中國考古重大成果刊發:青藏高原溶洞遺址現丹尼索瓦人DNA

丹尼索瓦人，一支對現代大洋洲、東亞、南亞和美洲原住人群有遺傳貢獻的古老型人類，其遺傳特徵的神秘面紗正在被揭開。

澎湃新聞（www.thepaper.cn）獲悉，10月30日凌晨，國際頂尖學術期刊《科學》在線發表了來自中國考古界的一項重大研究成果，科學家在青藏高原白石崖溶洞遺址所保存的豐富的中更新世和晚更新世人類活動遺存中，成功獲取丹尼索瓦洞以外的首個丹尼索瓦人線粒體基因序列，揭示了丹尼索瓦人在距今約10萬年至6萬年前，甚至有可能到4.5萬年間，曾長期生活在青藏高原。

據蘭州大學、中國科學院青藏高原研究所、中國科學院古脊椎動物與古人類研究所介紹，丹尼索瓦人，人骨化石發現較少，但遺傳特徵研究深入，是新發現的一支古老型人類，與曾廣泛分布在歐洲的尼安德特人是姐妹群，對現代大洋洲、東亞、南亞和美洲原住人群有遺傳貢獻，是國際廣泛關注的研究熱點。

白石崖溶洞。攝影：韓源源；版權：張東菊，蘭州大學

2019年，蘭州大學和中科院青藏高原研究所帶領的研究團隊報導了發現於青藏高原東北部白石崖溶洞的夏河人下頜骨化石的研究成果，利用古蛋白分析方法鑑定其為丹尼索瓦人，利用鈾系測年方法將其年齡確定為距今至少16萬年。

發掘發現的石製品和動物骨骼。攝影：韓源源；版權：張東菊，蘭州大學

此項研究，揭示夏河人下頜骨化石為丹尼索瓦洞以外發現的第一件丹尼索瓦人化石，白石崖溶洞遺址是青藏高原上最早的考古遺址，將丹尼索瓦人的空間分布首次從西伯利亞地區擴展至青藏高原，是丹尼索瓦人研究和青藏高原史前人類活動研究的雙重重大突破。此項研究成果於2019年發表在同為國際頂級學術刊物的Nature雜誌上，在國際國內古人類學界和考古學界引起轟動，得到國內外同行專家的廣泛肯定和支持，併入選教育部「2019年中國高等學校十大科技進展」、科技部「2019年中國科學十大進展」、Science雜誌評選的「2019年度十大科學突破」、Archaeology雜誌評選的「2019年度世界十大考古發現」、Science News雜誌評選的「2019年度世界十大科技新聞」等。

然而，因為夏河人化石鑑定為丹尼索瓦人主要依據古蛋白中的一個胺基酸，並且化石缺乏埋藏地層和共存考古遺存信息，因此，該化石儘管極大地推動了青藏高原史前人類活動和丹尼索瓦人的研究，但其所揭露的這支分布在青藏高原上的丹尼索瓦人的信息卻也非常有限，比如我們對其時空分布、遺傳特徵和文化內涵等所知甚少。

沉積物DNA樣品採集（姚娟婷和陳曉珊）。攝影：韓源源；版權：張東菊，蘭州大學

為全面了解夏河人下頜骨所代表人群在青藏高原生活的情況，自2010年開始，由現中科院青藏高原研究所所長陳發虎院士帶領的蘭州大學環境考古團隊即已在白石崖溶洞及其所在甘加盆地開展考古調查和研究工作。2018年，由團隊骨幹張東菊教授帶領的以蘭州大學研究生為主的環境考古團隊，對白石崖溶洞遺址進行首次考古發掘，並邀請國內外多個研究團隊進行多學科綜合研究。

光釋光樣品採集（李波和成婷）。攝影：韓源源；版權：張東菊，蘭州大學

經過多年的努力，蘭州大學領導的研究團隊在白石崖溶洞的研究獲得重大研究成果，發現白石崖溶洞遺址保存有豐富的中更新世和晚更新世古人類活動遺存，成功獲取丹尼索瓦洞以外的首個丹尼索瓦人線粒體基因序列，揭示丹尼索瓦人在晚更新世長期生活在青藏高原。

古環境重建土樣採集（王建，藺東鵬，申旭科，夏歡，李婷，張東菊，成婷，陳曉珊，姚娟婷）。攝影：韓源源；版權：張東菊，蘭州大學

蘭州大學研究團隊的發掘和研究工作顯示，該遺址保存有連續的舊石器文化層和豐富的舊石器考古遺存，包括大量的石製品和骨骼遺存。石製品主要由採自洞前河谷的角頁巖和變質石英砂巖礫石打制而成，打制技術以簡單石核石片技術為主，有較多的刮削器等工具。骨骼遺存多較破碎，有人工砍砸和火燒痕跡，初步分析顯示，上部文化層以羚羊、狐狸、旱獺等中小型動物為主，下部文化層則以犀牛、野牛、鬣狗等大中型動物為主。沉積物的多指標分析顯示，地層堆積主要為原生堆積，考古遺存未經過明顯擾動。

