布,中国是重要区域,但始终没有化石证据佐证。同时,丹尼索瓦洞的零星化石,除了全基因组数据外,只提供了极其有限的体质形态信息,我们尚不清楚丹尼索瓦人相貌如何。

而“夏河人”化石,不仅是丹尼索瓦洞外发现的首例丹尼索瓦人化石,也是迄今发现的个体最大的丹尼索瓦人化石,首次提供了丰富的体质形态信息。

“这半块下颌骨呈现了夏河人的骨壁厚度、齿弓形状、牙齿大小、牙齿排列等信息,呈现了一些体质特征。头骨对于古人类的研究很重要,颌骨就是头骨的一部分。”张东菊说。

张东菊表示,此次发现使重建丹尼索瓦人体质形象,以及与东亚其他中晚更新世人类化石进行体质形态对比成为了可能,加深了我们对丹尼索瓦人的理解。

未来,兰州大学研究团队将更有目标性地寻找丹尼索瓦人文化遗存,在青藏高原开展更大范围、更系统的考古调查,希望可以找到更多化石证据。同时,研究团队将对白石崖溶洞出土的大量石器和动物骨骼进行整理和分析,计划将来对洞穴做更大范围的考古发掘。

刻画古人

助丹尼索瓦人形象重建

就在去年,青藏高原早期人类活动纪录刚刚被刷新。

去年11月30日,美国《科学》期刊在线发表了中国学者高星、张晓凌、王社江等人的研究论文,介绍了考古学者在藏北羌塘高原发现一处旧石器时代遗址——尼阿底遗址,将人类首次登上青藏高原的历史推前到4万年前。

近年来,青藏高原早期人类研究逐渐走热。尼阿底遗址课题组负责人、中科院古脊椎动物与古人类研究所研究员高星曾称,青藏高原的高海拔与极端气候,为研究人类对高原和极端环境的适应能力与方式提供了重要的资料,因此成为考古研究热点。

国家文物局、科技部、中科院等部门在青藏高原支持开展了多项科考项目,国家自然科学基金委也提供了支持,目前多支研究队伍活跃其中。

青藏高原古人类研究在短期内屡获硕果,在张东菊看来,一方面得益于国家相关部门的重视和支持,另一方面也与青藏高原旧石器时代考古研究人员增多、力量壮大有关,越来越多的年轻人投身旧石器考古研究,对青藏高原研究兴趣也与日俱增。

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