這是在白石崖溶洞遺址發(fā)現(xiàn)的動物骨骼 韓源源攝

文?| 張文靜 《瞭望》新聞周刊記者

本文轉(zhuǎn)載自微信公眾號“瞭望”（ID：OutlookWeekly1981），首發(fā)于2020年11月14日，原文刊于《瞭望》新聞周刊2020年第46期，原標(biāo)題為《人類演化關(guān)鍵拼圖現(xiàn)身青藏高原》。

　
現(xiàn)代人的古人類祖先是誰？人類如何走上青藏高原？這一系列人類演化問題，一直是科學(xué)界的待解謎題。

　
部分答案可能就藏在海拔3200多米、地處青藏高原東北部的白石崖溶洞里。自2019年第一次走到聚光燈下，今年10月30日，這個小眾景點(diǎn)再次引發(fā)關(guān)注。國家文物局舉行“考古中國”重大項目第二期重要進(jìn)展工作會，通報了白石崖溶洞遺址重要考古成果。

中科院院士陳發(fā)虎帶領(lǐng)蘭州大學(xué)環(huán)境考古團(tuán)隊并聯(lián)合多個境內(nèi)外科研單位，通過對這個洞穴和出土于此的化石開展多年研究，證實此前只發(fā)現(xiàn)于阿爾泰山地區(qū)的一支新的古人類——丹尼索瓦人曾在世界屋脊留下清晰足跡，并將青藏高原史前人類活動歷史從距今4萬年提前至距今16萬年，甚至距今19萬年。

位于甘肅省甘南藏族自治州夏河縣的白石崖溶洞，2019年5月之前，和人類演化的謎團(tuán)看似毫無關(guān)聯(lián)。

將二者聯(lián)系起來的，是一塊長約12厘米、頜骨形態(tài)粗壯原始、臼齒較大的人類右側(cè)下頜骨化石。

20世紀(jì)80年代，一位僧侶在白石崖溶洞中發(fā)現(xiàn)這件化石。從表面特征看，科學(xué)家初步判斷這可能是一個古人類化石。但屬于哪個人種？距今多久？它代表了人類演化史上的哪一環(huán)？都需進(jìn)一步科學(xué)考證。

正式研究于2010年啟動。起初，陳發(fā)虎團(tuán)隊難以確定化石在溶洞內(nèi)的具體出土位置。他們走訪周邊十幾個山洞后發(fā)現(xiàn)，只有白石崖溶洞恒溫恒濕最適合古人類生活，不僅是化石的出土點(diǎn)，還可能保存更多古人類生活遺存。

轉(zhuǎn)機(jī)出現(xiàn)在2016年——研究團(tuán)隊在白石崖溶洞考察時發(fā)現(xiàn)了石制品。這成為科學(xué)證明白石崖溶洞中有史前人類生活痕跡的直接證據(jù)。同年，團(tuán)隊制定了完善的化石研究方案。

臺灣大學(xué)教授沈川洲對化石外的碳酸鹽包裹體進(jìn)行了鈾系測年。結(jié)果顯示，該化石形成于至少16萬年前。

遺憾的是，由于年代太久，化石中的古DNA已深度降解，并未提取到。蛋白質(zhì)比DNA結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定，保存時間更長，研究者采用古蛋白質(zhì)分析，最終提取到了古蛋白。
　　
“這件化石保留的蛋白質(zhì)信息包含了丹尼索瓦人特有的變異蛋白質(zhì)。通過構(gòu)建演化關(guān)系，我們將這件化石歸入丹尼索瓦人或其近親種。”共同與國外合作者開展古蛋白分析的蘭大博士生夏歡說。
　　
關(guān)于這件化石的研究成果2019年5月發(fā)表于《自然》期刊，得到國內(nèi)外同行的廣泛認(rèn)可和肯定。

丹尼索瓦人，一個2010年才被確定的一支新的古人類種群。彼時唯一的已知線索，僅是發(fā)現(xiàn)于西伯利亞丹尼索瓦洞穴里的一節(jié)指骨化石和幾塊破碎的牙齒。它們的重要性并不因此削弱。丹尼索瓦人與約30萬～3萬年前廣泛分布在歐洲的尼安德特人是姐妹群（由最晚同一祖先衍生的兩個分支），對現(xiàn)代大洋洲、東亞、南亞和美洲原住人群都有遺傳貢獻(xiàn)。人們期待尋找更多丹尼索瓦人與現(xiàn)代人的關(guān)系。丹尼索瓦人與早期現(xiàn)代人的基因交流及其傳播遷徙路線成為關(guān)注熱點(diǎn)。

但西伯利亞出土的指骨化石太小，科學(xué)家未能建立起完整的丹尼索瓦人體質(zhì)形態(tài)信息等諸多信息。

白石崖溶洞的發(fā)現(xiàn)，無疑為此拼上一塊關(guān)鍵拼圖。研究團(tuán)隊骨干成員張東菊教授表示，這是丹尼索瓦洞以外發(fā)現(xiàn)的首例丹尼索瓦人化石，白石崖溶洞也成為青藏高原目前已知最早的舊石器時代考古遺址。研究結(jié)果不僅將青藏高原史前人類活動歷史由距今4萬年推早至距今16萬年，還將丹尼索瓦人的空間分布首次從西伯利亞地區(qū)擴(kuò)展至青藏高原，為丹尼索瓦人在東亞分布提供了化石證據(jù)。