該團隊介紹，洞穴沉積物一般來源和搬運較為複雜，準確測年較為困難。研究團隊在第1-6層選擇了14件動物骨骼在蘭州大學、北京大學和牛津大學進行AMS14C測年，發現第4-6層的骨骼已經超出14C測年上限。同時，在第2-10層採集了12個光釋光樣品，邀請澳大利亞伍倫貢大學李波副教授共同開展單顆粒光釋光測年分析，共提取了30000多個長石和石英顆粒進行單顆粒光釋光測年。結合AMS14C和光釋光測年結果，建立貝葉斯年齡模型，為遺址建立了距今~19-~3萬年的可靠年齡框架。

用於AMS14C測年的骨骼樣品採樣（夏歡）。攝影：韓源源；版權：張東菊，蘭州大學

用於AMS14C測年的骨骼樣品的骨膠原提取（陳曉珊）。攝影：韓源源；版權：張東菊，蘭州大學

沉積物DNA是一種新興的古DNA分析技術，考古遺址沉積物可追蹤相關遺址DNA保存狀況及可能存在的人類，彌補了人類化石一般可遇而不可求的缺憾，極大的擴大了研究對象，打開了研究舊石器考古遺址人群演化的新窗口。

遺址發掘前，研究團隊邀請中科院古脊椎動物與古人類研究所付巧妹研究員一起開展沉積物DNA分析，張東菊教授與付巧妹研究員一起制定了古DNA分析沉積物樣品的採樣計劃，確保樣品採集和運送過程中不會受到現代人類的汙染。付巧妹研究員團隊通過實驗捕獲釣取了242個哺乳動物和人類的線粒體DNA，分析顯示，沉積物中的動物古DNA，包括犀牛、鬣狗等滅絕動物，與遺址發現的動物骨骼遺存一致。並同時成功獲得了古人類線粒體DNA,進一步分析顯示其為丹尼索瓦人DNA。

白石崖溶洞遺址發現的石片。攝影：韓源源；版權：張東菊，蘭州大學

夏河人下頜骨化石。攝影：仇夢晗；版權：張東菊，蘭州大學

白石崖溶洞遺址發現的石製品。攝影：韓源源；版權：張東菊，蘭州大學

白石崖溶洞遺址發現的動物骨骼。攝影：韓源源；版權：張東菊，蘭州大學

結合地層測年結果，研究團隊發現丹尼索瓦人DNA主要出現於距今10萬年和距今6萬年前後，可能晚至距今4.5萬年，顯示丹尼索瓦人在晚更新世長期生活在該洞穴。更有趣的是，白石崖溶洞遺址6萬年前的丹尼索瓦人DNA與來自俄羅斯阿爾泰山脈丹尼索瓦洞穴的晚期丹尼索瓦人（Denisova 3和Denisova 4）有最緊密的遺傳聯繫。相反的，白石崖溶洞遺址光釋光測年約10萬年前的丹尼索瓦人DNA則更早的與晚期的丹尼索瓦人分離開來。以上結果在與古DNA領域泰鬥——馬普進化人類學研究所的Svante Pääbo教授團隊討論時得到了認可。

綜合夏河下頜骨化石和白石崖溶洞的最新研究結果來看，丹尼索瓦人自倒數第二次冰期至末次冰期都生活在青藏高原，並且與阿爾泰山地區的晚期丹尼索瓦人有最緊密的遺傳聯繫，不僅說明其已對高寒缺氧環境成功適應，而且進一步證實丹尼索瓦人曾廣泛分布於歐亞大陸東側。

白石崖溶洞的最新研究成果，為白石崖溶洞遺址的丹尼索瓦人活動提供了可靠的地層學、考古學、年代學和分子學證據,為進一步理解丹尼索瓦人的時空分布、遺傳特徵、文化特徵、環境適應等研究提供了重要科學依據，並且對重建青藏高原古人類活動歷史和釐清東亞古人類演化歷史具有重要意義。

此項成果，由蘭州大學主導，利用國際最先進的古DNA分析和光釋光測年技術，邀請多家國內外研究團隊緊密合作共同完成，是在中國考古遺址沉積物中提取古人類DNA的第一個成功案例。該成果是國家第二次綜合科學考察項目的一項重大成果，也是青藏高原史前人類活動研究的一個階段性成果。此前，陳發虎院士領導的團隊已經在農業人群定居青藏高原研究方面獲得重要成果，該團隊後續的研究將為進一步揭示青藏高原早期人類歷史，特別是青藏高原丹尼索瓦人的體質、遺傳和文化等特徵等，提供更多科學證據和信息。

本文第一和通訊作者為蘭州大學教授、中科院青藏高原研究所和青藏高原地球科學卓越創新中心特聘客座研究員張東菊，最後通訊作者為中科院古脊椎動物與古人類研究所付巧妹研究員，澳大利亞伍倫貢大學李波副教授和德國馬普實驗室進化人類學研究所Svante Pääbo教授為共同通訊作者。

(本文來自澎湃新聞，更多原創資訊請下載「澎湃新聞」APP)