相比基因而言，由基因編譯的蛋白包含的遺傳信息較少。研究者期待進(jìn)一步的發(fā)現(xiàn)。2018年，蘭州大學(xué)環(huán)境考古團(tuán)隊聯(lián)合甘肅省文物考古研究所，對白石崖溶洞進(jìn)行首次正式考古發(fā)掘，并邀請國內(nèi)外多個團(tuán)隊進(jìn)行多學(xué)科綜合研究。

張東菊介紹，團(tuán)隊共發(fā)掘2個1米×2米大小的探方，其中T2探方出土有豐富的石制品和動物骨骼，其地層分為10層，每一層位均有石制品和動物骨骼出土，第10層尤為豐富。通過開展綜合的地層學(xué)、考古學(xué)和分子考古學(xué)等分析，一條重要線索進(jìn)入研究人員視野——白石崖溶洞的晚更新世沉積中發(fā)現(xiàn)了丹尼索瓦人線粒體DNA。

沉積物古DNA分析技術(shù)是得到這項新成果的關(guān)鍵技術(shù)之一。其可通過分析沉積物獲得曾在遺址活動的古人群信息，彌補(bǔ)人類化石可遇不可求的缺憾。這是中國科學(xué)家首次利用古DNA分析技術(shù)在我國考古遺址沉積物中提取到古人類遺傳信息的成功案例。

負(fù)責(zé)開展沉積物古DNA分析的中國科學(xué)院古脊椎動物與古人類研究所研究員付巧妹介紹，在多個沉積物樣品中，團(tuán)隊嘗試一次性捕獲了242個哺乳動物和人類的線粒體DNA。其中，沉積物古DNA分析發(fā)現(xiàn)的動物種屬包括犀牛、鬣狗等，與白石崖溶洞發(fā)現(xiàn)的動物骨骼遺存初步鑒定結(jié)果一致，驗證了沉積物古DNA分析的可靠性。更令人驚喜的是，進(jìn)一步分析顯示，捕獲的人類線粒體DNA是丹尼索瓦人的線粒體DNA。

張東菊告訴記者，丹尼索瓦人線粒體DNA主要發(fā)現(xiàn)于T2探方的第2、3、4、7層，結(jié)合地層年代，顯示丹尼索瓦人主要出現(xiàn)于距今約6萬年和10萬年，證實丹尼索瓦人在晚更新世長期生活在青藏高原高海拔地區(qū)。并再次論證了丹尼索瓦人在東亞廣泛且長期分布的推測，為理解東亞古人類演化歷史提供了重要信息。

新研究于今年10月底發(fā)表在《科學(xué)》雜志，獲得國內(nèi)外同行認(rèn)可。北京大學(xué)考古文博學(xué)院教授王幼平認(rèn)為，新發(fā)現(xiàn)推動了青藏高原史前人類活動歷史研究，對中國古人類研究有著重要意義。這種多學(xué)科交叉融合可以成為舊石器考古遺址研究新的范式。

白石崖溶洞遺址的考古發(fā)現(xiàn)不僅填補(bǔ)了丹尼索瓦人研究的諸多空白，也推進(jìn)了青藏高原史前人類活動的研究進(jìn)展。

青藏高原生存條件惡劣。古人類何時擴(kuò)散到青藏高原腹地？他們又如何適應(yīng)了高原環(huán)境？這些問題一直困擾著學(xué)界。關(guān)于丹尼索瓦人的研究或許能給出更多線索。

研究顯示，EPAS1、EGLN1和TMEM247等基因的適應(yīng)性突變對高原人群環(huán)境適應(yīng)有著重要貢獻(xiàn)。張東菊告訴記者，西伯利亞丹尼索瓦人的基因組含有EPAS1和TMEM247等基因，表明他們可能已適應(yīng)高海拔環(huán)境。白石崖溶洞遺址的考古發(fā)現(xiàn)表明，他們可能是在更早期向青藏高原擴(kuò)散的過程中，獲得了高海拔環(huán)境適應(yīng)基因。

陳發(fā)虎、張東菊等認(rèn)為，相比海拔僅有約700米且遠(yuǎn)在西伯利亞的丹尼索瓦洞，白石崖溶洞更有可能是高海拔環(huán)境適應(yīng)基因的起源地。
　　
不僅如此，研究表明，丹尼索瓦人的基因散布在現(xiàn)代亞洲人等人群中，尤其是丹尼索瓦人可能對現(xiàn)代藏族人群和喜馬拉雅山兩側(cè)的夏爾巴人貢獻(xiàn)了能提供適應(yīng)高海拔缺氧環(huán)境能力的EPAS1基因。

研究團(tuán)隊表示，關(guān)于丹尼索瓦人的研究揭示了高原人類演化歷史和其對高海拔環(huán)境的適應(yīng)歷史。而摸清早期人類挑戰(zhàn)極端環(huán)境的方式和適應(yīng)過程，或可為人類應(yīng)對環(huán)境變化提供參考。

“這些內(nèi)容也是第二次青藏高原綜合科學(xué)考察研究項目的重點(diǎn)?！睆垨|菊說，團(tuán)隊將繼續(xù)開展考古調(diào)查、發(fā)掘和研究工作，開展多學(xué)科、多領(lǐng)域合作，不斷深化青藏高原史前人類活動歷史研究。